Brevet FR2585686A1 — publié le 19870206

La présente invention concerne un ensemble optoélectronique compact destiné à programmer la longueur de défilement d'un ruban métallique , plastique ou textile, utilisé soit dans des installations d'impression de type presse à dorer, soit dans des installations réalisant des opérations de coupe, de découpe de ruban, dont la longueur et l'espacement sont réguliers ou variables. On utilise souvent, dans les installations d'impression de dorure, de tissu ou de plastique, des dispositifs comprenant une presse imprimante animée d'un mouvement vertical de va-et-vient qui plaque un ruban défilant entre une presse portant une matrice et le matériel à façonner ou à décorer Pour faciliter la synchronisation entre la presse et le défilement du ruban, il a été déjà proposé des dispositifs à commande optoélectronigue asservissant l'enroulement ou le déroulement du ruban à partir de la tension d'extraction appréciée au moment du relevé de la presse . Ces dispositifs optoélectroniques sont commandés par la rotation d'un cylindre-guide, portant le ruban La rotation de ce dernier entraine un cylindre muni de fentes contenant une source lumineuse fixée à l'intérieur d'un boitier à fentes. L'ensemble permet de démultiplier à volonté la fréquence des impulsions lumineuses émises par la source en fonction des différentes vitesses de rotation des cylindres entre eux Un photocapteur fixé à l'extérieur perçoit ces impulsions lumineuses et les transforme en impulsions électriques. Ces impulsions comptabilisées commandent la rotation d'un moteur à courant continu et à aimant permanent. Ce moteur anime le cylindre enrouleur constitué d'un manchon central renforcé, fendu ou non et rendu anti-décapant, facilitant son extensibilité. Celle-ci est obtenue au moyen de flasques tronconiques placés sur l'arbre porteur. Pour faciliter le montage et le démontage de ce manchon, l'arbre porteur est fixé seulement par l'une de ses extrêmités au chassis du montage et peut être démonté par simple dévissage d'un boulon Le dispositif optoélectronique destiné à programmer la longueur de défilement du ruban d'impression, objet de cette invention est caractérisé en ce qu'il est composé d'un cylindre creux contenant le moteur d'entrainement à aimant permanent, limité à ses extrémités par des flasques emprisonnant un cylindre souple et rigide au niveau d'un chanfrein creux destiné à sa mise en forme, l'ensemble est complété par un carter étanche contenant les éléments de transmission mécanique, un rouleau comptabilisateur > un cylindre anti-dérapant, ce rouleau agit sur un émetteur récepteur optique ou infra-rouge, un transformateur d'impulsions lumineuses en impulsions électriques commandant un moteur à aimant permanent, un boitier de commandes comportant un compteur électronique à multi programmations sélectionnées pilote la longueur et la vitesse de défilement du ruban, une poutre d'assemblage porte les axes de soutien des cylindres tournant, un cylindre rembobineur relié au cylindre d'entrainement permet de réembobiner en fin d'opération le ruban d'impression Ainsi définie la présente invention comporte de nombreux avantages et notamment la définition précise de la longueur du ruban utilisé, la compacité, le faible coût de fabrication, la souplesse de fonctionnement, une programmation à pré-sélections multiples. L'invention sera mieux comprise grâce aux dessins annexés qui ne sont présentés qu'à titre indicatif et non limitatif d'un exemple de réalisation préférentielle La figure 1 représente l'ensemble du dispositif vu de l'extérieur. La figure 2 représente, déssiné suivant un profil, le dispositif de plaquage du ruban sur le rouleau compatabilisateur. La figure 3 schématise une vue en coupe longitudinale du tube enrouleur et de son entrainement mécanique. Les figures 4, 5, 6 et 7 représentent les dispositifs optiques permettant de générer des impulsions lumineuses en fonction du défilement du ruban. Celles-çi sont transformées