Brevet FR2587983A1 — publié le 19870403

La présente invention concerne la régulation de la tension appliquée sur des matériaux en nappe, et plus particulièrement le maintien d'une gamme de ten- sions en -fonctionnement, par variations discontinues des rapports de tension d'allongement en aval. Les machines de fabrication de couches pour bébés actuellement utilisées sont agencées de façon à stratifier ensemble deux matériaux différents, consti- tués par une feuille supérieure, qui est habituelle- ment en un matériau hydrophile non tissé, et une feuille de doublure qui est en général en un film im- perméable à l'eau tel que du polyéthyléne ou du poly- propylène. Ces matériaux présentent chacun des carac- téristiques qui différent de manière distincte et chaque module d'élasticité est différent de l'autre. La demande antérieure de brevet française n' 85 19175 déposée par la demanderesse et dans laquelle les deux ensembles de déroulement étaient soumis à un réglage de l'allongement, ne prévoyait pas d'assurer la régu- lation de la gamme de différences de tensions entre la tension appliquée sur la feuille supérieure et la ten- sion appliquée sur la feuille de doublure. La technique antérieure décrit l'utilisation de systèmes de régulation pour assurer une tension constante sur certains ou sur l'ensemble des matériaux qu'il s'agit de réunir par stratification et elle exi- geait de l'expérience de la part de l'opérateur, ainsi qu'une surveillance soigneuse de la qualité du strati- fié final. Cela se trouve divulgué dans un-article ayant pour titre "La technique de stratification avec substance adhésive, rouleau sur rouleau" et publié dans le magazine Converter, décembre 1981. On a déjà utilisé par le passé des jauges de contrainte et des bras mobiles pour assurer la régula- tion de la tension appliquée sur une, nappe débitée, comme cela estdivulgué dans le brevet US n 2 753 128, ainsi que le brevet japonais n 4412163 et le brevet britannique n' 1 371 760. Le brevet US n' 2 627 296 au nom de Secrest divulgue un appareil comportant des moyens permettant de régler la tension régnant dans une nappe de tissu. Le brevet US n' 3 239 161 au nom de Dutro et autres divulgue un mécanisme de commande de l'entrai- nement qui distribue une nappe de grande longueur de matériau, avec réglage de sa vitesse et de sa tension. Le brevet US n' 3 510 374 au nom de Walker divulgue un appareil de régulation permettant de dé- tecter une propriété d'une nappe en déplacement et de régler cette nappe de manière telle que la propriété voulue soit uniforme sur toute la longueur de la nappe. Le brevet USD n' 3 107 679 au nom de Pawlowski divulgue un dispositif de régulation automa- tique de tension qui utilise des circuits soit pneuma- tiques, soit électriques pour maintenir sensiblement constante la tension régnant dans une nappe de maté- riau. Le brevet US n' 3 762 125 au nom de Prena divulgue un dispositif permettant d'assurer la régula- tion de l'application par stratification d'un matériau sur un autre matériau et qui utilise une cellule pho- toélectrique qui réagit à des repères situés sur le film et oui envoie l'information à une boite de com- mande d'un embrayage qui assure la régulation des rou- leaux étireurs, de manière à maintenir ainsi les deux nappes alignées l'une avec l'autre. Le brevet US n' 4 347 993 au nom de Léonard divulgue des moyens de surveillance et de réglage de tension qui comprennent un dispositif de commande réa- gissant aux sorties du transducteur de détection de tension et d'un sélecteur de tension de référence, afin d'assurer la régulation du couple appliqué sur le rouleau de réglage de tension pour régler ainsi la tension de la nappe. L'invention a pour but de fournir un dispo- sitif qui permette d'obtenir une gamme de ten.sions en fonctionnement par variations discontinues des rap- ports de tension d'allongement en aval, en visant à regrouper des dispositifs de correction sous un seul et même systeme de détection et de réglage de type logique afin de réduire le matériel utilisé, et qui permette également de maintenir automatiquement les tensions en fonctionnement de ligne à l'intérieur d'une gamme souhaitable, de façon à améliorer ainsi la capacité de production et à améliorer le rendement du fonctionnement en réduisant les niveaux de mise au rebut. La présente invention constitue un prolonge- ment de l'invention présentée dans la demande françai- se n' 85 19175 de la demanderesse. L'invention a pour objet un dispositif de maintien d'une gamme de tensions en fonctionnement sur deux matériaux différents, caractérisé en ce qu'il comprend un premier rouleau d'alimentation de maté- riau, des moyens permettant de dérouler un premier matériau en nappe à partir de ce premier rouleau d'a- limentation, un second rouleau d'alimentation, des moyens permettant de dérouler un second.matériau en nappe à partir de ce second rouleau d'alimentation et des moyens permettant de contrôler la tension appli- quée sur ledit premier matériau en nappe et ledit second matériau en nappe de façon à maintenir une gam- me limitée prédéterminée de tensions sur ces premier et second matériaux en nappe. Une machine de fabrication de couches pour bébés est constituée de deux dispositifs de déroule- ment, un pour une feuille