Brevet FR2010955A1 — publié le 19700220

AQ 1RQ79 , «. * 2010955 D 7 IU 7 / / La pX§Sente invention concerne un procède pour detecter des perlurbations du transport d'un matériau continu, notamment d'un fil. Différentes méthodes ont été mises au point pour contrôler si le transport d'un matériau continu se fait sans défauts0 Ce contrôle a 5. pour but de permettre une intervention rapide en cas de perturbations telles que la rupture du matériau continu. Ainsi il est connu de détecter la rupture d'un fil en mouvement à l'aide d'un casse-fil, qui, en cas d'un fil intact, est maintenu par celui-ci dans une position déterminée, mais qui, lorsque le fil se casse, quitte cette position et arrête le mécanisme 10. de transporto Bans un autre procédé connu pour la détection d'une rupture dans un fil en mouvement, celui-ci est guidé sur un palpeur qui fait partie d'un système de vibration actionné par voie électrique- Tant que le fil est intact le palpeur est empêche' d'effectuer une vibration de 15. résonance» Quand le fil se casse, le palpeur peut vibrer librement, la vibration produite étant reçue par un détecteur. De plus, on connaît une méthode de contrôle suivant laquelle les ruptures de fils sont détectées par voie photo-électrique. Tous ces procédés connus ne sont utilisables que pour déterminer 20. la présence d'une rupture dans le matériau continu. D'autres perturbations telles que le blocage du matériau et l'arrêt non voulu des moyens de transport ne se révèlent pas dans ces procédés connus. En outre, les casse-fil connus sus-indiqués feront défaut, si le fil cassé ne quitte pas le parcours qu'il effectue à l'état intact. Or, 25. il n'est pas rare qu'un fil cassé reste tendu sur la partie de parcours surveillée par le casse-fil de sorte qu'en pareil cas, il n'y aura pas de détection de la rupture. Le procédé permet d'éviter ces inconvénients. Il se caractérise en ce que le matériau continu est mis en contact avec un détecteur de 30. vibration qui, en cas de mouvement du matériau continu, émet un signal de sortie varié, et en ce que la détection se fait sur la base de l'importance des variations de ce signal de sortie. Par détection sur la base de l'importance des variations, on doit comprendre qu'une panne dans le transport du matériau continu se 35• révèle par une certaine amplitude de ces variations. Si cette panne est par exemple l'arrêt non voulu du mouvement du matériau, la variation du signal de sortie du détecteur de vibration se supprime. Il en est de même pour toute autre panne dans le système de transport, par suite de laquelle il se produit une perturbation du mouvement. La rupture du matériau continu 40. n'est qu'une des perturbations du transport détectables au moyen du procédé 69 18979 2010955 selon la présente invention. Les possibilités de détection que présente ce procédé sont donc beaucoup plus grandes que procédés connus» La présente invention concerne également un/pour détecter des perturbations du transport d'un matériau continu, notamment d'un fil»ce 5„ dispositif étant destiné à la mise en oeuvre du procédé proposé» Ce dispositif se caractérise par un détecteur de vibration qui, en cas d'un matériau continu en mouvement, émet un signal de sortie varié, et un dispositif relié au détecteur de vibration»qui réagit à l'amplitude des variations du signal de sortie» 10» Comme détecteur de vibration, on pourrait utiliser un détecteur pneumatique muni d'un orifice de sortie, adapté au matériau continu, d'où sort de l'air. En cas de vibration du matériau continu en mouvement, l'orifice de sortie s'obturera à un degré varié de sorte que la pression de mesure aussi présentera des variations. 15. On préfère toutefois un dispositif caractérisé par un détecteur de vibration mécano-électrique qui transforme les vibrations g^caniques induites dans celui-ci durant le mouvement du matériau continu/un courant alternatif et par un dispositif connecté au détecteur de vibration et réagissant à. l'amplitude du courant alternatif. 