Brevet FR2670515A1 — publié le 19920619

i La présente invention concerne une poutre de support de racle à fléchissement compensé destinée à supporter la racle d'une machine de couchage utilisée pour appliquer un couchage à des matériaux en forme de bande continue, ladite poutre comprenant un cadre en forme de boîte d'une poutre de support de racle, auquel est fixé un porte-racle qui supporte ladite racle, un tube de support fixé à l'intérieur dudit cadre de ladite poutre de support de racle, et un certain nombre d'éléments de compensation, dont la forme est déformable au moyen d'un milieu sous pression. Le couchage du papier et d'un matériau semblable en forme de bande continue est exécuté par l'application, sur la bande en déplacement, d'un mélange de couchage, qui est ensuite étalé sous la forme d'une couche uniforme sur la surface de la bande, à l'aide d'une racle Dans la machine de couchage, la bande, sur laquelle le couchage doit être réalisé, traverse un interstice formé entre la racle et un élément de support approprié, de façon classique à un rouleau rotatif Les racles éliminent la couche en excès de la surface de la bande et uniformisent le mélange de couchage sous la forme d'une couche uniforme sur la surface de la bande Pour obtenir une couche aussi uniforme que possible, il faut que l'interstice formé entre la bande et la racle soit séparé par un écartement constant au maximum dans la direction transversale de la bande, sur toute sa largeur La force linéaire appliquée pour repousser la racle contre la bande doit être élevée et constante sur toute la largeur de la racle de manière à fournir un étalement uniforme du mélange de couchage sur la bande, même à des vitesses élevées de déplacement de cette dernière. Pour plusieurs raisons, on ne peut pas maintenir à une valeur exactement constante la largeur de l'interstice entre la bande de matériau et la racle Pendant l'usinage, la racle et son cadre sont fixées à la base de l'unité d'usinage au moyen de dispositifs robustes de fixation, dans une position simulant leur position de fonctionnement En dépit du positionnement précis des dispositifs de fixation, il apparaît des défauts pendant la fabrication de la racle et de son cadre, ce qui fait apparaître une erreur dans l'alignement parallèle entre la surface de la bande et le bord de la racle Lorsque la racle du dispositif de couchage est repoussée contre la bande en déplacement, la racle est chargée par une force linéaire En raison du support pivotant du cadre de la racle équipé de paliers fixés aux deux extrémités de ce cadre, le fléchissement provoqué par la force de charge linéaire au centre de la racle est plus important qu'au niveau des extrémités supportées, ce qui conduit au fait que la distance de la racle entre son bord et la bande est plus faible au niveau des côtés de la bande qu'au centre de cette dernière Etant donné que la force linéaire appliquée par la racle à la surface de la bande ou du rouleau d'appui est plus faible au centre qu'au niveau des extrémités supportées, des bombements possibles sur la bande ainsi que des variations de la densité et de la viscosité du mélange de couchage peuvent écarter le bord de la racle, de la bande. Pour éliminer les inconvénients mentionnés précédemment, plusieurs solutions différentes pour la fixation de la racle ont été proposées Dans les systèmes de l'art antérieur, on essayait d'avoir une application homogène de la racle sur toute la largeur de la bande en utilisant une racle flexible combinée à un dispositif porte- racle ajustable Dans ces formes de réalisation, la racle est fixée au porte-racle de manière à pouvoir être repoussée contre la bande par un élément élastique par exemple un tuyau de caoutchouc chargé pneumatiquement ou hydrauliquement et qui s'étend sur l'étendue en longueur de la racle En raison de la pression égale qui est présente dans le tuyau sur toute sa longueur, le tuyau repousse la racle contre la bande avec une force linéaire constante sur toute la largeur de la bande La pression appliquée par la racle à la bande peut alors être réglée moyennant une modification de la pression dans le tuyau Ces types de formes de réalisation utilisent occasionnellement une racle qui est subdivisée en d'étroites sections sur son étendue en longueur L'avantage de cette solution est que l'on dispose d'une racle plus flexible qui permet une adaptation améliorée à la forme de la bande et au rouleau d'appui. Les solutions décrites précédemment présentent plusieurs inconvénients En raison de la capacité de déformation limitée de l'élément élastique de charge, cette solution ne permet pas de compenser des variations importantes