Brevet FR2541657A1 — publié le 19840831

l La présente invention est destinée à un bobineur du type dans lequel une bande est enroulée autour d'un mandrin en pressant la bande autour du mandrin au moyen de cylindres d'enroulement disposés autour du mandrin et, plus particulièrement, c'est une méthode pour commander les cylindres d'enroulement dans un bobineur dans le cas du bobinage d'une bande. Par exemple un bobineur descendant du type décrit est montré en figure 1 Une bande 2 est transportée sur une table d'écoulement I au moyen d'une paire de cylindres de serrement 3 a et 3 b et est dirigée vers un mandrin 4 Des cylindres d'enroule- ment 5 a à 5 d qui sont disposés autour du mandrin 4 pressent la bande contre le mandrin 4 pendant que la bande 2 est en train d'être bobinée autour du mandrin 4 En ce cas un dénivellement 6 dont la hauteur est au moins égale à l'épaisseur de la bande 2 se forme entre les premier et second tours (ou entre le n'ième et le n+l'ième tour) de la bande 2 quand la bande 2 commence à être bobinée autour du mandrin 4 Quand les cylindres d'enroulement a 5 d continuent à être pressés contre la bande 2 alors que la bande 2 est en train d'être bobinée autour du mandrin 4, un grand choc se produit chaque fois que chaque cylindre d'enroulement 5 monte au dessus du dénivellement 6 de telle sorte que la surface de la bande est endommagée En outre les cylindres d'enroulement a 5 d sont déjetés radialement en arrière vers l'extérieur du mandrin 4 par les chocs de sorte que le bobinage de la bande 2 est instantanément relâché Le-résultat est qu'il devient impossible de bobiner serré la bande 2 de sorte que surviennent des problèmes du fait que la bande 2 n'est pas correctement bobinée, la surface de la bande 2 est endommagée et un "bourrelet" se produit. Dans le but de résoudre ces problèmes, il a été proposé un système dans lequel chacun des cylindres d'enroulement 5 a 5 d est forcé de s'espacer à l'écart du mandrin immédiatement avant qu'il ne monte sur le dénivellement 6 et ensuite il doit être pressé de nouveau contre la bande 2, immédiatement après qu'il est passé au delà du dénivellement. Un tel système de commande de cylindre d'enroulement comme décrit cidessus, qui est appelé "le système à boucle fermée", est montré en figure 2 Chacun des cylindres d'enroulement 5 a 5 d est couple pour entrainement à un cylindre hydraulique 9 (en figure 2 seulement le cylindre d'enroulement 5 b et son cylindre hydraulique 9 sont montrés) de sorte que le cylindre d'enroulement 5 peut être mu vers ou à l'écart du mandrin 4 radialement à celui-ci En outre la position de chaque cylindre d'enroulement est perçue par un détecteur de position 31 pendant que la pression exercée vers le mandrin 4 est détectée par une cellule de charge (non montrée)- Le fonctionnement du cylindre hydraulique 9 est commandé par une servo-vanne 32 qui à son tour est commandée en réponse à un signal venant de l'unité de commande 33 L'unité de commande 33 engendre un signal de sortie qui va s'appliquer à la servo-vanne 32 en réponse à un signal introduit X de "saut" et un signal de renvoi Y 1 o venant du détecteur de position 31. La figure 3 montre les rapports entre le signal de saut X, le signal de sortie (servo-courant) venant de l'unité de com- mande 33 et le fonctionnement (c'est-à-dire le mouvement d'un rotor) de la servovanne 32 Le mouvement du rotor est en proportion du débit du servo-courant (c'est-à-dire la surface indiquée en S de la figure 3). Conformément au système de commande de cylindre d'enrou- lement décrit ci-dessus, le cylindre d'enroulement est provoqué pour sauter d'un espace au moins égal à l'épaisseur de la bande 2 = pendant que la position du cylindre d'enroulement est en train d'être mise sous surveillance. La figure 4 montre la position relative du cylindre d'enroulement 5 c en considération de ce que la bande 2 est en train d'être bobinée autour du mandrin 4. Quand le cylindre d'enroulement 5 c passe au delà des dénivellements 6 pendant les intervalles de temps T 1, T 3, T 5 il est mu radialement au loin vers l'extérieur et espacé à l'écart de la bande 2 vers les positions L 1, L 2, L 3, respectivement, au moyen d'un système de servo- commande de position La distance entre la surface de la bande et la position L 1, L 2, ou L 3 est telle que le cylindre d'enroulement 5 c peut gtre empêche de venir frapper contre le dénivellement 6 Pendant les intervalles de temps T 2, T 4 W(c'est-à-dire les intervalles de temps à l'exclusion des intervalles de temps de saut T 1, T 3, T 5), le cylindre d'enrou- lement 5 c est pressé contre la bande 2 sous la commande du système de servo-commande exerçant