Brevet FR2021017A1 — publié le 19700717

Pendant le traitement ou autre manipulation de fils métalliques ou autres matières flexibles filiformes (que l'on désignera ci-après pour des raisons de commodité par le terme générique de "fil métallique") il est souvent nécessaire de faire coopérer le fil métallique avec un ou plusieurs éléments de guidage rotatifs (c'est-à-dire faire passer sur ou autour de ce ou ces éléments), par exemple une poulie ou un rouleau.A mesure que le fil- métallique passe sur ou autour- d'un élément de guidage rotatif, la tension créée dans le fil métallique augmente en raison dtun couple de freinage se manifestant sur l'élément de guidage ethui provient d'un frottement statique et dynamique dans les paliers de ltélément de guidage, de la rotation et de l'inertie. En outre, lorsque le fil métallique est amené à changer de sens de déplacement, quand il passe autour d'un élément de guidage rotatif, la tension mécanique du fil métallique augmente également en raison de l'effort exercé sur ce fil.Dans certains cas, et spécialement lorsque Le fil métallique a un faible diamètre, l'augmentation de tension com- muniquée au fil métallique lorsqu'il passe sur ou autour d'un élément de guidage rotatif peut atteindre une valeur exagérée et peut l'endommager. La présente invention a pour objet de supprimer pratiquement les effets de certains ou de tous les facteurs mentionnés ci-dessus susceptibles de s'exercer sur le fil métalli- que passant sur ou autour d'un élément de guidage rotatif. Conformément à la présente invention, on applique à l'élément de guidage un couple d'entratnement s'ajoutant à celui applique à l'élément de guidage rotatif par le fil métallique, et on commande ce couple d'entrainement supplémentaire en mesurant la vitesse angulaire de l'élément de guidage rotatif et en envoyant au dispositif d'entratnement supplémentaire, au moyen diune boucle de rétroaction positive, un signal qui est fonction de cette vitesse ainsi que de l'allure de variation de cette vitesse et même aussi d'une ou de fonctions différent tielles d'un ordre plus élevé de cette vitesse pour amener le dispositif d'entreinement à communiquer à l'organe de guidage rotatif un couple dont la valeur et le sens ont pour effet de neutraliser pratiquement la variation de tension qui se mani festerait dans le fil métallique du fait de sa coopération avec l'élément de guidage rotatif si ce dernier n'était pas entrains que par le fil métallique. L'élément de guidage rotatif pet comporter un dispositif d'entraînement supplémentaire distinct et un dispositif de mesure de vitesse séparé mais, de préférence, ces dispositifs sont combinés, par exemple en faisant en sorte que l'élément de guidage soit entraîné au moyen d'un moteur à courant continu et à aimant permanent (dynamo fonctionnant en moteur).Dans ce cas la boucle de rétroaction positive doit être conçue de manière à prélever un signal à partir du moteur et à le renvoyer à ce moteur sous une forme qui amène un courant électrique à circuler à travers l'induit du moteur, grâce à quoi le moteur communique à l'élément de guidage le couple @'entr@î@oment supplémentaire nécessaire, Etant donné que la vft -se du moteur est proportion- nelle à la force électromotrice induite (f.e.m.), un signal de tension qui est proportionnel à 1 f.e.m induite sera égelement proportionnel à la vitesse du moteur On peut mesurer la f.e.m. induite en relevant la tension aux bornes de l'induit du moteur et en soustrayant de cette derniere la chute de tension se produisant dans une résistance montée en série avec l'indult. Le signal de rétroaction est, de préférence, mis en forme de manière à compense ou neutraliser les caractéristiques variables du système. La présente invention sera illustrée davantage par une description, donnée à titre d'exemple et en réféence au dessin annexé, de l'appareil préféré destiné à être utilisé en vue de supprimer pratiquenent tous les effets des facteurs mentionnés ci-avant susceptibles de se manifester sur un fil métallique passant sur ou autour d'un élément de guidege rot@tif. On va maintenant déori@e la présente invention, à titre purement illustratif, @@ se réfé@ant au dessin annexé aur lequel chaque figure représente u@ @@h@@@ de @ircuit d'un mode de réalisation de l'appareil conf@@@@ @ la présente invention. Si l'on se réfère à @@ figure 1, on voit que l'appareil comprend un moteur M, à @@@@@@t contin@ et à aimant perma- ment, accouplé à l'élément de guid@g@ ro@atif et relie à tro@@ amplificateurs fonctionnels A1, A2 et A3 ainsi qu'à un eircuit de mise en forme S. La chute de t@@sion se produisant dans la résistance R4 montée en série aver l'induit du moteur est proportionnelle au courant d'induit et représente la chute de tension (IR) qui se produit, suivant la loi d'Ohm, dans le moteur. Cette tension est envoyée à l'amplificateur A3 qui, en supposant que la tension appliquée au moteur M est positive, modifie le -signe de cette tension de manière qu'elle devienne négative. L'amplificateur A2 soustrait de la tension appliquée la chute de tension (IR) précitée pour donner la f.e,m. induite qui aura un signe négatif du fait que l'amplificateur A3 inverse la polaité du signal. Le signal représentant la f.e.m. induite est mis en forme par le circuit de mise en forme S suivant la caractéristique mesurée et il ést envoyé à l'amplificateur A1 grâce auquel la polarité du signaI est inversé et un courant est envoyé à l'induit du moteur, grâce à quoi le moteur communique à l'élé- ment de guidage le couple d'entraînement supplémentaire n8ces- saire. On utilise une résistance R5 pour obtenir une rétroaction puissante proportionnelle au courant du moteur, de manière que ltamplificateur A1 se comporte comme une source de courant. Les résistances R6 etR13 sont les résistances d'entrée des amplificateurs A3 et A1 respectivement, et les résistances Rg et R10 constituent ensemble