supérieure et un autre pour une feuille inférieure. Ces dispositifs sont ou peu- vent être réglés en tension (ou réglés en allongement comme dans la demande antérieure de la demanderesse); l'équilibre de la section de transformation de la ligne est intrinsèquement constitué par un procédé d'étirement entre des postes de traction. Cela impli- quait une modulation des deux tensions de déroulement afin de préétirer de manière égale l'une et l'autre feuilles. Un problème qui apparaissait avec cette conception antérieure résidait dans le fait que, lors- qu'on utilisait un matériau moins élastique, les dis- positifs tendaient à accroître la tension de déroule- ment ou ce que l'on appelait la tension préalable, afin de donner à la feuille un allongement de valeur donnée. Lorsque ce matériau peu élastique (auquel avait été appliquée une tension préalable plus élevée) passait dans une zone ultérieure d'étirement de la ma- chine, cet étirement supplémentaire provoquait égale- ment un incrément supplémentaire de tension plus élevé que sur les matériaux plus élastiques. Ainsi, d'une manière essentielle, un matériau peu élastique conduit à des tensions en aval plus élevées du fait de ces deux effets se multipliant. L'invention prévoit un programme logique de réglage à l'aide duquel on utiliserait un détecteur de tension de nappe disponible dans le commerce et dispo- sé en aval, pour déclencher une correction dans le rapport de tension d'allongement entre les postes de traction situés en aval. Chaque fois que ce détecteur de tension aval détecte un état de tension minimale ou de tension maximale, un programme doit être exécuté pour régler avec une valeur d'incrément prédéterminée la vitesse de l'unité de traction située le plus en aval dans cette zone, la direction et la répercussion sur le rapport des tensions d'allongement étant telles qu'elles ramènent la tension à l'intérieur de la gamme voulue de fonctionnement; il est possible de faire en sorte que le rapport des tensions d'allongement puisse être inférieur à 1,0. Cette variation de vitesse de l'unité de traction provoque une variation dans le nombre des tronçons de produit se trouvant dans la zone considérée de la machine. Les zones sont définies par l'emplacement des unités de traction. Il peut exister à l'intérieur de chaque zone un certain nombre de mécanismes qui sont, ou doivent être en coincidence de synchronisation avec la nappe. En raison du décala- ge prévisible de coincidence provoqué par la variation précitée de la vitesse de l'unité de traction, il est prévu que tous les mécanismes en coïncidence se trou- vant dans cette zone puissent faire automatiquement l'objet d'un décalage de phase d'une manière propor- tionnelle à leur distance (mesurée en trajet de la nappe) à partir de l'unité amont de traction. La logi- que utilisée pour la variation de coincidence pour n'importe quelle zone suivante se trouve toutefois basée sur un réglage fixe de coincidence pour tous les mécanismes en coincidence (au lieu d'un réglage varia- ble comme cela est indiqué pour la zone considérée). La base servant à cette correction fixe se trouve éga- lement calculée à partir du pourcentage de la varia- tion de vitesse réalisée dans la zone d'origine que multiplie le nombre de fois de la longueur totale du trajet de la nappe dans cette zone. On peut vérifier les réglages à laide d'un signal de rétroaction pro- venant d'une cellule photoélectrique unique balayée à proximité de la fin de la zone, ou bien ils peuvent être basés sur la lecture de balayage elle-même de la cellule photoélectrique à l'aide d'une programmation convenable de la part de la logique ci-dessus. On remarquera que des variations apparais- sant dans le frottement ou le retard à l'intérieur de la machine provoquent des dérives de coincidence et que. en l'absence d'une variation simultanée de vites- se. ces dernières peuvent être contrôlées ou écartées en raison de leur effet sur le nombre de tronçons fractionnaires de produit se trouvant à l'intérieur d une zone de la machine à la suite de la variation apparue dans le profil de tension exercé sur la nappe dans la zone o le frottement/retard a varié. Cela peut se réaliser en contrôlant un détecteur photoélec- trique en fonction de la position dans le cycle de la machine ou en contrôlant les lectures différentielles entre deux détecteurs photoélectriques de coincidence situés l'un à la fin de la zone considérée et l'autre dans la zone précédente. Une fois qu'a été identifiée une variation dans le retard, la logique prévue pour le réglage de phase des mécanismes en coincidence tra- vaille d'une manière analogue à la logique de décalage de phase précédemment décrite à la suite d'une varia- tion de vitesse d'une unité de traction. Ainsi, le dispositif, conforme à l'inven- tion, de maintien d'une gamme de tensions en fonction- nement sur deux matériaux en nappe différents comprend deux rouleaux d'alimentation, des moyens pour dérouler ces rouleaux, des moyens pour appliquer une tension sur les nappes, des moyens pour mesurer la tension appliquée sur ces nappes, des moyens situés en aval pour dérouler les nappes et un microprocesseur permet- tant de limiter la gamme de variation possible dans les tensions appliquées sur les nappes en fonction de l'entrée appliquée sur ce microprocesseur à partir des moyens de mesure. