Brevet FR2597791A1 — publié le 19871030

La présente invention concerne un dispositif pour la production d'une force réglable sur des presses d'imprimerie. Les presses d'imprimerie exigent dans de nombreux cas des forces qui doivent être maintenues constantes, indépendamment des grandeurs variables ou inconnues. Il en est par exemple ainsi des dispositifs de serrage et de réglage de rouleaux entre eux, la force qui s'exerce sur les rouleaux devant être indépendante de leur position instantanée. Les dispositifs de transfert ou de guidage des feuilles exigent aussi des forces devant être maintenues aussi constantes que possible. Dans les dispositifs de guidage des feuilles par exemple, les forces doivent en outre pouvoir être sélectées en fonction de l'épaisseur des feuilles, du nombre de feuilles superposées (margeur à nappe) et de la nature de la surface des feuilles. Des forces réglables sont produites de diverses façons sur les 15 presses d'imprimerie. La force peut ainsi être produite par un ressort. La force d'un ressort est proportionnelle à sa course et par suite non constante lors d'un déplacement de la pièce sur laquelle elle s'exerce. Le ressort constitue en outre un accumulateur d'énergie, d'o la tendance à des oscillations de résonance. Une autre possibi20 lité consiste à produire la force par la pesanteur d'un corps. L'inertie croît alors avec la force produite, qu'il est difficile de faire varier. L'invention a pour objet un dispositif du type précédemment décrit, dont la force est facilement réglable et qui évite les incon25 vénients précités. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, un organe produisant une force est prévu et réalisé de façon que la force qu'il produit soit influençable par un dispositif de commande et pratiquement indépendante de la position et du mouvement de la pièce sur 30 laquelle elle s'exerce. Un avantage de l'invention réside dans la possibilité de faire varier facilement la force par le dispositif de commande. La force produite est soit pratiquement indépendante de la position et du mouvement de la pièce sur laquelle elle s'exerce, sans intervention du dispositif de commande, soit maintenue prati35 quement indépendante des grandeurs d'influence précitées, par utili- 2 2597791 sation de la position de la pièce soumise à la force pour la commande de l'organe producteur de la force. L'invention couvre aussi les organes producteurs d'une force fonctionnant à l'aide d'un fluide. Il est ainsi possible de prévoir un organe pneumatique producteur d'une force. Cet organe risque certes de présenter des oscillations dans ce cas, car le fluide est compressible. Cette tendance à l'oscillation peut toutefois être réduite par un dispositif régulateur qui corrige suffisamment vite la pression du fluide et tient avantageusement compte aussi de la position instan10 tanée du piston chargé par le fluide. Lorsque le dispositif selon l'invention fonctionne avec un liquide, la tendance à l'oscillation est faible par suite de la compressibilité pratiquement nulle. Un dispositif régulateur à fonctionnement rapide est utile pour stabiliser la pression du fluide, afin que l'organe 15 producteur d'une force puisse suivre rapidement des mouvements de l'élément de machine qu'il charge sans variation notable de la force produite. Dans une forme de réalisation de l'invention, l'élément producteur de force est un moteur électrique dont les pièces à mobilité 20 relative (stator et rotor par exemple) sont soumises, au moins sur une plage prédéterminée de leur déplacement, à une force constante produite par le moteur ou à un couple constant produit par le moteur, les grandeurs d'entrée électriques de ce dernier étant constantes. Lorsque l'organe producteur d'une force est un moteur se prêtant' 25 à un entraînement rotatif permanent, il ne tourne généralement pas en permanence, mais est arrêté par la pièce sur laquelle il exerce la force produite. Il est facile de trouver ou le cas échéant de concevoir un moteur qui produit une force suffisamment constante sur la plage de déplacement possible dans l'application considérée, les gran30 deurs d'entrée électriques étant maintenues constantes. Lorsqu'un moteur électrique classique est utilisable, l'avantage réside dans la grande simplicité du dispositif. Un autre avantage réside dans le fait que la force ou le couple produit par le moteur est indépendant de la position mutuelle des parties à mobilité relative du moteur, au 35 moins sur une plage de mouvement donnée. Un autre avantage réside 3 2597791 enfin dans la possibilité de régler et de maintenir constante la force produite par voie