20. Comme détecteur de vibration peut servir tout détecteur qui, mis en contact avec le matériau en mouvement»se met en vibration sans causer de charge inadmissible et convertit cette vibration en un signal de sortie utilisable» Il est concevable par exemple d'utiliser un palpeur s'appuyant contre le matériau continu auquel est attaché une jauge à fil 25. résistant de telle manière que la résistance de la jauge varie lorsque le palpeur vibre. Des détecteurs capacitifs ou inductifs aussi peuvent être utilisés, les vibrations étant converties en variations de la capacité ou de l'inductance, de même que des détecteurs électrodynamiques qui transforment un mouvement en une tension électrique. JO. Il est néanmoins préférable d'utiliser un détecteur piézo électrique. Un détecteur très approprié est celui dont l'élément récepteur proprement dit est en céramique piézo-électrique. Un détecteur piézoélectrique présente l'avantage d'être un élément-actif du fait qu'il convertit un mouvement directement en une tension électrique. L'emploi 35» d'éléments récepteurs piézo-électriques en céramique présente l'avantage que ceux-ci peuvent être fabriqués en différentes formes et dimensions, qu'ils ont une résistance mécanique suffisante pour donner une tension de sortie raisonnable et qu'ils sont relativement peu coûteux. Un élément récepteur très approprié se constitue d'une bande en 40. céramique piéso-électrique. De préférence, cette bande est serrée à l'une ORIGINAL 69 18979 /u «utjj extrémité dans un détecteur de vibration et possède à l'autre extrémité, un palpeur qui est mis en contact avec le matériau continu. Bans un autre mode de réalisation selon l'invention, la bande est soutenue aux deux extrémités et conduit,dans la partie non soutenue, le 5. matériau continu. Un autre mode de réalisation se caractérise en ce que la bande est soutenue de telle manière que le matériau continu ne peut y imposer qu'une charge par pression» Cela peut être réalisé par exemple, en soutenant la bande à l'une de ces faces latérales, sur toute sa longueur 10. ou sur une partie de celle-ci, de telle manière que la bande ne subit pas de charge par flexion de la part du matériau continu» Be plus, la présente invention comprend des dispositifs dont le détecteur comprend un ou plusieurs éléments récepteurs. Ainsi il est concevable d'utiliser par exemple deux bandes en céramique piézo-électrique 15» montées en série et serrées à l'un côté, les deux bandes étant mécaniquement couplées entre elles par leurs extrémités libres avec interposition d'un palpeur. La présente invention sera expliquée ci-après à l'aide d'un mode de réalisation représente au dessin ci-annexé» Bans celui-ci, 20. la figure 1 représente schématiquement l'ensemble d'un dispositif pour renvider un filj la figure 2 est un détail du détecteurg la figure 3 représente un circuit électronique pour transformer le signal du détecteur; 25. les figures 4j 5 et 6 font voir l'allure de la tension de sortie du circuit la figure 3 S. trois situations différentes et les figures 7» 8, 9 et 10 représentent différentes modes de construction des détecteurs» Bans l'ensemble selon la figure 1, un fil textile 1, provenant 30. d'un enroulement alimentateur 2, passe par un guide fil 3» tu1 tendeur réglable 4 et un tambour de va~et-vient 5 vers une bobine 6. Bans le parcours compris entre le tendeur & doigts 4 et le tambour de va-et-vient 5, le fil 1 entre en contact avec un palpeur en ïï 7» qui sert de guide-fil» Celui-ci est relié à une pièce 8 attachée à l'une extrémité d'un élément 35» récepteur 9 en forme d'une bande en céramique piézo-électrique. L'autre extrémité de l'élément récepteur est serrée dans un détecteur non dessiné» Les faces latérales gauche et droite de la bande 9 constituent lee électrodes ~n autre mode de réalisation du détecteur est représente à. la figure 2. En ce cas-ci, un guide-fil cylindrique 12 est attaché à 40. l'extrémité supérieure de la bande piézo-électrique 9« T bad 69 18979 2010955 4 Quand, le fil 1 pasëe'sur le guide-fil 7 ou 12, la bande 9 se met eu vibration et émet un signal de courant alternatif En utilisant une bande en céramique piézo-électrique, longue de 2 cm et épaisse de 4 désignée comme PXE 5 dans la publication 5. "Industrial coinponents and materials