en impulsions électriques par un traitement électronique approprié. La figure 8 représente, suivant un schéma synoptique, la composition du boitier de commandes avec son compteur d'impulsions dont on sélectionne préalablement l'indexation et le pilotage. Les figures 9 et 10 représentent l'axe pivotant du cylindre et son mouvement de rotation destiné à libérer le dit cylindre. La figure 11 représente vu en coupe, le dispositif de rembobinage du rouleau de dorure après son utilisation En se reportant à la figure 1 et suivant une caractéristique importante de l'invention, on trouve le schéma d'ensemble vu de l'extérieur Ce dispositif comporte un cylindre (7) réalisé en plastique rigide soit homogène et monobloc, soit fendu sur toute la longueur au niveau ( 11 ) . Ce cylindre creux (7) porte le rouleau de ruban (2) utilisé et contient à 1 intérieur un moteur (10) d'entrainement. Ce moteur à aimant permanent, d'une puissance de 1 cheval, est asservi par l'électronique, commandé par un dispositif à fentes La vitesse du moteur est proportionnelle à la tension électrique d'alimentation que l'on applique et que l'on fait varier de 6 à 50 v suivant la vitesse de défilement choisie. Le cylindre creux (7) est maintenu à ses extrêmités par deux flasques (12) démontables dont lune placée à l'opposé du carter, est escamotable Le ruban (2) se déroule sur un rouleau secondaire Le circuit électronique chargé de transformer les impulsions lumineuses en impulsions électriques destinées à commander le moteur, est enfermé soit dans le carter étanche contenant le moteur, soit dans un boitier indépendant.Le carter étanche contient en outre l'axe support du moteur d'entrainement ainsi que le pignon d'entrainement (21). A l'opposé du carter, le cylindre (7) est soutenu par un bras (20) qui pivote au niveau (19) lorsqu'on l'isole des flasques (12), par dévissage du boulon (13) . Cette disposition, qui sera décrite ci-après, permet de dégager le cylindre creux (7) pour récupérer le ruban f2J . On a représenté sur la figure 2 le schéma vu en profil du dispositif de plaquage du ruban sur le rouleau comptabilisateur (16). Le cylindre fensu (12) tourne dans le sens des aiguilles d'une montre et enroule en continu le ruban f2J . Le cylindre (12) est porté par le bras de levier (20) tandis que le rouleau comptabilisateur (16) est soutenu par le bras fixe. Ces bras (20) et Cette lame (48) ou ses tiges sont fixées sur le plateau (51) au moyen de charnières mobiles (50). Un ressort (47) maintient le dispositif (48) vers le haut, maintenant le ruban (2) contre le rouleau comptabilisateur (16) . Cette disposition permet de maintenir le ruban (2) tendu entre les rouleaux (12) et (16) et maintient le ruban (2) sur le rouleau (16) durant son défilement Suivant une caractéristique importante de l'invention, on a représenté sur la figure 3 une coupe comprenant le tube enrouleur ou dérouleur, son dispositif d'entrainement et ses axes de fixation et de soutien En se reportant à la figure 3 on trouve le tube (7) réalisé en matière plastique rigide et qui forme un cylindre. Celui-ci porte le ruban (2), il est fendu sur toute sa longueur au niveau (11) de façon à diminuer son diamètre lorsque, libéré, on désire récupérer le ruban .Le cylindre est porté~par deux flasques A l'intérieur du cylindre (7) et dans son axe, se trouve le moteur d'entrainement (10) qui peut fonctionner de 2 à 210 volts avec une alimentation en courant continu, ce qui laisse une marge de sécurité importante par rapport aux 50 volts maximum appliqués en marche normale Ce moteur à aimant permanent peut développer dans notre exemple 1 CV et on utilise pour le fonctionnement de ltensemble sa force contre électromotrice pour constituer un arrêt modulé .Porté par le carter principal (14),, il entraine le mouvement de rotation du cylindre (7) au moyen des pignons (25). L'ensemble de ces pignons et courroies de transmission (26) entraine le pignon principal Une poutre d'assemblage réunit (17) le carter (14) au