la résistance d'entrée de l'ampLifica- teur A2. Les résistances R1, X et R11 sont des résistances de rétroaction. Les amplificateurs A1, A2 et A3 de l'appareil représenté sur la figure 1 sont, en réalité, des amplificateurs opérationnels qui sont capables d'accepter des signaux positifs et négatifs et de donner des sorties négatives et positives. Lorsqu'il est nécessaire que le moteur entrasse un élément de guidage dans un seul sens, on peut constituer un circuit simple dans lequel les amplificateurs A1, A2 et A3 sont des amplificateurs à transistors donnant des sorties n'ayant qu'une seule polarité. Un appareil dans lequel les amplificateurs à transistors sont utilisés est représenté sur la figure 2 où les transistors T4, T2 et T3 constituent l'amplificateur A1, les transistors D et 25 constituent l'amplificateur A3, et les transistors T6 et T7 constituent l'amplificateur A2. Dans ce cas, l'amplificateur de puissance A1 donne une sortie positive et les amplificateurs A2et A3 donnent des sorties négatives. Dans ce circuit, R2, Rg et R12 sont des résistances de charge et R3 est une résistance de limitation de courant, e'est-à-dire de protection contre le courant, REVENDICATIONS 1 ) Procédé de manipulation de fil métallique dans le quel on amène le fil métallique en contact avec un élément de guidage rotatif et on applique à cet élément de guidage un couple d'entraînement en supplément au couple appliqué dudit élé- ment de guidage par le fil métallique, ce procédé étant carac- térisé par le fait que l'on commande le couple d'entraSnement supplémentaire en mesurant la vitesSe angulaire du dispositif d'entraînement supplémentaire et en envoyant au dispositif d'en traSnement supplémentaire, au moyen d'une boucle de rétroaction positive, un signal qui est fonction de la vitesse et de l'al- lure de variation de cette vitesse pour que le dispositif d'en tranement communique à l'élément de guidage rotatif un couple qui a une valeur et un sens grâce auxquels il neutralise ou compense sensiblement la variation de tension mécanique qui serait créée dans le fil métallique du fait de sa coopération avec l'élément de guidage rotatif si cet élément de guidage n'était entraSné que par le fil métallique. 20) Procédé suivant la revendication t, dans lequel le couple d'entraînement supplémentaire précité est appliqué à l'élément de guidage au moyen d'un moteur à courant continu et à aimant permanent (dynamo fonctionnant en moteur), caractérisé par le fait que lton obtient ladite vitesse en mesurant la force électromotrice induite dans l'induit du moteur. 30) Procédé suivant la revendication 2, caractérisé par le fait que l'on mesure la force électromotrice induite en relevant la tension aux bornes de l'induit du moteur et en sous- trayant de cette tension la chute de tension se produisant dans une résistance montée en série avec l'armature. 4 ) Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le signal de rd- troaction dépend également d'une ou de fonctions différentielles d'un ordre plus élevé de la vitesse mesurée. 5 ) Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le signal de rétroaction est mis en forme de maniere à compenser ou neutraliser les caractéristiques variables du système. 60) Appareil pour la manipulation d'un fil métallique au moyen du'procédé suivant la revendication t, cet appareil comprenant un élément de guidage rotatif destiné au fil métaîli- que et un dispositif d'entrainement pour appliquer au dispositif de guidage un couple en supplément au couple qui est appliqué à cet élément de guidage par le fil métallique, l'appareil susvisé étant caractérisé par le fait qu'il comprend aussi un dispositif pour mesurer la vitesse angulaire de l'élément de guidage, ainsi qu'une boucle de rétroaction positive destinée à envoyer au dispositif d'entraînement précité un signal qui est fonction de la vitesse et de l'allure de variation de la vitesse, de manière que le dispositif d'entraînement communique à l'élément de guidage rotatif un couple ayant une valeur et un sens grace auxquels il compense ou neutralise sensiblement la variation de tension qui serait créée dans le fil métallique du fait de sa coopération avec l'élément de guidage rotatif si l'élément de guidage n'était entraîné que par le fil métallique. 70) Appareil suivant la revendicatiot 6, caractérisé par le fait que le dispositif d'entralnement précité comprend un moteur à courant continu et à aimant permanent et par le fait que le dispositif précité permettant de mesurer la vitesse an- gulaire de l'élément de guidage est constitué par un dispositif destiné à mesurer la force électromotrice induite dans l'induit du moteur. 80) Appareil suivant la revendication 7, caractérisé par le fait que le dispositif destiné à mesurer la force élec tromotrice induite comprend une résistance reliée en série avec l'induit du moteur, un dispositif pour mesurer chute deten- sion se produisant dans l'induit du moteur et un dispositif pour soustraire de cette tension la chute de tension se produisant dansla résistance montée en série. 90) Appareil suivant la revendication-"8, caractérisé par le fait que le dispositif précité, qui sert à soustraire de la chute de tension se produisant dans L'induit du moteur la chute de tension se produisant dans la résistance-montée en série, comprend un amplificateur créant une inversion de polarité. 100) Appareil suivant la revendicati-on 8 ou 9, caracté risé par le fait que la boucle de rétroaction comprend deux amplificateurs reliés mutuellement par un circuit-de mise en forme qui neutralise ou compense les caractéristiques variable du système. 11 ) Appareil suivant l'une quelconque des revendications 6 à 10, caractérisé par le fait que la boucle de rétroaction est telle que le signal de rétroaction est fonction également d'une ou de dérivées d'un ordre supérieur de la vitesse mesurée ou bien de la force électromotrice, suivant le cas,