de la distance entre la racle et la bande ou des variations importantes de la charge appliquée à la racle La gamme de réglage de la charge appliquée à la racle reste limitée et, si on désire une vitesse supérieure de couchage, il faut repousser la racle contre la bande avec un élément d'actionnement fixé à la racle Une charge accrue appliquée à la racle implique une rigidité accrue de l'élément formant porte-racle, auquel cas la racle ne peut plus s'adapter de la manière désirée à la surface de la bande Il faut construire le cadre de la racle de manière qu'il soit extrêmement rigide afin qu'il puisse repousser la racle flexible contre la bande Des structures flexibles et réglables du porte-racle sont complexes; des changements de la racle sont difficiles, et ceci peut endommager les éléments appliquant la pression, lors de changements de la racle De ce fait, la structure du porte-racle devient volumineuse et lourde. Des calandres utilisent des rouleaux à fléchissement compensé possédant un rouleau de base supportant la charge, situé au centre des rouleaux Des éléments appliquant une pression sont placés entre le rouleau de base et la coque du rouleau, la modification de la forme d'un des éléments permettant de redresser la coque du rouleau Une poutre de support de racle à fléchissement compensé, basée sur une construction semblable, est décrite dans le brevet US 4 907 528 Dans ce document, la poutre de support de racle possède quatre éléments d'application d'une pression disposés symétriquement autour d'une poutre à cadre circulaire et renfermés dans une coque tubulaire qui est elle-même supportée par le cadre carré de l'ensemble à racle En réglant la pression de fonctionnement des éléments appliquant la pression, on peut déformer de façon appropriée le cadre de l'ensemble à racle pour compenser le fléchissement de cette poutre du dispositif de couchage Le brevet britannique 1 202 167 décrit une poutre de support de racle semblable supportée par un cadre carré de la machine de couchage contenant un tube intérieur possédant une section en forme de boîte carrée Entre le tube intérieur et le cadre du dispositif de couchage sont installés des éléments appliquant une pression, qui sont fixés sur les deux côtés du cadre de la machine de couchage Par conséquent, le fléchissement de la poutre peut être compensé dans la direction d'un axe de fléchissement, par modification de la pression régnant dans les éléments appliquant la pression. L'agencement de la poutre, qui est décrit dans le brevet US 4 907 528 est complexe et conduit à un poids très élevé De ce fait, le poids propre de la poutre contribue à son fléchissement, ce qui requiert des moyens de compensation plus puissants En outre, le concepteur ne peut pas choisir librement la forme de la poutre étant donné que le cadre du dispositif de couchage doit nécessairement posséder une forme carrée et que le nombre des éléments appliquant la pression est fixé à quatre dans tous les cas. Le tube raccordant les éléments appliquant la pression est réuni au cadre de la machine de couchage au moyen d'éléments en forme de sabot glissant et en raison de ce système de support, le cadre de la machine de couchage et les éléments en forme de sabot glissant doivent être usinés avec une grande précision et possèdent des surfaces lisses de glissement C'est pourquoi, la conception devient extrêmement onéreuse En outre, le frottement qui affecte un support glissant complique la compensation et en outre contribue à accroître l'usure dans une telle construction. La construction décrite dans le brevet britannique 1 202 167 est relativement simple, mais ne permet de compenser le fléchissement de la poutre que dans la direction d'un axe de fléchissement. Un but de la présente invention est de fournir un nouveau type de poutre de support de racle à fléchissement compensé. L'invention est basée sur le montage d'un tube de support à l'intérieur d'une poutre de support de racle, ledit tube de support prenant appui contre les parois intérieures de la poutre de support de racle à section en forme de boîte par l'intermédiaire d'un nombre impair d'éléments appliquant la pression, ce nombre étant égal au moins à trois. De façon plus spécifique, la poutre de support de racle à fléchissement compensé conforme à l'invention est caractérisée en ce que les éléments de compensation sont montés dans l'espace présent entre ledit tube de support et ledit cadre de ladite poutre de support de racle de telle sorte que chaque élément de compensation est soutenu d'un côté par la surface extérieure dudit tube de support et de l'autre côté par la surface intérieure dudit cadre de ladite poutre