division" de juillet 1964 de la firme Philips, on a obtenu les résultats suivants. Exemple I Durant le renvidage d'un monofilament de poly -(£. - eaprolactame ayant un titre de 15 deniers, l'élé'-ent récepteur éméttait un courar.t "Oo alternatif de 0,1 volts pov.r une ter." ion du fil de 2 g et une vitesse de celui-ci de 120 m/mn. Exemple II Pour un fil pareil, mais à 10 brins continus et d'un titre total de 40 deniers, il a été mesuré, à une tension du fil de 4 g et à la même 15» vitesse de celui-ci, une tension de sortie de 0,2 volts„ Exemple III Pour un fil de polytéréphtalate de glycol à 10 brins continus et d'un titre total de 45 deniers, la tension de sortie était de 0,5 volts pour une tension du fil de 4 g et une vitesse de celui-ci de 120 m/mn# 20. Dans tous les trois exemples cités, le fil entourait le guide-fil 7 sur un an.,le d'environ 15° et l'élément récepteur vibrait à une fréquence de 700 Il se trouve que cette fréquence ne dépend guère de la vitesse et de la tension du fil. Il semble que l'élément récepteur reçoit une vibration dont la fréquence n'est déterminée que par la nature et les 25. dimensions de l'élément récepteur ainsi que par la masse du palpeur. Il résulte de ces données que l'élé;.:er-t récepteur émet une tension asreï élevée de scrte que ruelcues transistors dans un circuit d'amplification assez simple permettent déjà d'obtenir un niveau de signal approprié pour de nombreuses utilisations. Dans ce cadre, il est concevable 30. d'utiliser une signalisation optique ou acoustique et/ou un arrêt automatique du transport en cas de détection d'un défaut. En faisant un choix approprié de la fréquence de résonance de l'élément récepteur, oe peut opérer autant que possible hors dés gammes de fréquences oîi se produisent éventuellement des signaux perturbateurs. De 35. plus, on peut pratiquer une amplification"sélective du signai'du détecteur. On peut s'imaginer qu'au cours du transport dii matériau continu, il se produit de faibles perturbations dont"la détection n'est pas nécessaire. D'une part, il se peut par'exemple que le détecteur de vibration perde'pour un petit moment le contact avec le matériau de sorte qûe' 40, l'amplitude de la variation du signal diminue. D'autre part, il ^eut y J^ORI^inaL 69 18979 2010V5S 5 avoir des variations du signal qui, pour peu de temps seulement, sont plus fortes que d'ordinaire. Si l'on désire qu'aucun de ces cas ne donne lieu à une détection, on pourra introduire un second critère de détection, à savoir un espace de temps minimal que doit durer le changement de l'ampli-5. tude de la variation du signal pour aboutir à la détection. Cela peut se réaliser de na.iière très appropriée à 11 aic'.e c'uxi circuit intégrateur qui transforme la variation du signal de sortie iu détecteur de vibration en un signal de tension continue. En ce cas, un changement de l'amplitude de la variation du signal du ne causera un changement d'importance correspondante 10. du niveau de tension continue que si ce premier changement s'est maintenu pour une période déterminée. De bons résultats ont été obtenus avec un circuit à transistors selon la figure 3, constitué par un transistor , connecté s. l'élément récepteur 9 et servant d'émetteur-suiveur, un transistor pour amplifier 15. le signal de sortie du transistor et un condensateur C couplé en parallèle avec la résistance R. Si la tension de sortie de l'élément récepteur est relativement élevée, par exemple dans le cas de fils assez gros, oîi régnent des forces dé'tenaion plus élevées,le circuit suivant la figure 3»po'arra être simplifié davantage. On utilise alors un seul transistor(au lieu de deux) 20, dans le circuit collecteur duquel est prévu le circuit RC. Les graphiques aux figures 4> 5 et 6 représentent la tension de sortie de ce circuit, prise de la résistance R, en fonction du temps pour trois situations différentes. Cette tension de sortie a été pointée le long de l'ordonnée et le temps le long de l'abseisse» 25» La représentation graphique selon la figure 4 se rapporte à une situation oïl, au moment t^, le fil se casse entre le tendeur 4 et le détecteur de vibration. Elle démontre nettement qu'audit moment, la tension de sortie baisse rapidement et se réduit enfin à zéro, lorsqu'il ne glisse plus de fil sur le guide-fil 7» Le trait interrompu horizontal 30. 