bras de soutien (20) au niveau d'un axe de pivotement (19) . Cette disposition permet de maintenir le cylindre Le bras de soutien porte l'autre extrêmité du cylindre (7) au niveau du roulement (23) au moyen d'une vis de serrage (13) . Cette vis permet de serrer plus ou moins les flasques (12) et crée ainsi une rigidité au corps du cylindre (71 . Suivant une autre caractéristique de l'invention on a dessiné sur les figures 4, 5, 6 et 7 le dispositif optoélectronique qui commande la rotation du moteur d 'entrainement (lOJ-et son arrêt . . L'ensemble-de ce dispositif est placé à l'extrémité de l'axe (16) tourne librement sur les roulements L'axe (35) entraine un disque f34) qui porte une couronne (27) garnie de fentes (31) également espacées. A l'intérieur de cette couronne (27), sur la partie haute du dessin, on a logé un second cylindre (29) dont la partie latérale est garnie de fentes et contient une source de lumière t28J Enfin, à l'extérieur de la couronne (27), face au cylindre (29), se trouve fixé le photocapteur (30) qui perçoit les impulsions lumineuses issues des fentes (31) suivant la vitesse de rotation du disque (34). Le nombre d'impulsions générées par la rotation du disque est proportionnel à la longueur de défilement du ruban (2) entrainant le rouleau (16). D4ns une autre variante importante de l'invention, on a décrit sur les figures 6 et 7 un dispositif utilisant un émetteur récepteur infra-rouge permettant de créer des impulsions électriques camptabilisables. Un disque (34) est garni sur sa circonférence de fentes (31) usinées à intervalles réguliers. Ce disque (34) est entrainé par le cylindre comptabilisateur On peut, dans une autre variante compatible, utiliser des émetteurs récepteurs sensibles à la couleur, afin de multiplier les possibilités de multiplexage . Suivant une autre caractèristique de l'invention, on a schématisé sur la figure 8 la programmation du défilement du ruban pilotée par un boitier de commande. Ce boitier comprend une alimentation basse tension assurée par un transformateur de sécurité dont la tension varie de 6 à 50 volts continu, un amplifi- cateur de détection du signal photoélectrique, des compteurs d'impulsions à présélection, un programmateur, des relais chargés d'assurer la mise sous tension ou larr;êt des moteurs entrainant les rouleaux, et un dispositif de sécurité qui stoppe les moteurs en cas de coupure d'alimentation secteur. Ce boitier peut, le cas échéant, être placé à distance de l'enrouleur, grâce à un cable prolongateur. Ce boitier de commande comporte un multiprogrammateur destiné à contr8ler exactement l'utilisation du ruban Sur cette figure 8 , S représente l'alimentation du dispositif sur le secteur (220 v ), L les lampes du photocapteur, T le transformateur d'alimentation , Vl , V2, V3, les sélecteurs de vitesse, D1, D2 sont des diodes destinées à redresser le courant Le relais de puissance est symbolisé par R, tandis que Rg représente le relais bistable. Ce dernier relie les sélectionneurs de vitesse Y2 et V3 à la diode D2 Les compteurs numériques C2 et C3 sont branchés directement sur le relais R2 qui est connecté au moteur N2 Le sélectionneur de vitesse Vî commande directement le moteur M1 par l'intermédiaire de la diode Dl et du relais Ri Al et A2 sont des amplificateurs de détection pour les photocapteurs. PCl et PC2 , généralement des phototransistors destinés à transformer les impulsions lumineuses en impulsions électriques. Ainsi la première sélection du programmateur produira N enroulements consécutifs de X mm, et la seconde produira ensuite M enroulements consécutifs de Y mm sur ce même rouleau. L'opération est répétitive et le programmateur reçoit ses impulsions (N et M J issues dun microcontact MCl ou NC2 actionné par exemple par la presse à dorer. A chaque cycle de la presse, on compte une impulsion de plus. Quand le nombre d'impulsions reçues est égal au nombre d'impulsions indexées, le relais bistable du programmateur bascule et enclanche l'ensemble