de support de racle, et le nombre desdits éléments de compensation est impair et au moins égal à trois dans la section transversale de ladite poutre de support de racle, dans laquelle s'étend une section principale desdits éléments de compensation. L'invention fournit des avantages remarquables. L'invention fournit une structure de poutre de support de racle, dans laquelle la racle est parallèle à la bande et au rouleau de support même pour des charges linéaires élevées de la racle On peut accroître la vitesse de couchage en obtenant une couche de haute qualité avec plusieurs types différents de mélanges de couchage La charge linéaire appliquée à la racle est maintenue constante sur l'ensemble de l'étendue en longueur de la racle En raison de la charge constante appliquée à la racle, son usure est uniforme sur toute sa longueur, ce qui contribue à en accroître la durée de vie Le système de compensation ici décrit n'entraîne aucun accroissement inadmissible du poids de la poutre de support de racle La compensation du fléchissement d'une poutre de support de racle de structure légère est plus facile à réaliser que dans le cas d'une poutre lourde, étant donné que la contribution du poids de la poutre elle même dans le fléchissement reste inférieure. Le système de compensation est aisé à concevoir et à installer dans la poutre, étant donné qu'on peut choisir relativement librement la forme de la poutre et son support tubulaire Pendant le processus de couchage de la bande, le système de compensation est commandé au moyen de la mesure de la rectitude de la poutre ou du profil d'épaisseur de la couche sur l'étendue de la bande à laquelle est appliqué le couchage Etant donné que l'on connaît la direction des variations du fléchissement provoquées par chaque élément appliquant une pression, les fléchissements mesurés peuvent être compensés de façon automatique au moyen d'une commande du système de compensation par une boucle à rétroaction ou, sinon, l'opérateur faisant fonctionner la machine de couchage peut diriger manuellement le système de compensation Les connexions entre le tube de support, les éléments appliquant la pression et le cadre de la poutre de support de racle sont sans frottement De ce fait, il n'est pas nécessaire que la surface du cadre de la poutre de support de racle soit lisse On peut garantir un fonctionnement sans frottement des éléments appliquant la pression, en les graissant pendant les opérations de montage et de maintenance Les éléments exerçant la pression contribuent également à amortir les vibrations de la poutre de support de racle. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description donnée ci- après prises en référence aux dessins annexés, parmi lesquels: la figure 1 représente une coupe transversale d'une poutre de support de racle conforme à l'invention, selon une vue en perspective schématique; et la figure 2 représente une vue en coupe transversale plus détaillée d'une poutre de support de racle conforme à l'invention. Comme cela est représenté sur les figures 1 et 2, les parties principales d'une poutre de support de racle conforme à l'invention comprennent un cadre à section en forme de boîte triangulaire 3 comportant des parois de support 6 aux sommets dudit triangle, un porte- racle 2 fixé à un sommet du cadre triangulaire 3, un tube de support 4 et des éléments de compensation 5 Un élément de fixation 7 et un élément de support 1 de la racle 8 sont fixés au bord avant du porte- racle 2 La racle 8 n'est pas représentée sur la figure 1 La racle 8 est fixée comme représenté sur la figure 2 par son bord inférieur à l'élément de fixation 7, et la racle est repoussée contre la bande qui doit être soumise à l'opération de couchage, par l'élément de support 1, à une distance appropriée du bord de la racle 8 Etant donné que les différentes versions de porte-racles sont connues de façon classique et que la structure du porte- racle est peu importante pour la mise en oeuvre de la présente invention, on n'en a pas donné ici une description plus détaillée La poutre de support de racle est fixée de manière à pouvoir pivoter à son support dans un palier 11 et dans des éléments de fixation 9 et 10 Le tube de support 4 est raccordé par des joints équipés de paliers aux extrémités du cadre 3 de la poutre De tels systèmes de support sont bien connus dans la technique et par conséquent on n'en donnera pas une description détaillée. Le système de compensation est constitué par le tube de support 4 et trois éléments de compensation 5 montés de façon dissymétrique autour dudit tube Les éléments de compensation 5 sont disposés autour du tube cylindrique de support 4 