10 indique le niveau de discernement. Dès que la tension de sortie a baissé jusqu'au-dessous de ce niveau, la perturbation sera signalée» La figure 5 montre la situation où le fil se coince à un endroit situé entre l'enroulement alimentateur 2 et l'élément récepteur et se casse enfin. On constate que, de puis le moment t^, oîi le fil se coince, la 35, tension de sortie augmente rapidement jusqu'à une valeur déterminée pour accuser ensuite une baisse très rapide. En pratiquant un second niveau de discernement 11, supérieur au premier, on obtient que la détection du défaut se fasse aussi quand la tension de sortie dépasse un maximum déterminé, ce qui, dans la situation selon la figure 5, veut dire que la 40. réaction à une perturbation du mouvement du fil est plus rapide et se fait bad original 69 18979 2010955 e éventuellement avant la rupture du fil. Cette dernière possibilité est très importante pour des fils à grand allongement à la rupture. Si le fil se coince à un endroit situé entre l'élément récepteur et le dispositif de renvidage et se casse sur le trajet compris entre ces ^ o oi*gâ.nss j Ici ension présentera l'allure représentée à la figure 6. Le signal se supprime dès que le fil s'arrête à l'emplacement du détecteur. Si le détecteur est placé tout près de l'enroulement alimentateur 2, le coincement et la rupture du fil se produiront presque toujours à droite du détecteur de sorte que l'allure du signal selon la figure 6 10. prédominera. Bien que les exemples décrits plus haut se rapportent à des fils relativements fins,1'emploi de l'invention n'est nullement limité à celui-ci. Les fils ae titre plus gros aussi peuvent être surveillés quant à leur transport, mais il faut assurer en ce cas que l'élément récepteur 15. en céramique ne soit pas exposé à une charge de flexion si élevée qu'il se casse. Pour éviter cela, on peut utiliser par exemple les constructions dessinées aux figures 7 et 8. La construction selon la. figure 7 comprend un élément récepteur tel que représenté à la figure 2. Des deux côtés de la bande 9 se trouvent 20. deux tiges rigides 13, 14 dont les cStés supérieurs 15 et 16 vont jusqu'à proximité du fil 1. A proximité du guide-fil 12, ces tiges présentent des surfaces courbées 17 et 18. Dès que la flexion de la bande 9 dépasse une valeur déterminée, le guide-fil 12 frappe l'une des tiges 15 et 14» ce qui évite que la flexion ne se poursuive. 25. Dans les cas où le matériau continu dépose certaines substances sur le détecteur, ce par quoi l'élément récepteur pourrait perdre enfin sa liberté de mouvement entre les tiges 1J et 14, les espaces entre le guide-fil 12 et les surfaces courbées peuvent être remplis de caoutchouc silicone . Il est également concevable de réaliser l'ensemble de manière 30. qu'à son extrémité supérieure, la bande est attachée au guide-fil 12, celui-ci étant incorporé dans une masse élastique. De cette manière, on évite la contamination de l'élément récepteur. L'extrémité inférieure de la bande peut être munie d'un poids à l'aide duquel sa fréquence de vibration est fixée. 35» Dans le mode de réalisation selon la figure 8, l'élément récepteur est muni d'un palpeur 21 en forme de tige, sur lequel est guidé le fil. L'organe palpeur saillit un peu au-dessus de deux bandes 19 et 20 à surfaces légèrement courbées. Avant que l'élément récepteur se fléchisse trop, le palpeur 21 descend jusqu'au-dessous des surfaces supérieures des 40. bandes 19 et 20, qui reprennent ensuite le guidage du fil de sorte que BAD ORIQjNAl 69 18979 2010955 7 l'élément récepteur est déchargé. Il est également possible de soutenir la bande piézo-électrique aux deux extrémités et de faire passer le fil sur le milieu, ainsi qu'il est représenté à la figure 9« En ce cas, la bande 9 est collée sur un support 5. isolant 22. Une butée 23 délimite la flexion de la bande. Un mode de réalisation où la résistance à la flexion n'entre pas en question se trouve à la figure 10. La