Le moteur pneumatique :

Les moteurs pneumatiques se caractérisent par le fait que le régime s'adapte automatiquement aux variations de charge

Les systèmes d'enroulement sont utilisés dans de nombreux processus de production : ils enroulent avant ou après l'opération des matériaux en continu sur des spirales, des bobines, des rouleaux ou des balles. La gamme de matériaux à enrouler concerne le papier brut d'une largeur de maximum dix mètres, des films minces d'une épaisseur de 6 microns et des filaments de fibre de carbone ayant une faible élasticité et une résistance à la traction extrême. Chaque matériau à enrouler a des exigences différentes quant à l'enroulement en raison de ses propriétés inhérentes telles que la surface, la dureté, la résistance à la traction, le profil en coupe transversale ou la densité. 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 sensibles qui doivent être enroulés ou déroulés de manière très précise. En revanche, l'enroulement de métaux génère des masses élevées qui, à leur tour, influencent le processus d'enroulement. Les moteurs pneumatiques étant des systèmes d'entraînement sûrs et robustes, représentent une solution en matière d'enroulement.

Le moteur pneumatique à palettes est constitué d'un rotor qui tourne dans le stator de manière excentrique dans un alésage décalé. Les lamelles dans le rotor sont repoussées par la force centrifuge contre la paroi du stator 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.

Le régime s'adapte automatiquement
Les moteurs pneumatiques se caractérisent par le fait que le régime s'adapte automatiquement aux variations de charge. En l'absence totale de charge, le moteur pneumatique tourne à vide. Une petite charge, donc un couple à bas régime sur l'axe du moteur, entraîne un régime de fonctionnement proche du ralenti. Le régime de fonctionnement diminue dès lors que le couple augmente. Le moteur pneumatique atteint sa puissance maximale à 50 % du ralenti. " Il s'agit également de la plage de fonctionnement optimale du moteur pneumatique. À 40 à 50 % du ralenti, le moteur pneumatique fonctionne de manière particulièrement économique. C'est un critère auquel nous prêtons particulièrement attention lors de la conception des moteurs ", explique Dagmar Dübbelde, chef de produit des moteurs pneumatiques de Deprag.
En outre, le moteur pneumatique peut, à la différence du moteur électrique; être sollicité jusqu'à l'arrêt complet en raison d'un excès de charge. Aussitôt que la charge se réduit, il reprend son activité. En ce qui concerne les caractéristiques, il existe un autre avantage des moteurs pneumatiques par rapport aux moteurs électriques : alors que les moteurs électriques consomment la majorité de leur énergie à couple maximal (couple de décrochage), les besoins en énergie (consommation d'air) de moteurs pneumatiques diminuent avec l'augmentation de couple. Enfin, l'air comprimé est un porteur d'énergie sûr. Tout risque et court-circuit au contact d'installations électriques ou de l'électricité sont exclus.

L'entreprise Deprag Schulz de Amberg s'est imposée dans le secteur comme un partenaire compétent en matière de moteurs et d'outils pneumatiques et propose des entraînements pneumatiques ainsi que des moteurs pneumatiques à palettes, des turbines et des moteurs à pignons pour toutes les applications imaginables. L'entreprise adapte le couple et le régime de fonctionnement de ses moteurs pneumatiques robustes et efficaces à chaque application et en particulier aussi aux systèmes d'enroulement.

Adaptation du moteur pneumatique à palettes au couple maximal
Deux facteurs sont essentiels dans la conception du moteur : la vitesse d'enroulement souhaité et le couple maximal. 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 assurée dans l'état complètement enroulé. Cependant, si le rouleau contient moins de matériau, le diamètre du rouleau diminue et le moteur effectue automatiquement l'enroulement 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.

