Brevet FR2024415A1 — publié le 19700828

L'étirage des fils synthétiques constitués de filaments continus a pour but de développer les qualités mécaniques et physiques des filaments filés par le procédé de filature par fusion Les fils continus synthétiques tels oue les filaments de polyamide, de polyester et de polypropylene, par exemple, sont inutilisables à l'état non étiré. Ces filaments, par suite de leur structure amorphe, possèdent une résistance insuffisante et présentent une déformation non élastique indésirable. Le processus d'étirage a pour effet, entre autres, d'augmenter le module initial du fil, d'augmenter sa résistance mécanique et de diminuer son allongement à la rupture. Les conditions sous lesquelles se produisent cet étirage et le bobinage-retordage ont une très grande influence sur les propriétés des filaments étirés, dont la régularité du titre unitaire, de la tenacité, de l'allongement et l'uniformité de l'affinité tinctoriale des filaments. De faibles variatio-ns des paramètres d'étirage et de bobinageretordage peuvent par conséquent avoir des effets néfastes sur les caractéristiques des filaments. Suivant la technique habituelle, les filaments synthétiques, obtenus par filature par fusion et non encore étirés > sont enroulés sur un support d'un type connu, par exemple, sous forme de cops ou de bobines Ces filaments continus sont ensuite étirés et enroulés par passage sur une machine dite étireuse-retordeuse. Chaque étireuse se compose de deux sections, la première réalisant l'étirage proprement dit et la seconde ', bobinage et le retordage simultanés. Sous sa forme la plus simple, l'étireuse-retordeuse comprend une cantre ou support pour les enroulements de filaments non étirés, un système d'alimentation en filaments constitué d'une paire de cylindres, éventuellement une baguette d'étirage ayant pour objet de localiser le point d'étirage, un rouleau ou galet dtétirage tournant å une vitesse linéaire supérieure à celle du système d'alimentation et une broche de bobinage et de retordage entourée d'un anneau de guidage des filaments se déplaçant en un mouvement de monte-et-baisse Il est évident que le système de retordage du type a anneau tel que décrit ci-dessus peut s'appliquer à tout système d'étirage proprement dit.Si actuellement on décrit un ensemble s'appliquant à ltéti- rage à froid, on peut concevoir un étirage à chaud par utilisation soit d'une plaque chauffante, soit d'un rouleau ou galet de chauffage. Les anneaux portés par un chariot subissent un mouvement de translation de monte-et-baisse d'amplitude ou de course variables au fur et â mesure de l'enroulement. Le =Owesert de mo'nte-e-baisse des chariots porte-anneaux a pour effet de donner à l'enroulement une intensité- de serrages une disposition des filaments et une forme d'enroulement facilitant les opérations ultérieures~ La figure 1 représente un dispositif hydraulique de type connu à commande mécanique et utilisé pour la commande et le réglage du monteet-baisse sur certains types d'étireuses-retordeùses. Suivant ce dispositif, la vitesse du chariot porte-anneaux 1 est déterminée par le débit d'huile, qui, à son tour, est réglé par une valve hydraulique 2. Etant donné que la course du chariot porte-anneaux varie prv- gressivement au cours d'une levée, qui est la durée nécessaire à la formation d'un enroulement, le débit d'huile doit varier aussi puisqu'on exige que le nombre de mouvements de monte-et-baisse par minute soit constant pendant toute la levée. Pendant la levée des enroulements, le réducteur de vitesse à engrenages 5, qui est commandé par un piston hydraulique 4, dont l'alimentation est assurée par une valve solénoïde 5 alimentée par des impulsions électriques 6 indépendantes du reste du circuit et à une fréquence choisie en fonction de l'allure de la course du monte-et-baisse, fait tourner deux vis 7 et 8 dans des sens opposes, De ce fait les deux blocs 9 et 10 se rapprochent progressivemént au cours de la levée. Les micro-commutateurs 17 et 12 d'un type connu, montés sur ces blocs, sont en connexion avec un solénoSde 13 connecté avec une valve hydraulique d'inversion 14 qui détermine le sens d'alimentation du piston 15 relié mécaniquement avec le chariot porte-anneaux 1- Ces microcommutateurs 11 et 12 sont fermés par les. contacts 16 et 17, montés sur un levier 18 en connexion avec le chariot 1, D'autre part, une latte 19 montée sur le bloc 9 et dont l'angle &alpha; est réglable, se déplace progressivement à la même vitesse que le micro-commutateur 11, cette latte déplaçant ainsi la roulette 20.Ceci provoque une rotation du levier 21 qui est monté fixe sur le pignon 22. Par la chaîne 23 on obtient une rotation du pignon 24 de la valve hydraulique 2 dtun type connu qui, à son tour, règle le débit dthuile arrivant à la valve inverseuse 14, ce qui contrôle la vitesse du chariot Par l'utilisation d'un tel dispositif, il est pratiquement impossible de maintenir le tempos par mouvement de monte-et-baisse entre des limites qui sont industriellement acceptables et les variations sont dues à l'action de plusieurs tzeteurs :: - le réglage de la latte 19 est très difficile et demande beaucoup de temps De plus, la finition mécanique exigée' pour l'achèvement de cette latte doit être très précise, - un jeu non négligeable existe dans la transmission