bande 9 est collée sur toute sa longueur sur un support isolant 22, En ce cas aussi, le fil 1 passe sur le milieu de la bande. La dégression d'intensité ainsi produite du signal du 10. détecteur peut être compensée par amplification supplémentaire. Le support 22 peut être fait aussi d'un matériau quelque peu élastique. En utilisant l'invention pour détecter des perturbations du transport dans plusieurs matériaux continus à la fois, comme à l'ourdissage de fils, on peut réaliser l'ensemble de manière que le dispositif indique 15. aussi, par exemple t. l'aide de lampes ou de chiffres, dans lequel des matériaux continus la perturbation s'est produits. Pour éviter qu'à l'arrêt du mécanisme de transport, tous les détecteurs ne réagissent, on peut monter un dispositif de blocage. Par exemple si, à l'ourdissage, la rupture de l'un des fils cause l'arrêt de l'ourdissoir, le détecteur 20. intéressé pourra bloquer ainsi tous les autres détecteurs» Ce blocage peut être supprimé lors de la remise en marohe de l'ourdissoir. Il va sans dire que chacun des détecteurs doit pouvoir bloquer tout autre détecteur. Il apparaît que le procédé et le dispositif selon l'invention permettent d'obtenir de manière simple une détection de perturbations du 25. transports ils se prêtent non seulement à detecter les ruptures, mais aussi l'arrêt non voulu du transport par quelque cause que ce soit. De plus, il est évident que, grâce au principe de détection appliqué, le détecteur peut être placé à tout endroit voulu du parcours de transport, car independammant de l'endroit où 3e forme la perturbation, celle-ci sera 30. constatée en outre à l'emplacement du détecteur. Souvent il sera préférable de placer le détecteur au début du parcours, A l'ourdissage, les détecteurs peuvent se trouver sur la cantre. Sur 1'étireuse-retordeuse, on préfère placer le détecteur entre le dernier rouleau et l'oeillet du sommet. BAD ÛR!G1NM- 69 18979 2010955 8 u 7 1 u REYB-'DICATIOHS 1 1° Procédé pour détecter des perturbations du transport d'un matériau continu, notamment d'un fil, caractérisé en ce que le matériau continu est mis en contact avec un détecteur de vibration qui, en cas de mouvement du.matériau continu, émet un signal de sortie varié et en ce que 5» la détection se fait sur la base de l'importance des variations de ce signal de sortie° 2° Dispositif pour détecter des perturbations du transport d'un matériau continu, notamment d'un fil, destiné à la mise en oeuvre du procédé selon la revendicationl et caractérisé par un détecteur de vibration 10„ qui, en cas d'un matériau continu en mouvement, émet un signal de sortie varié, et un dispositif,relié au détecteur de vibration,qui réagit 5. l'amplitude des variations du signal de sortie, 5° Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par un détecteur de vibration mécano-électrique qui transforme les vibrations 15o mécaniques induites dans celui-ci durant le mouvement du matériau continuer un courant alternatif et par un dispositif connecté au détecteur de vibration et réagissant à. l'amplitude du courant alternatif » 4° Dispositif selon la revendication 3, caractérisé qu'on utilise comme détecteur de vibration mécano-électrique un détecteur 20. piézo-électrique. 5° Dispositif selon la revendication 4» caractérisé en ce que l'élément récepteur est en céramique piézo-électrique. 6° Dispositif selon la revendication 5» caractérisé en ce que l'élément récepteur est constitué par une bande en céramique piézo-25. électrique. 7° Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que la bande est serrée à l'une extrémité dans un détecteur de vibration et possède à l'autre extrémité un palpeur. 8° Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que 30. la bande est soutenuè-aûx deux extrémités et conduit, dans la partie non soutenue, le matériau continu. 9° Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que la bande é.st soutenue de telle manière .que le matériau continu ne peut y imposer qu^hine .charge, par pression. 35. 10° Procédé et di'gpdsltif tels tquë^.re.présentés dans la des cription ci-dessus et/ou dans le dessin ci-anfiexé. BAQ OHtùuxi^fc.