de sorte que leurs distances réciproques le long du pourtour du tube 4 ne sont pas égales Cet agencement fournit un soutien dissymétrique du tube de support 4 contre les parois intérieures du cadre 3 de la poutre de support de racle Le côté de chaque élément de compensation 5 set en appui contre la paroi intérieure du cadre 3 de la poutre de support de racle, tandis que l'autre côté de chaque élément de compensation est repoussé contre la face convexe du tube de support 4 Les éléments de compensation 3 sont avantageusement des tuyaux à haute pression remplis par un liquide sous pression. La compensation du fléchissement de la racle est obtenue au moyen d'une modification de la pression du liquide dans chacun des tuyaux sous pression 3, d'une manière appropriée pour le fonctionnement de chacun de ces tuyaux 3 L'accroissement de la pression dans un tuyau accroît son diamètre, ce qui a pour effet que la distance entre le cadre 3 de la poutre de support de racle et le tube de support 4 augmente au niveau de ce tuyau Naturellement, il faut réduire la pression dans les tuyaux 5 sur le côté opposé du tube de support de manière à permettre au cadre 3 de la poutre de support de racle de se reposer de façon correspondante du tube de support 4, sur ce côté Trois tuyaux sous pression 5 sont suffisants pour l'obtention de déplacements désirés dans trois directions dans le plan en coupe transversale de la poutre de support de racle, l'effet combiné de ces déplacements permettant de compenser tous les fléchissements dans ledit plan en coupe transversale de la poutre Dans ce cas, on modifie de façon appropriée les volumes des tuyaux sous pression 5 en augmentant, au moyen d'une pression supérieure, le volume de par exemple deux tuyaux l'un par rapport à l'autre, tout en réduisant le volume d'un tuyau 5 en réduisant sa pression, ce qui permet d'obtenir un valeur désirée de déplacement de compensation. Le système de support dissymétrique permet d'obtenir plus facilement tous les déplacements désirés étant donné qu'une force doit toujours être opposée à deux forces ayant des actions différentes Dans le cas d'une disposition symétrique, les intensités des forces sont égales, et si le nombre des éléments de compensation est pair, des couples de forces ayant des actions opposées appliquent leur effet, par couples, au cadre 3 et au tube de support 4 de la poutre. Il faut commander et modifier simultanément la pression dans tous les tuyaux sous pression 5 afin d'obtenir uniquement le déplacement désiré nécessaire pour compenser les déviations de la poutre sans entraîner l'application de contraintes supplémentaires inutiles aux structures Le système de commande simultanée permet de déplacer aisément le cadre 3 de la poutre de support de racle d'une manière désirée par rapport au tube de support 4 Il est tout à fait approprié que la pression dans les tuyaux sous pression 5, qui produit les déplacements désirés, soit commandée de façon automatique par une boucle de rétroaction au moyen d'une mesure directe du fléchissement de la poutre moyennant l'utilisation d'un procédé classique, ou sinon, au moyen d'une mesure du profil du poids de la couche, ce qui permet d'obtenir la rectitude de la racle 8 à partir de variations du profil du poids de la couche Pour la formulation de l'algorithme de commande, il suffit de connaître les directions des déplacements provoqués par les différents éléments de compensation 5, à la suite de quoi on peut exécuter un déplacement désiré en sens opposé à l'aide d'une boucle de rétroaction utilisant des données fournies par une mesure directe du fléchissement de la poutre, ou sinon, à partir du profil d'épaisseur de la couche, par modification de la pression dans les éléments de compensation 5. La pression présente dans les tuyaux sous pression est réglée à l'aide d'un circuit hydraulique approprié. Par conséquent, le circuit hydraulique de chaque tuyau sous pression peut être conçu de manière à atténuer les oscillations de pression dans le circuit hydraulique au moyen de procédés classiques Des oscillations dans le circuit sont dues principalement aux vibrations du cadre de support et de la poutre de support de racle pendant le fonctionnement de la machine de couchage, ce qui permet également la transmission de vibrations supplémentaires au cadre du porte-racle et, à partir de là, en outre à la poutre de support de racle, à partir de vibrations émises en un autre endroit dans la salle o est placée la machine, et notamment à partir du rouleau de support Par conséquent, le circuit hydraulique d'atténuation des vibrations, équipé de ses tuyaux sous pression 5, fonctionne à la manière d'un