une pression. Pourtant quand la commande de chaque cylindre d'enroule- ment est commutée du système de servo-commande de position vers le système de servo-commande exerçant la pression, le cylindre d'en- roulement-est forcé contre la surface de la bande, mais il y a un retard de temps avant que le cylindre d'enroulement soit réelle- ment pressé contre la surface de la bande après que le cylindre d'enroulement est passé au delà du dénivellement En outre, comme indiqué par A en figure 4, le cylindre d'enroulement est provoqué pour vibrer ou osciller pendant les intervalles de temps T 2, T 4 C'est-à-dire que le' cylindre d'enroulement ne peut pas réellement être pressé contre la surface de la bande. Etant donné ce qui précède, l'invention présente a pour objet de résoudre pour une très grande part les problèmes du système de boucle fermée décrit ci-dessus La présente invention utilise partiellement un système de boucle ouverte de telle sorte que le retard du cylindre d'enroulement (c'est-à-dire le retard à partir du moment o le cylindre d'enroulement est passé au delà du dénivel- lement jusqu'au moment o le cylindre d'enroulement est réellement pressé contre la surface de la bande) aussi bien que la vibration mécanique des cylindres d'enroulement peuvent être évités. Brève description des dessins. La figure 1 est une vue schématique d'un bobineur des- cendant. La figure 2 est une vue schématique d'un système de commande de cylindre d'enroulement conventionnel. La figure 3 est un diagramme de temps montrant les rap- ports de temps entre le signal de saut, le servo-courant et le mouvement d'un cylindre hydraulique. La figure 4 est une vue utilisée pour expliquer le mou- vement du cylindre d'enroulement quand le système de commande du- cylindre d'enroulement conventionnel comme montré en figure 2 est utilisé. La figure 5 est une vue schématique utilisée pour expli- quer une première réalisation de la présente invention. La figure 6 est une vue utilisée pour expliquer le mode de fonctionnement de la première réalisation comme montré en figu- re 5. La figure 7 est une vue schématique utilisée pou r expli- quer une seconde réalisation de la présente invention, et la figure 8 est une vue utilisée pour expliquer le mode de fonctionnement de la seconde réalisation comme montré en figure 7. Description détaillée des réalisations. Première réalisation, figures 5 et 6. Par la figure 5 est montrée une première réalisation de la présente invention Le cylindre d'enroulement 5 c est monté pouvant tourner sur un cadre oscillant 7 dont une extrémité est montée sur une broche pivot 8 adaptée à un membre support (non montré) L'autre extrémité du cadre oscillant 7 est montée sur une broche pivot 1 l adaptée à l'extrémité libre d'une tige de pis- ton 10 d'un cylindre hydraulique à double effet 9 de telle sorte que le cylindre d'enroulement 5 c est radialement espacé vers l'ex- térieur à l'écart du mandrin 4 ou est radialement mu vers l'inté- rieur en direction du mandrin 4 de manière à presser contre la surface de la bande 2 Les autres cylindres d'enroulement 5 a, 5 b et 5 d sont pour une très grande part semblables en construction au cylindre d'enroulement 5 c Une servo-vanne (vanne de commande) 12 est alimentée d'une huile de fonctionnement sous pression constante à partir d'une pompe (une source fluide de pression constante) 13. La pression qui a été commandée par la servo-vanne 12 est transmise au cylindre hydraulique 9 Les pressions dans les deux chambres du cylindre hydraulique 9 sont perçues par des détecteurs de pression 14 et 15, respectivement, et la différence en pression est obtenue par une unité arithmétique 16 de telle sorte que la pression avec laquelle le cylindre d'enroulement 5 c est pressé contre le mandrin 4 peut être perçue La broche de pivot 8 est, en fonctionnement, reliée à un détecteur angulaire 17, de telle sorte que la position angulaire du cadre oscillant 7 (c'est-à-dire la position du cylin- dre d'enroulement 5 c dans la direction radiale du mandrin 4) puisse être détectée Une première unité de réglage 18 établit successi- vement la distance à laquelle le cylindre d'enroulement 5 c est espacé à l'écart du mandrin 4 C'est-à-dire que la première unité de réglage 18 établit les positions LV, L 2, L 3 comme montré en figures 4 ou 6 Une seconde unité de réglage 19 règle-la pression à laquelle le cylindre d'enroulement 5 c est pressé contre la sur- face de la bande 2 Une troisième unité de réglage 20 règle l'ou- verture de la servo-vanne 12 quand le cylindre d'enroulement 5 c est forcé de se mouvoir de la position LI, L 2, L 3 vers la sur- face de la bande 2 (L'ouverture de la servo-commande 