électrique, en particulier par le courant moteur, et notamment le courant d'induit. Le réglage et la régulation du courant moteur sont réalisables par des moyens simples connus, de façon économique, rapide et précise. Le moteur utilisé pour la production de la force doit être dimensionné en conséquence et/ou muni d'un refroidissement séparé pour éviter des détériorations par surchauffe, car il s'immobilise malgré l'application du courant d'induit. Dans une forme de réalisation de l'invention, l'organe producteur d'une force est un moteur tournant. Cette forme de réalisation est particulièrement simple et permet dans de nombreuses applications, l'utilisation d'un moteur électrique du commerce pour la production de la force du couple, et notamment d'un moteur shunt à courant con15 tinu ou d'un moteur à comportement électrique similaire. Dans une forme de réalisation de l'invention, l'angle de rotation possible du moteur est limité à un angle inférieur à 360 (comme dans un appareil de mesure à cadre mobile). Cette forme de réalisation peut être avantageuse dans certains cas et présente l'avantage 20 de ne pas toujours exiger des bagues de contact malgré la réalisation sous forme d'un moteur à courant continu. Dans les appareils à cadre mobile, un champ magnétique uniforme règne uniquement sur une plage angulaire de par exemple 90 ou 120 du cadre mobile. Contrairement au cas des appareils à cadre mobile, un ressort de rappel n'est pas 25 indispensable dans cette forme de réalisation de l'invention. Dans la dernière forme de réalisation décrite, comme dans d'autres formes de réalisation de l'invention, il est possible d'annuler la force produite, voire de soulever l'élément de machine sur lequel la force s'exerce, par exemple en inversant le sens du courant d'in30 duit. Dans une forme de réalisation de l'invention, une extrémité d'un bras est fixée sur l'arbre du moteur, l'autre extrémité s'appliquant sur l'élément de machine à charger par la force. Un choix approprié de la longueur du bras et de l'angle formé par le grand axe du bras 35 et la direction de la force à produire permet de rendre la force 4 2597791 pratiquement indépendante des variations de position de l'élément de machine à charger. Le moteur peut avantageusement être un moteur à courant continu, comme précédemment indiqué. Une forme de réalisation de l'invention prévoit un dispositif régulateur pour le maintien du courant d'induit du moteur à une valeur réglable. Un maintien particulièrement précis d'une force constante est ainsi garanti. Il est également possible, comme dans une forme de réalisation 10 de l'invention, d'utiliser un moteur linéaire. Ce dernier est alors réalisable en moteur polyphasé, et notamment en moteur triphasé. Tous les autres types de moteurs (tels qu'hydrauliques, pneumatiques) sont également utilisables par principe. Il a jusqu'à présent été question de ce que la force produite 15 par le dispositif doit être indépendante de la course de la pièce qu'elle charge. Il est toutefois possible aussi, comme dans une forme de réalisation de l'invention, de prévoir un dispositif de commande faisant varier de façon prédéterminée la force ou le couple du moteur en fonction de la course de la pièce chargée par la force ou le couple. 20 Cela permet en particulier de réaliser une variation quelconque prédéterminée de la force du couple en fonction de la course. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à l'aide de la description détaillée ci-dessous d'un exemple de réalisation et du dessin annexé sur lequel: la figure 1 représente schématiquement un dispositif pour la production d'une force qui s'exerce sur un rouleau de pression d'une presse d'imprimerie; et la figure 2 représente le schéma fonctionnel d'un dispositif de commande. Sur la figure 1, une extrémité d'un bras 2 porte un rouleau de pression 4 et l'autre extrémité est fixée sur l'arbre 6 d'un moteur shunt à courant continu 8. Le grand axe du bras 2 forme un faible angle e avec le plan horizontal. Entre le rouleau de pression 4 et une base plane 10 est disposé un objet que le rouleau 4 doit presser; 35 il s'agit dans l'exemple considéré d'une feuille 12 de papier, repré- 2597791 sentée partiellement et avec une épaisseur très exagérée. Des conducteurs électriques 14 appliquent le courant d'une unité d'excitation 16, délivrant un courant constant, à l'enroulement d'excitation du moteur 8. Un dispositif de commande 20 délivre par des conducteurs 22 le courant d'induit au moteur 8. Il est également possible d'utiliser un moteur dont le champ est produit par un aimant permanent. D'autres moteurs sont également possibles. Le