du dispositif sur l'autre compteur présélectionné, pour une autre longueur définie et une autre vitesse de défilement de la bande On peut ainsi obtenir par exemple 6 avances consécutives de lOmm en petite vitesse, puis 58 avances de 200mm en grande vitesse. Le nombre d'avances consécutives est limité à 9 pour la première longueur (C1 ) et à 99 pour la seconde (C2) . Les vitesses présélectionnées sont automatiquement appliquées au moteur, et ce pour les deux valeurs de programmation par exemple Suivant une autre caractéristique de l'invention, on a représenté sur les figures 9 et 10 le bras pivotant et son mouvement portant l'extrêmité du cylindre {7J non fixé au carter (14). Ce bras pivotant est constitué d'une tige (20) fixée à sa base à la poutre de raccordement (17) par un axe rond (19) . Ce bras qui pivote autour de l'axe (19) ( suivant la figure 8 ) porte une des flasques (12) destinées au maintien de la partie du cylindre (7) sur la face opposée au carter. La fixation à la flasque (12) est obtenue par un vissage au moyen de l'écrou (13) . La flasque (12) portée par la tige Suivant une autre caractéristique de l'invention, on a représenté sur la figure 11, vu en coupe, le dispositif de rembobinage du rouleau de dorure après son utilisation, Sur cette figure, on a fait apparaitre le cylindre entraineur (7) qui, dans cette variante, peut avoir toutes les dimensions voulues. flans l'utilisation du rouleau de grande dimension, le cylindre entraineur (7) n'est pas fendu, mais a subi un traitement de surface le rendant antidérapant. Le ruban (2) provenant de la bobine de réserve (53) est hissé sur le cylindre entraineur (7) sur lequel il est plaqué au moyen de la brosse (49) du cylindre (16). Le cylindre entraineur (7) est mû au moyen d'un moteur (10) logé à l'intérieur du cylindre (7) . Pour compacter l'ensemble de l'installation, le dispositif optique de comptage décrit aux figures 4, 5, 6 et 7 peut autre, soit fixé à ltextrêmité du cylindre (16) comme il est indiqué sur la figure 1 , soit directement monté sur l'axe du - moteur (10) placé à l'embout du cylindre (7) et indiqué par l'indice (55). L'arbre de réembobinage (54) chargé de récuperer le ruban (2) est relié au cylindre entraîneur (7) par une courroie (56) qui, suivant la position relative de l'arbre de réembobinage (54) par rapport à l'axe du cylindre d'entrainement (7) peut être une courroie croisée La courroie (56) est logée dans une gorge usinée à l'extrémité des cylindres (54) et (7J et non représentée sur le dessin Le rembobinagè du ruban Sur la figure I on a représenté l'ensemble du dispositif destiné à extraire le ruban (2) enroulé sur sa bobine dotée d'un mécanisme à friction En se reportant à la figure I , cette extraction est obtenue au moyen d'un cylindre (7) entrainé par un moteur à aimant permanant (10) grâce à un jeu de pignons réducteurs et des courroies de transmission logées à l'intérieur du carter (14) Le ruban Les impulsions lumineuses sont captées par le phototransistor très sensible (30), amplifiées et transformées en impulsions électriques de commande d'arret du moteur Le nombre d'impulsions électriques est sélectionné au préalable par un ou plusieurs compteurs électroniques contenus dans le boitier de commandes. Ce dernier contient un programmateur constitué d'un transistor à grand gain, pilotant un ou plusieurs relais dont l'un, bistable, permet d'alimenter consécutivement ou alternativement les moteurs d'entrainement . La présélection du nombre d'impulsions permet de définir avec précision le défilement du ruban (2). La boite de commande et son compteur électronique à relais sont placés directement entre le dispositif optique (30) et l'alimentation des moteurs. Un microcontact placé sur la presse et commandé par une came assure à chaque cycle la remise à zéro des compteurs, et empêche le déroulement de la bande lorsque la presse est en pression, ce qui, avec le limiteur de couple d'entrainement, confère un risque nul de déchirure du ruban