21 Août 2019  |  Moteurs
Publié dans La Revue POLYTECHNIQUE 05/2019

Des moteurs pneumatiques pour les processus d’enroulement

Les matériaux à enrouler imposent diverses exigences aux entraînements. Ils peuvent requérir des vitesses élevées, souvent de la précision et doivent parfois maîtriser de grandes quantités. Il peut s’agir de papier brut d’une largeur pouvant atteindre 10 m, de films minces d’une épaisseur de 6 µm ou encore de filaments en fibre de carbone d’une faible élasticité et d’une extrême résistance à la traction.

L’enroulement de bandes de papier sur un rouleau de 2 m de diamètre, par exemple, peut atteindre vitesse de 2000 m/min. Par ailleurs, les films sont des matériaux délicats qui doivent être enroulés de manière très précise. Quant à l’enroulement de feuilles métalliques, il génère des masses élevées qui influencent à leur tour le processus d’enroulement. Les moteurs pneumatiques de DEPRAG SCHULZ GMBH & CO. sont adaptés à ces processus et offrent la polyvalence requise.
 
Le moteur pneumatique dans le broyeur RSZ de MULTIVAC.
 
 
Le moteur à palettes, un principe très simple
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. La force centrifuge repousse les palettes contre la paroi du rotor, formant ainsi des caissons. Dans ces caissons, l’air comprimé se détend et l’énergie de pression est transformée en énergie cinétique, ce qui permet au rotor de tourner.
 
Le moteur ADVANCED LINE en acier inoxydable.
 

Un moteur particulièrement économique
L’adaptation automatique du régime lorsque la charge évolue est caractéristique des moteurs pneumatiques. Lors de la marche à vide, le moteur 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; il diminue dès 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 mis en charge ou en surcharge, jusqu’à l’arrêt. Dès la réduction de la charge, il redémarre immédiatement. Le besoin en énergie décroissant des moteurs pneumatiques lorsque le couple augmente représente un autre avantage, alors que la consommation du moteur électrique est la plus élevée lorsque le couple est maximal. Enfin, l’air comprimé est un agent énergétique sans risque. Il ne présente aucun danger dû à l’électricité, tout court-circuit étant exclu.
 
Caractéristique de correction des moteurs pneumatiques: faible consommation d’air à un couple élevé.
 

Le régime de fonctionnement s’adapte à la charge
Lors de la conception du moteur, la vitesse d’enroulement requise et le couple maximal sont déterminants. Pour calculer ce couple, on prend en compte le diamètre maximal du rouleau, c’est-à-dire lorsque celui-ci est complètement enroulé. La vitesse d’enroulement doit également être garantie dans l’état complètement enroulé. Cependant, si le rouleau supporte moins de matériaux, son diamètre diminue et le moteur enroule automatiquement plus rapidement. Le régime de fonctionnement s’adapte à la charge, donc à la réduction du couple.
Si le moteur tourne trop vite, le régime se règle en continu par la variation du débit d’air, la pression de fonctionnement ou les deux à la fois. 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 de manière significative, ni la puissance, ni le couple du moteur pneumatique. 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 sous tension pendant l’enroulement, le moteur doit continuellement être fourni en air comprimé.
 
Contrôle du régime par le débit d’air.
 

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 entre 4 et 6,3 bar, afin de régler la puissance en fonction de l’utilisation. Si, par exemple, un moteur pneumatique destiné à enrouler du papier est trop puissant, le papier risque de se déchirer pendant le processus d’enroulement. Il est conseillé, dans un tel cas, de réduire 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. Une réduction de la pression de fonctionnement de 1 bar entraîne une réduction du couple de 17 %. En faisant fonctionner un moteur à 4 bar, le couple est réduit de 33 %.
Dans une application d’enroulement, une pression d’entraînement constante de 4 bar 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 de palettes chargées par des ressorts – des palettes dites de démarrage forcé. Ces palettes à ressorts à branches permettent aussi de faire fonctionner le moteur pneumatique avec une pression de fonctionnement inférieure à 1 bar.
 
Contrôle du régime par la pression de fonctionnement.
 
 
Conformité à la réglementation ATEX et aux produits alimentaires
Les moteurs pneumatiques BASIC LINE, ADVANCED LINE et POWER LINE sont conformes à la réglementation ATEX et donc homologués pour une utilisation en zone explosible. 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 toute pénétration de poussière et de saleté.
Pour une utilisation dans l’industrie alimentaire, comme dans les machines d’emballage, par exemple, 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 aucune protection spéciale. Ils fonctionnent 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 aux normes agroalimentaires.
 
À propos de DEPRAG SCHULZ GMBH & CO.
DEPRAG SCHULZ GMBH & CO., dont le siège est en Bavière, est une entreprise familiale comptant quelque 700 employés dans plus de 50 pays. Faisant partie des leaders du marché dans le domaine des moteurs pneumatiques, elle propose une importante offre d’entraînements en acier inoxydable et de turbines. Sa gamme standard de moteurs pneumatiques comprend de nombreuses variantes permettant de concevoir et de mettre au point, sur une base modulaire, des solutions d’entraînement adaptées à des usages spécifiques.
 
 
DEPRAG SCHULZ GMBH & CO.
D-92224 Amberg
Tél. +49 9621 371 343
www.deprag.com


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