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, à titre d'exemple non limitatif et en regard du dessin annexé sur lequel la figure est une repré- sentation schématique d'un dispositif conforme à l'in- vention. Si l'on se reporte à ce dessin, les référen- ces 10 et 12 désignent dans leur ensemble des disposi- tifs de déroulement prévus pour deux matériaux de ca- ractéristiques différentes. Il est prévu un rouleau d'alimentation 14 pour un matériau 16 et un moteur de déroulement 18 entraine une bande sans fin 20 permet- tant de dérouler initialement la nappe 16 du rouleau d'alimentation 14. Cette nappe 16 est entrainee autour d'un rouleau fou 22 et, de làa. autour d'un rouleau 24 qui est monté sur un bras mobile 26 lui-même monté de ma- nière pivotante en 28. La force de tension exercée sur la nappe par le bras mobile 26 fait l'objet d'un réglage à l'aide d'un régulateur à pression d'air comprimé commandant un vérin pneumatique 27 dont le piston est relié au bras mobile 26. la vitesse de la bande sans fin 20. qui sert de déroulement, fait l'objet d'une modulation automatique grâce à un détecteur rotatif situé en 28, de manière à maintenir le bras mobile 26 dans une position médiane. Après être passé autour du rouleau 24 situé sur ce bras mobile 26, la nappe passe par dessus des rouleaux 30, 32 et 34 et, de là, vers des rouleaux 36. 38 et 42. Le rouleau 38 est relié à une jauge de con- trainte 40. Une cellule photoélectrique 44 détecte la position/synchronisation de coïncidence de la nappe 16 et fournit une entrée au microprocesseur ou commande logique 50. La nappe 16 passe alors par un poste de traction aval 52 qui est entraîné par un moteur 54 dont la vitesse est réglée par le microprocesseur 50. Ce moteur 54 reçoit en 56 ses données d'entrée. L'autre ensemble de déroulement 12 est cons- titué d'un rouleau d'alimentation 60 prévu pour un matériau en nappe 62, la tension de déroulement ini- tiale appliquée sur celui-ci étant fournie par une bande sans fin 64 qui est entraînée par un moteur de déroulement 66. La nappe 62 passe par dessus un rouleau 68 et est, de là, entraînée sur un rouleau 70 qui est monté sur un bras mobile 72 qui est lui-même monté en 74 en vue d'un mouvement de pivotement et qui est con- trôlé par un détecteur de rotation ou potentiomètre 75. De là, la nappe 62 passe par dessus des rou- leaux 82 et 84, puis passe par le premier poste de traction 86 avant de passer à son tour par dessus les rouleaux 36, 38 et 42 et, de là, par le poste de trac- tion aval 52. On voit ainsi que les tensions ou allonge- ments sur les nappes 16 et/ou 62 font en fait l'objet d'une régulation à l'aide de la vitesse de déroulement en conjugaison avec le module d'élasticité de ces ma- tériaux de nappe 16 et/ou 62 et avec les entrées du microprocesseur 50. REVENDICATIONS 1. Dispositif de maintien d'une gamme de tensions en fonctionnement sur deux matériaux diffé- rents, caractérisé en ce qu'il comprend un premier rouleau d'alimentation de matériau (14), des moyens (18-20) permettant de dérouler un premier matériau en nappe (16) à partir de ce premier rouleau d'alimenta- tion (14). un second rouleau d'alimentation (60). des moyens (64-66) permettant de dérouler un second maté- riau en nappe (62) à partir de ce second rouleau d'a- limentation (60) et des moyens (40-44-50-52) permet- tant de contrôler la tension appliquée sur ledit pre- mier matériau en nappe (16) et ledit second matériau en nappe (62) de façon à maintenir une gamme limitée prédéterminée de tensions sur cespremier et second matériaux en nappe (16, 62). 2. Dispositif selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce qu'il comprend un dispositif détecteur (28, 40, 44) permettant de mesurer la tension d'allon- gement réalisée sur la première nappe (16) une fois qu'elle a quitté le rouleau d'alimentation (14>. 3. Dispositif selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce qu'il comprend un bras mobile (26) à commande pneumatique, permettant d'appliquer une ten- sion sur le premier matériau en nappe (16), les moyens de déroulement (1820) permettant de limiter la gamme de tensions appliquées sur lesdites première et secon- de nappes de matériaux (16, 62) en fonction de l'en- trée appliquée sur le microprocesseur (50) à partir desdits moyens de détection (40-44). 4. Dispositif selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce qu'il comprend des bras mobiles (26, 72) à commande pneumatique, permettant d'appliquer de manière sélective une tension sur chacun desdits pre- mier et second matériaux en nappe (16, 62). 5. Dispositif selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce qu'il comprend des bras mobiles (26, 72) a commande pneumatique, permettant d'appliquer de manière sélective une tension sur chacun desdits pre- mier et second matériaux en nappe (16, 62), des moyens (52) situés en aval et permettant de dérouler lesdites première et seconde nappes de matériau (16, 62), des moyens (40, 44) permettant de détecter la tension dif- férentielle existant sur lesdites première et seconde nappes de matériau (16, 62), et un microprocesseur (50) permettant d'assurer la régulation desdits moyens de déroulement situés en aval (52).