Contrôle du régime par le débit d'air
En contrôlant le débit d'air, le régime peut être réduit facilement et de manière flexible. Il existe, selon les cas d'application, deux options : la réduction de l'alimentation en air ou la réduction de l'échappement. En réduisant l'alimentation en air, le régime du moteur est réduit 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 en revanche diminuer la puissance ou le couple en même temps que le régime du moteur pneumatique, il est conseillé de réduire l'alimentation d'air. Garder le matériau continu tendu lors de l'enroulement peut représenter autre exigence en matière d'enroulement. Dans ce cas, le moteur doit être fourni en permanence en air comprimé afin de maintenir la " tension ". Afin de réduire la consommation d'air, le moteur fonctionne avec une pression de fonctionnement réduite par la réduction de l'alimentation en air tout en étant économique conformément aux exigences.

Contrôler le régime par le biais de la pression de fonctionnement
En dehors de la régulation du débit d'air, le régime peut également être réduit par la pression de fonctionnement. Les données techniques des systèmes d'entraînement pneumatiques de Deprag ont été établies en présence d'une pression de 6 bars. Chaque moteur pneumatique peut fonctionner à volonté entre 4 et 6,3 bars afin de régler le régime et le couple. Une réduction de la pression de fonctionnement peut toujours être utile lorsque le moteur pneumatique est trop puissant pour la matière à enrouler (par exemple, le papier). Un moteur trop " puissant " peut entraîner la déchirure du papier lors de l'enroulement. Grâce à la réduction de d'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 entraîne une réduction du couple de 17 %. En faisant fonctionner un moteur pneumatique à 4 bars, le couple est réduit de 33 %.

Lors d'un enroulement, le moteur pneumatique qui fonctionne à 4 bars peut être encore trop puissant pour le rouleau qui se vide, par exemple. Pour exploiter davantage la plage de couple du moteur pneumatique, Deprag offre la possibilité d'équiper le moteur avec des palettes sur ressorts plats, les palettes dites de démarrage forcé. A l'aide de ces palettes sur ressorts, il est possible de faire fonctionner le moteur pneumatique même avec une pression de fonctionnement inférieure à 1 bar. " Lorsque vous démarrez un moteur pneumatique, les palettes doivent en premier lieu être plaquées vers l'extérieur au moyen de la force centrifuge pour former les caissons. Ceci prend une fraction de seconde. Avec les palettes sur ressorts, c'est-à-dire, des palettes qui sont plaquées contre la paroi du cylindre de rotor avec les ressorts, les caissons sont déjà formés. La plage de réglage de la puissance du moteur (de 0 watt à la puissance maximale) peut presque être entièrement exploitée. Ce sont des conditions idéales pour un système d'enroulement. " explique Dagmar Dübbelde.
Pour une utilisation en tant que système d'enroulement, le moteur pneumatique offre bien d'autres avantages. Ainsi, la densité de puissance du moteur pneumatique est très élevée. En outre, un moteur pneumatique ne requiert qu'un tiers du volume et un tiers de la masse d'un moteur électrique équivalent.

Conforme à l'agroalimentaire et anti-explosions
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 pneumatiques de Deprag Advanced Line pourvus de pièces externes en acier inoxydable sont étanches et ne nécessitent pas de protection spéciale. L'étanchéité d'un moteur pneumatique est si bonne que le moteur peut être utilisé sous l'eau. Les moteurs pneumatiques de Deprag peuvent fonctionner sans huile, c'est-à-dire sans alimentation en air non lubrifié.
Les moteurs pneumatiques Basic Line et Advanced Line sont par ailleurs conformes ATEX et ainsi agréés pour une utilisation en milieu explosif. Le mode de fonctionnement permet ainsi d'utiliser le moteur pneumatique dans des conditions extrêmes, puisque la décompression de l'air refroidit la chaleur provoquée par le frottement. Ainsi, le moteur pneumatique sous charge reste froid et supprime les risques de surchauffes ou d'enflammement des gaz. La surpression interne empêche également la pénétration de poussière et de saleté.
En outre, les moteurs pneumatiques, s'ils sont équipés de palettes appropriées, peuvent même être stérilisés à la vapeur, ce qui représente un avantage pour l'utilisation en technique médicale. Ces entraînements robustes sont adaptés à d'autres conditions environnementales critiques telles que la chaleur, les vibrations et la poussière.