12 est dépen- dante de l'épaisseur et du matériau de la bande 2) La première réalisation inclut en outre les unités arithmétiques 21 et 22 et les interrupteurs 23, 24 et 25 qui sont commandés par un circuit de commande de temporisation (non montré). Le mode de fonctionnement de la première réalisation est décrit en se référant encore à la figure 6 Avant le moment t 1, l'interrupteur 23 seulement est fermé de telle sorte que la servo- commande est executée de telle manière que la pression déterminée par la première unité arithmétique 16 devienne à un point fixé déterminé par la seconde unité de réglage 19 En conséquence le cylindre d'enroulement 5 c est pressé contre la surface de la bande 2 sous une pression prédéterminée Au moment t 1 o le cy- lindre d'enroulement 5 e atteint le premier dénivellement 6, l'interrupteur 23 est ouvert tandis que l'interrupteur 24 est fermé Dans ce cas la première unité de réglage 18 établit la position fixée L de telle -sorte que -la servo-commande soit exé- cutée de telle manière que la servo-vanne 12 soit mise en fonc- tionnement et que la position du cylindre d'enroulement 5 c qui est représentée par le signal de sortie provenant du détecteur. angulaire 17 coïncide avec la position fixée L, qui est établie par la première unité de réglage 18 Il en résulte que le cy- lindre d'enroulement 5 c est mu vers la position Ll à un certain moment afin de passer au delà du dénivellement 6 Après l'inter- valle T, c'est-à-dire après que le cylindre d'enroulement 5 c soit passé au dessus du dénivellement 6, l'interrupteur 24 est ouvert à t 2 alors que seulement l'interrupteur 25 est fermé Il en ré- sulte qu'en réponse au débit de la troisième unité de réglage 20, la servo-vanne 12 est commandée de telle sorte qu'elle maintienne une ouverture prédéterminée pendant un intervalle de temps suffi- samment long pour permettre au cylindre d'enroulement 5 c de se mouvoir vers et d'entrer en contact avec la surface de la bande 2. (Cet intervalle de temps dépend de l'épaisseur et du matériau de la bande 2) Par conséquent le cylindre d'enroulement 5 c est immé- diatement mis en mouvement vers et pressé contre la surface de la bande 2 Au moment t 3 après l'intervalle de temps T 2, l'interrup- teur 25 est ouvert alors que l'interrupteur 23 est fermé de telle sorte que la servo-valve 12 est servo-commandee de telle manière que le cylindre d'enroulement Se est forcé contre la surface de la bande 2 sous la pression établie par la seconde unité de ré- glage 19. D'une manière semblable, pendant l'intervalle de temps T 4, la position de la servo-commande est exécutée; pendant l'in- tervalle de temps T 5, la commande de la boucle ouverte est exécutée de telle sorte que l'ouverture de la servo-vanne 12 est maintenue constante pendant un intervalle de temps prédéterminé; et pendant 1 'intervalle de temps T 69 la servo-commande est exécutée de telle sorte que le cylindre d'enroulement 5 c est pressé contre la sur- face de la bande sous une pression prédéterminée. Comme décrit ci-dessus, conformément à la première réa- lisation de la présente invention, quand le mode de servo-commande de position est commuté vers le mode de pressage du cylindre d'enroulement 5 c contre la surface de la bande 2, une ouverture prédéterminée de la servo-vanne 12 est maintenue pendant un inter- valle de temps prédéterminé de telle sorte que le cylindre d'en- roulement 5 c est immédiatement mis en mouvement vers et pressé contre la surface de la bande 2 Il en résulte que la servo-com- mande pour pressage du cylindre d'enroulement 5 c contre la surface de la bande 2 est démarrée après que le cylindre d'enroulement 5 c a été complètement mis en contact avec la surface de la bande 2 de telle sorte que la vibration du cylindre d'enroulement 5 c (et du cadre oscillant 7) peut être empêchée Ainsi le cylindre d'enrou- lement 5 c peut être pressé contre la surface de la bande 2 d'une manière très stable. Il apparaît ainsi que, selon la première réalisation de la présente invention, une ouverture prédéterminée de la servo- vanne, ou vanne de commande, est maintenue pour un intervalle de temps prédéterminée quand le mode de servo-commande de position pour maintenir la position du cylindre d'enroulement dans la di- rection radiale du mandrin à la position établie en commandant le cylindre hydraulique, la servo-vanne ou vanne de commande, est commutée vers le mode de servo-commande pour commander la vanne de commande de telle sorte que la pression appliquée à la surface de la bande à partir du cylindre d'enroulement devient égale à la pression établie De cette manière le mode de servo-commande de position du cylindre d'enroulement