Maîtriser efficacement les processus d’enroulement

Conception d’entraînements efficaces pour presque toutes les utilisations

Les matériaux à enrouler imposent diverses exigences aux entraînements : parfois, ils requièrent des vitesses élevées, parfois de la précision et parfois la maîtrise de grandes quantités. Il peut s’agir de papier brut d'une largeur pouvant atteindre dix mètres, de films minces d'une épaisseur de 6 microns ou encore de filaments de fibre de carbone ayant une faible élasticité et une résistance à la traction extrême.

Les bandes de papier, par exemple, sont enroulées sur un rouleau d'environ deux mètres de diamètre à une vitesse élevée pouvant atteindre 2 000 m/min. Les films sont des matériaux délicats qui doivent être enroulés de manière très précise, tandis que l’enroulement des métaux génère des masses élevées qui influencent à leur tour le processus d’enroulement. Les moteurs pneumatiques de DEPRAG SCHULZ GMBH u. CO. sont parfaitement adaptés : ils offrent la polyvalence requise.

Le fonctionnement du moteur à palettes est basé sur un principe très simple. Un rotor placé au sein d'un cylindre excentré est mis en mouvement. Les palettes sont repoussées par la force centrifuge contre la paroi du rotor et forment ainsi les caissons. Dans ces caissons, l’air comprimé s’étend et l’énergie de pression est transformée en énergie cinétique permettant au rotor de tourner.

L'adaptation automatique du régime lorsque la charge évolue est typique des moteurs pneumatiques. En marche à vide, le moteur pneumatique fonctionne en absence totale de charge. En cas de faible charge, donc pour un couple à bas régime sur l’axe du moteur, le régime de fonctionnement est proche de la marche à vide. Le régime de fonctionnement diminue dès lors que le couple augmente. Le moteur pneumatique atteint sa puissance maximale à 50 % de la marche à vide. Dans cette plage, il est particulièrement économique.

Par rapport au moteur électrique, le moteur pneumatique fournit un couple de démarrage élevé et peut être facilement en charge ou surcharge jusqu'à l’arrêt. Dès la réduction de la charge, il redémarre immédiatement. Un autre avantage est le besoin en énergie décroissant des moteurs pneumatiques lorsque le couple augmente, alors que la consommation du moteur électrique est la plus élevée au couple maximal. Enfin, l’air comprimé est un carburant sans risque. Il ne présente aucun danger en termes électriques, tout court-circuit étant exclu.

Conception pour un couple maximal

Pour la conception du moteur, la vitesse d'enroulement souhaitée et le couple maximal sont déterminants. Pour calculer le couple maximal, le diamètre maximal du rouleau, à savoir le rouleau dans l'état complètement enroulé, est utilisé. La vitesse d'enroulement doit également être garantie dans l'état complètement enroulé. Cependant, si le rouleau supporte moins de matériaux, le diamètre du rouleau diminue et le moteur enroule automatiquement plus rapidement. Le régime de fonctionnement s'adapte à la charge (à la réduction du couple). Si le moteur tourne trop vite, ce régime est réglable en continu à la fois par le changement du débit d'air, la pression de fonctionnement ou une combinaison des deux.

Contrôler le régime par la quantité d'air

En contrôlant le débit d’air, le régime peut être réduit de manière facile et flexible. Il est possible d’augmenter ou de réduire l’alimentation en air en fonction de l’utilisation. En réduisant l’alimentation en air, le régime du moteur diminue sans réduire la puissance ou le couple du moteur pneumatique de manière significative. Un volet obturateur retient l’air évacué, créant ainsi une pression dynamique ou une contre-pression, ce qui réduit le régime.

Si l’on souhaite diminuer la puissance ou le couple de rotation du moteur pneumatique, il est conseillé de réduire l’alimentation en air. Si, par exemple, il s’agit de maintenir un matériau sans fin sous tension pendant l’enroulement, le moteur doit continuellement être fourni en air comprimé.

Contrôler le régime par la pression de fonctionnement

Les données techniques des systèmes d’entraînement pneumatiques DEPRAG ont été établies pour une pression de 6 bar. Chacun de ces moteurs peut être exploité à volonté entre 4 et 6,3 bars afin de régler la puissance en fonction de l'utilisation. Si, par exemple, un moteur pneumatique destiné au papier à enrouler est trop « puissant », le papier risque de se déchirer pendant le processus d’enroulement. Nous recommandons dans ce cas une réduction de la pression de fonctionnement. Grâce à la réduction de l'alimentation d'air, la puissance du moteur peut être réduite de manière à éviter toute déchirure. La réduction de la pression de fonctionnement de 1 bar entraîne une réduction du couple de 17 %. En faisant fonctionner un moteur à 4 bars, le couple est réduit de 33 %.

Dans une application d'enroulement, une pression d'entraînement constante de 4 bars peut en effet s'avérer trop puissante lorsque le rouleau touche à sa fin. Pour exploiter davantage la plage de couple du moteur pneumatique, DEPRAG offre la possibilité d'équiper le moteur avec des palettes chargées par ressorts, les palettes dites de démarrage forcé. A l'aide de ces palettes à ressorts à branches, il est possible de faire fonctionner le moteur pneumatique même avec une pression de fonctionnement inférieure à 1 bar.

ATEX et conformité aux produits alimentaires

Les moteurs pneumatiques BASIC LINE, ADVANCED LINE et POWER LINE sont par ailleurs conformes à la norme « ATEX » et ainsi agréés pour une utilisation anti-explosion. En raison de la détente de l'air, la chaleur de friction qui en résulte se refroidit et, même sous charge, une surchauffe du moteur à palettes et une inflammation des gaz sont exclues. La surpression interne empêche également la pénétration de poussière et de saleté.

Pour une utilisation dans l'industrie alimentaire, par exemple dans les machines d'emballage, les moteurs pneumatiques doivent résister aux produits d'entretien et à la vapeur. Les moteurs ADVANCED LINE pourvus de pièces externes en acier inoxydable sont étanches et ne nécessitent pas de protection spéciale. Les moteurs pneumatiques DEPRAG peuvent fonctionner sans huile, c'est-à-dire avec de l’air non lubrifié. Pour la lubrification des engrenages planétaires, DEPRAG utilise une huile USDA-H1 conforme à l'agroalimentaire.

DEPRAG SCHULZ GMBH u. CO., dont le siège est en Bavière, compte environ 700 employés dans plus de 50 pays du monde entier. DEPRAG fait partie des leaders du marché dans le domaine des moteurs pneumatiques, proposant la plus importante offre en matière d’entraînements en acier inoxydable de grande qualité et de turbines innovantes. La gamme standard de moteurs pneumatiques de cette entreprise familiale propose ainsi de nombreuses variantes permettant de concevoir et de mettre au point sur une base modulaire des solutions d’entraînement adaptées aux usages spécifiques auxquels elles sont destinées pour un rapport qualité-prix des plus attractifs.