sens du courant est choisi de façon que le moteur 8 exerce sur le bras 2 un couple dans le sens inverse des aiguilles d'une montre. Un mouvement de rotation est interdit par le fait que le rouleau de pression 4 prend appui sur la base 10 par l'intermédiaire de la feuille 12. Le rouleau de pression 4 exerce alors la force F sur la feuille 12. En négligeant le poids du rouleau de pression 4 et du bras 2, la force est F - M/(l cos 8), M étant le couple du moteur 8 et 1 la longueur du bras 2. Dans la mesure o la valeur cos B est suffisamment constante quand l'épaisseur de la feuille 12 varie, la force F est suffisamment indépendante de la position du rouleau de pression 4. Cela suppose que le moteur 8 produise un couple constant dans toutes les positions possibles du bras 2, les grandeurs d'entrée électriques 20 étant maintenues constantes. Lorsque la vatiation de la position angulaire du bras 2 est telle que la variation de la valeur cos B n'est plus négligeable, il est possible de déterminer la position angulaire du bras 2 à l'aide d'un capteur approprié, tel qu'un potentiomètre, et de commander le cou25 rant d'induit en fonction de ladite position angulaire, de façon que la force F présente la valeur souhaitée avec une précision suffisante, indépendamment de la position instantanée du bras 2. Le montage est réalisable de façon à tenir compte aussi de l'influence du poids du bras 2 sur la force F, variable en fonction de la position instan30 tanée du bras. Lorsque le montage est réalisable de façon que le bras 2 soit horizontal et que ses mouvements de pivotement soit négligeables, cos B est égal à 1 et une commande du courant d'induit est inutile. Dans le dispositif de commande 20 représenté à la figure 2, un 35 calculateur 41 ou un générateur de consigne 42 à réglage manuel per- 6 2597791 met de prédéterminer la valeur de consigne du courant d'induit du moteur 8 et par suite le couple. Les sorties des deux appareils précités sont reliées aux entrées d'un inverseur 44 qui permet de sélecter l'un d'eux au choix. L'inverseur 44 transmet le signal en tension continue, délivré par un des dispositifs 41 ou 42, à l'entrée de consigne bipolaire d'une boucle de régulation de courant 47, dont la sortie délivre le courant d'induit au moteur 8. Une résistance 48 parcourue par le courant d'induit délivre une tension proportionnelle à ce dernier, qui est appli10 quée à l'entrée de valeur instantanée, également bipolaire, de la boucle de régulation de courant 47. Cette dernière règle le courant d'induit de façon à annuler la différence de ses deux tensions d'entrée. Des capteurs 50, 51 peuvent être reliés au calculateur 41 qui 15 délivre des valeurs de consigne du courant d'induit, fonction du signal de sortie des capteurs, de préférence à l'aide d'une table mémorisée du courant d'induit, en fonction du signal de capteur instantané. Un des capteurs peut être le potentiomètre précité, qui détermine la position instantanée du bras 2. Lorsque le calculateur 41 doit délivrer des signaux de sortie différents, en fonction des signaux délivrés par les capteurs 50 et 51, afin de produire un courant d'induit fonction des signaux précités, les signaux de sortie du calculateur peuvent être formés en fonction de tables contenues dans une mémoire de ce dernier. Cela 25 permet de mémoriser rapidement et par des moyens simples des courbes quelconques de variation du courant d'induit en fonction des signaux précités. Il serait également possible de générer de telles courbes à l'aide d'un réseau de diodes délivrant un signal analogique en fonction d'un signal d'entrée analogique qui lui est appliqué, sans inter30 vention d'un dispositif calculateur commandé. Dans le cas d'un tel réseau de diodes ou de la formation de la courbe précitée par un calculateur, un examen attentif montre que cette courbe est fréquemment constituée par la juxtaposition de segments de droite ou de segments de courbe pratiquement linéaires. Lorsque le courant d'induit varie en fonction de l'épaisseur de la feuille passant sous le rouleau de pression 4, ce qui est une possibilité précécemment décrite, il peut être souhaitable de ne pas faire varier le courant d'induit lors de brèves fluctuations d'épaisseur résultant par exemple de la rugosité du papier. Dans un tel cas, 5 il suffit de dimensionner la constante de temps de régulation du dispositif de commande 20 de façon que de telles brèves fluctuations d'épaisseur du papier ne produisent pas une régulation et que le dispositif de commande 20 maintienne par suite le courant d'induit constant. Il est avantageux que la force demeure constante en particulier dans les