Revendication 1- Dispositif destiné à entrainer les longueurs programmées de défilement du ruban d'impression caractérisé en ce qu'il comporte un cylindre creux contenant le moteur d'entraine- ment à aimant permanent, limité à ses extrêmités par des flasques emprisonnant un cylindre souple et rigide au niveau des chanfreins creux destinés à sa mise en forme, un freinage par force contreélectromotrice, un carter étanche contenant les éléments de transmission mécanique, un rouleau comptabilisateur doté d'un tendeur de ruban et entrainant un disque ou un cylindre à fentes agissant sur un émetteur récepteur optique ou infra-rouge , un transformateur d'impulsions lumineuses en impulsions électriques commandant un moteur à aimant permanent, un compteur électronique portant un axe pivotable, un arbre de réembobinage du ruban d'impres- sion, un cylindre d'entrainement du film présentant par son diamètre et l'état de sa surface une bonne a adhérence, un dispositif de comptage d'impulsions de faible encombrement à fentes parallèles et placé en bout du moteur. Revendication 2 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la longueur de défilement du ruban utilisé est déterminé au moyen d'un mécanisme optoélectronique fol5) constitué d'un cylindre (34) dont les parois latérales (27) sont pourvues de fentes (31) également espacées, servant à créer des impulsions lumineuses transformées en impulsions électriques agissant sur un compteur pregrammable. Revendication 3 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le mécanisme optoélectronique (15J est éclairé au moyen d'une source lumineuse Revendication 4 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le moyen de multiplier le nombre d'impulsions perçues par le photocapteur Revendication 5 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le moyen de créer des impulsions électriques de commande est un émetteur récepteur optique ou infra-rouge (46) placé à cheval sur le disque à fentes (34), chaque fente (31) établissant le rayon optique ou infra-rouge lors de la rotation du disque (34) Revendication 6 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la commande du moteur (10) d'entrainement est obtenue au moyen d'un nombre prédéterminé d'impulsions électriques issues du photocapteur (30) et traitées par un détecteur électronique à un étage remplissant à la fois une fonction amplificatrice et une fonction de mise en forme du signal, ces dieux fonctions obtenues par l'emploi d'un phototransistor à lentilles très sensible associé à un transistor à grand grain. Revendication 7 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la commande de 1 'entraînement du ruban et du moteur est obtenue au moyen drun compteur électronique programmable pilotant la longueur de défilement du ruban avec présélection de la vitesse de défilement en fonction de la longueur. Revendication 8 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le cylindre enrouleur (7) porté par deux flasques (12) peut être facilement démonté au moyen d'un montant (20) fixé au bâtit (17) et qui porte l'un des deux flasques par une vis (13) Revendication 9 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le ruban (2) est maintenu contre le rouleau comptabilisateur (16) au moyen de pinceau souple porté par un levier (48) et maintenu contre le rouleau (16) au moyen d'un ressort (47). Revendication 10 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la programmation de l'avance des deux longueurs présélectionnées est obtenue au moyen d'un compteur à double programmation R provoquant le changement automatique de la vitesse de déroulement en fonction de la longueur de ruban demandée. Revendication l1 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le réembobinage de la bobine d'impression est obtenu au moyen d'un arbre de réembobinage (54) entrainé au moyen d'une courroie (56) reliée au cylindre d'entrainement (7) muni d'un moteur (10) sur lequel est adapté le petit générateur d'impulsions (55)