dispositif d'isolation hydraulique efficace qui réduit les vibrations de la poutre de support de racle. En plus des formes de réalisation décrites précédemment, la présente invention peut être réalisée avec d'autres formes de réalisation Par exemple, les éléments de compensation peuvent être d'autres types d'éléments déformables tels que des vérins hydrauliques Le milieu sous pression peut être un type désiré de gaz, de liquide, ou n'importe quel autre milieu fluide tel que de l'air, de l'eau, des huiles ou des graisses Le milieu sous pression peut être chauffé ou refroidi, ce qui permet d'amplifier l'effet de compensation grâce à des modifications désirées de la température différentielle de la poutre de support de racle. On peut modifier le nombre et la position des éléments de compensation 5 Par exemple, on peut agencer les éléments de compensation 5 de manière qu'ils s'étendent sur toute la longueur de la poutre ou, sinon, sur une section plus courte de la poutre Un élément de compensation 5, qui s'étend sur toute la longueur de la poutre, peut être formé de plusieurs sections consécutives Au lieu de trois éléments de compensation comme cela a été décrit dans la forme de réalisation indiquée précédemment, chaque section transversale de la poutre peut comporter un nombre plus important d'éléments de compensation 5, dans la mesure o leur nombre est impair. On peut choisir comme on le désire la forme du cadre 3 et du tube de support 4 De façon similaire, on peut conformer différemment les parois de support 6 prévues éventuellement et d'autres structures disposées éventuellement dans le cadre 3 de la poutre, sans sortir du cadre de l'invention Par exemple, on peut agencer les parois de support 6 de manière qu'elles supportent les éléments de compensation 5 sur leurs faces La section transversale du tube de support 4 peut être par exemple triangulaire ou même posséder n'importe quelle autre forme dissymétrique désirée. REVENDICATIONS 1 Poutre de support de racle à fléchissement compensé destinée à supporter la racle ( 8) d'une machine de couchage utilisée pour appliquer un couchage à des matériaux en forme de bande continue, ladite poutre comprenant un cadre en forme de boîte ( 3) d'une poutre de support de racle, auquel est fixé un porte-racle ( 2) qui supporte ladite racle ( 8), un tube de support ( 4) fixé à l'intérieur dudit cadre ( 3) de ladite poutre de support de racle, et un certain nombre d'éléments de compensation ( 5), dont la forme est déformable au moyen d'un milieu sous pression, caractériséeen ce que les éléments de compensation ( 5) sont montés dans l'espace présent entre ledit tube de support ( 4) et ledit cadre ( 3) de ladite poutre de support de racle de telle sorte que chaque élément de compensation ( 5) est soutenu d'un côté par la surface extérieure dudit tube de support ( 4) et de l'autre côté par la surface intérieure dudit cadre ( 3) de ladite poutre de support de racle, et le nombre desdits éléments de compensation ( 5) est impair et au moins égal à trois dans la section transversale de ladite poutre de support de racle, dans laquelle s'étend une section principale desdits éléments de compensation. 2 Poutre de support de racle selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'au moins l'un desdits éléments de compensation ( 5) s'étend sur toute la longueur dudit tube de support. 3 poutre de support de racle selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'au moins l'un desdits éléments de copensation ( 5) s'étend seulement sur au moins une partie d'étendue en longueur dudit tube de support ( 4). 4 Poutre de support de racle selon la revendication 1, caractérisée en ce que le nombre desdits éléments de compensation ( 5) est égal à trois. Poutre de support de racle selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits éléments de compensation ( 5) sont disposés de façon dissymétrique autour dudit tube de support ( 4) par rapport à l'axe central de ladite section transversale dudit tube de support ( 4). 6 Poutre de support de racle selon la revendication 1, caractérisée en ce que la température du milieu contenu dans au moins l'un desdits éléments de compensation ( 5) est variable. 7 Poutre de support de racle selon la revendication 1, caractérisée en ce que la section transversale dudit cadre ( 3) de ladite poutre de support de racle est triangulaire. 8 Poutre de support de racle selon la revendication 1, caractérisée en ce que la section transversale dudit tube de support ( 4) est circulaire. 9 Poutre de support de racle selon la revendication 1, caractérisée en ce que la section transversale dudit tube de support ( 4) est sensiblement triangulaire.