peut être immédiatement commuté vers le mode de servo-commande pour pressage du cylindre d'enrou- lement contre la surface de la bande Il en résulte que la vibra- tion mécanique du cylindre d'enroulement ou similaire peuvent ltre empêchés-de telle sorte que le cylindre d'enroulement peut être pressé contre la surface de la bande d'une manière stable. Seconde réalisation: figures 7 et 8. Une seconde réalisation de la présente invention est décrite en se référant aux figures 7 et 8 Cette seconde réalisa- tion est une commande de boucle ouverte complète sans aucun détec- teur de position. Comme décrit auparavant, le mouvement du rotor d'une servo-vanne est en proportion du débit de servo-courant Il s'en- suit par conséquent que si la relation entre le mouvement du cylindre d'enroulement et l'intervalle de temps pendant lequel le courant circule est obtenue, la position du cylindre d'enrou- lement peut être commandée en commandant le débit de servo-courant. Une unité de commande 33 est ainsi conçue et construite pour délivrer un signal de débit ou servo-courant Z vers une servo- vanne 32 de telle sorte que la servo-vanne 32 accomplisse l'opé- ration désirée En particulier, en réponse au signal de saut X, un débit prédéterminé de servo-courant Z est fourni pendant un intervalle de temps prédéterminé vers la servo-vanne 32. En se référant particulièrement à la figure 8, en réponse au signal de saut appliqué à l'unité de commande 33, le servo- courant Z est engendré rectangulairement pendant un intervalle de temps T L'intervalle de temps T est égal à l'intervalle de temps T tel que montré en figure 3 pendant lequel le rotor est mu De plus le débit S' de servocourant Z est égal à S. Selon la seconde réalisation, en réponse au servocourant appliqué à la servo-vanne 32, le rotor se meut linéairement Puis- que S' est égal à S, le mouvement x' du rotor devient égal à x montré en figure 3 Ainsi le mode de fonctionnement de la seconde réalisation de la présente invention est pour une très grande part semblable à celui du mode de commande conventionnel décrit ci-dessus Conformément à la seconde réalisation, non seulement le détecteur de position mais aussi le circuit de renvoi peuvent être complétement éliminés de telle sorte que, en plus des effets, par- ticularités et avantages de la première réalisation, la caracté- ristique de fiabilité de fonctionnemant accrue et celle d'un cir- cuit simplifié peuvent être obtenues Il en résulte que le coût de fabrication peut être diminué. REVENDICATIONS I Dans un bobineur du type ayant un mandrin, une plura- lité de cylindres d'enroulement, chacun disposé autour du mandrin et adapté pour être mu vers l'extérieur radialement'et sélecti- vement en s'écartant du mandrin et mu vers l'intérieur radiale- ment en direction du mandrin par un cylindre hydraulique, et une servo-vanne interposée entre une source fluide à pression cons- tante et le cylindre hydraulique par quoi une bande alimentée est bobinée autour dudit mandrin en même temps que lesdits cylindres d'enroulement pressent contre elle, une méthode pour commander les cylindres d'enroulement qui comprend la commande des cylindres d'enroulement de telle sorte qu'ils sautent pour éviter un déni- vellement formé par le bord entrainant d'une bande enroulée autour dudit mandrin, au moins une partie de ladite commande étant une commande à boucle ouverte. 2 Une méthode selon la revendication I par laquelle un pas- sage d'un mode de servocommande de position pour percevoir la position de chaque cylindre d'enroulement en direction radiale dudit mandrin et pour maintenir chaque dit cylindre d'enroulement à une position fixée par commande de l'ouverture de ladite servo-vanne vers un mode de servocommande pour percevoir la pression avec laquelle chaque dit cylindre d'enroulement est pressé contre ledit mandrin et pour commander l'ouverture de ladite vanne de commande de telle sorte que ladite pression avec laquelle chaque dit cy- lindre d'enroulement est pressé contre ledit mandrin devient égale à une pression fixée; ce passage est exécuté par la commande à boucle ouverte dans laquelle une ouverture prédéterminée de ladite vanne de commande est maintenue pendant un intervalle de temps pré- déterminé. 3 Une méthode selon la revendication I dans laquelle un servocourant, dont le débit est en proportion de l'épaisseur d'une bande, est appliqué à la servo-vanne pour un intervalle prédéter- miné de telle sorte que la hauteur d'un saut de chaque cylindre d'enroulement devient égale à l'épaisseur de ladite bande et par conséquent chaque cylindre d'enroulement passe au-dessus-du déni- vellement sur commande de la boucle ouverte.