cas o les fluctuations d'épaisseur par exemple se produisent en une fraction de milliseconde et le dispositif de commande ne peut pas réagir à ces brèves fluctuations d'épaisseur par suite de la constante de temps non nulle de la régulation. Des oscillations sont 15 ainsi évitées dans une large mesure. Un dispositif pour la production d'une force réglable ne comporte souvent pas tous les composants indiqués sur la figure 2 de l'exemple de réalisation. C'est ainsi que l'inverseur 44 est souvent supprimé et que le dispositif comprend soit le générateur de consigne 20 42 soit le calculateur 41 avec un ou deux capteurs 50, 51. Dans le montage selon figure 1 et le courant d'induit du moteur 8 étant maintenu constant, la force F varie sensiblement quand l'angle B diffère fortement de 0 , ce qui correspond à un important mouvement vertical du rouleau de pression 4. Lorsque la force F doit 25 demeurer constante pour un courant moteur maintenu constant, malgré un tel mouvement vertical important du rouleau de pression 4, ce résultat peut être obtenu dans une autre forme de réalisation de l'invention en montant le rouleau de pression 4 sur une crémaillère droite coulissant linéairement et dans les dents de laquelle engrène 30 une roue dentée accouplée à l'arbre du moteur 8 directement ou par l'intermédiaire de roues dentées par exemple. Il peut alors être utile de faire coulisser la crémaillère précitée verticalement. Il peut être suffisant que la crémaillère appuie sur le rouleau de pression. Un moteur électrique est prévu comme organe producteur d'une force dans l'exemple de réalisation décrit. Les principes décrits, et en particulier ceux qui concernent le dispositif de commande, sont toutefois applicables sans difficulté à un moteur hydraulique ou pneumatique (rotatif ou linéaire), le dispositif de commande pouvant être modifié sans difficulté par l'homme de l'art. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux principes et aux dispositifs qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs, sans sortir du cadre de l'invention. 9 2597791 Revendications 1. Dispositif pour la production d'une force réglable sur des presses d'imprimerie, caractérisé par un organe réalisé de façon que la force qu'il produit soit influençable par un dispositif de commande. 2. Dispositif selon revendication 1, caractérisé par un organe producteur d'une force fonctionnant avec un fluide. 3. Dispositif selon revendication 2, caractérisé par un organe pneumatique pour la production d'une force. 4. Dispositif selon revendication 2, caractérisé par un organe 10 hydraulique pour la production d'une force. 5. Dispositif selon revendication 1, caractérisé en ce que l'organe producteur d'une force ést un moteur électrique dont les parties à mobilité relative (stator, rotor par exemple) sont soumises à une force constante produite par le moteur ou à un couple constant pro15 duit par le moteur, au moins sur une plage prédéterminée de leur mouvement, les grandeurs d'entrée électriques du moteur (8) étant constantes. 6. Dispositif selon une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'organe producteur d'une force est un moteur tour20 nant. 7. Dispositif selon une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que l'angle de rotation possible du moteur est limité à un angle inférieur à 360 . 8. Dispositif selon une des revendications 6 ou 7, caractérisé en 25 ce qu'une extrémité d'un bras (2) est fixée sur l'arbre (6) du moteur (8), l'autre extrémité s'appliquant sur l'élément de machine à charger par la force constante. 9. Dispositif selon une des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que l'arbre du moteur est accouplé à une roue dentée qui engrène 30 avec la denture d'une crémaillère droite coulissant linéairement et entraînant l'élément de machine à charger par la force constante, et en particulier s'appliquant sur ledit élément de machine ou le portant. 10. Dispositif selon une quelconque des revendications 5 à 9, carac35 térisé en ce que le moteur (8) est un moteur à courant continu. 2597791 11. Dispositif selon revendication 10, caractérisé par un dispositif régulateur (20) maintenant le courant d'induit du moteur à une valeur réglable. 12. Dispositif selon une quelconque des revendications 1 à 11, carac5 térisé par un dispositif régulateur (20) réalisé de façon à faire varier la force ou le couple de l'organe producteur d'une force en fonction d'un signal qui lui est appliqué et selon une courbe prédéterminée. 13. Dispositif selon une quelconque des revendications 1 à 5, carac10 térisé en ce que l'organe producteur d'une force est un moteur linéaire.