du système, - la non-linéarité de la caractéristique de la valve hydraulique 2 est également un des facteurs provoquant des variations. La tolérance de cette valve est de ± 2 % selon les fournisseurs d'un telmatéridL - faut également citer le changement de la viscosité de l'huile avec la température, et l'influence des impuretés qu'elle contient. Be telles variations provoquent des irrégularités de serrage et de dureté des enroulements, ce qui est susceptible d'entraSner des striations des propriétés mécaniques et physiques des filaments étirés telles que, par exemple, le titre, la tenacité, l'allongement et l'affinité tinctoriale. L'influence du mode d'enroulemént des fils étirez sur 1es pro priétés du fil a fait l'objet récemment d'une étude du Professeur WEGENER (Melliand Textilberichte., 49, (196,8, nO 10), p. 115 45 Ceci montre l'importance de ce problème. De plus, les variations de la durée du monte-et-baisse ont pour effet de faciliter l'éboulement des spires de fils étirés enroulés sous forme d'une bobine ou d'un cops, ha présente invention a pour objet de remédier à ces inconvénienta dûs aux variations de la durée du mouvement de monte-et-aisse, Le dispositif faisant aussi l'objet de l'invention a pour objet de maintenir à une valeur choisie et constante la fréquence de mouvements monte-et-baisse par minute des chariots porte-anneaux. Le procédé est caractérisé par l'utilisation sur uné étireuseretordeuse d'un régulateur électronique pour la commande de la valve hydraulique qui règle le débit d'huile agissant sur le piston d'entrat- nement du chariot porte-anneaux pour assurer la constance de la fréquence du monte-et-baisse. Cette commande électronique remplace la commande mécanique de la valve hydraulique telle que décrite précédemment et utilisée sur certains types d'étireuses-retordeuses. Le dispositif faisant l'objet de l'invention est caractérisé' en ce que l'on utilise un régulateur électronique commandé par un microcommutateur qui se ferme une première fois lorsque le chariot porteanneaux atteint sa position supérieure mettant en marche un compteur électronique réglable à la durée désirée du mouvement de monte-et-baisse et qui se ferme une seconde fois lorsque le chariot porte-anneaux atteint de nouveau sa position supérieure, ledit régulateur donnant un signal de correction proportionnel à l'écart de durée entre le signal de référence dudit compteur électronique et la seconde impulsion dudit micro-commutateur, à un servomoteur commandant la valve hydraulique qui règle le débit d'huile agissant sur la course du piston provoquant le mouvement de monte-et-baisse du chariot porte-anneaux. L'objet de l'invention sera mieux compris à l'aide d'un exemple de réalisation représenté dans les figures 2 et 3, étant bien entendu que l'invention n'est nullement limitée à cet exemple mais s'étend à toute variante dans le même esprit. Suivant la figure 2, le dispositif de régulation de la vitesse du monte-et-baisse du chariot comprend essentiellement un régulateur électronique avec son compteur 25, un servomoteur 26 et un micro-commutateur 27. Le régulateur électronique schématisé à la figure 3 et repue senté par 25 à la figure 2 comprenant également le compteur, est composé des éléments suivants - une alimentation basse tension, de préférence stabilisée, - des blocs compteurs à décade, - des blocs décodeurs par éléments logiques, - un bloc retard, - des blocs logiques en fonction et/ou - deux blocs puissances pour alimenter le servomoteur, - un bloc entrée transmettant un signal à fréquence du réseau redressé dans un signal logique, - deux blocs inverseurs qui donnent des signaux complémentaires R' et T' des deux états R et T, des deux micro-commutateurs 27 et 28, - des micro-commutateurs et des boutons-poussoirs, ces divers éléments étant commercialisés entre autres par les firmesACEC, MEULE et BELL TELEPEONE. Le schéma du régulateur électronique et son compteur doivent être interprétés comme suit : les entrées d-es divers circuits représeriEs par des lettres minuscules, par exemple (d) doivent être raccordées aux sorties des divers circuits représentées par des lettres majuscules, par exemple (D). Les signaux complementaires aux entrées et sorties des divers circuits sont indiqués par les mêmes lettres mais affectées d'un accent il y a lieu de- noter que les sorties S,.B, T du schéma de la figure 3 sont raccordées respectivement aux bornes des micro-commutateurs 29, 27 et 28, de la figure 2. Le servomoteur 26 est du type connu pouvant tourner dans leoe deux directions selon le signal correcteur émis par le régulateur électronique. par exemple, on peut utiliser les servomoteurs commercialisés par SIEMENS, ACEC, HONEYIfELL. Suivant les figures 2 et 31 le micro-commutateur 27 est fermé par le contact 30 une première fois lorsque le chariot porte-anneaux atteint sa position supérieure. A ce moment, les signaux Ret X deviennent zéro, ce qui permet au compteur de compter les impulsions données par le réseau En même temps le signal auxiliaire V devient négatif. Après l'ouverture du micro-commutateur 27 un deuxième signal auxiliaire U devient négatif Ces deux signaux sont nécessaires pour différencier la première de la seconde position supérieure du chariot. Après une durée à choisir en fonction du mouvement désiré de monte-et-baisse (vingt cinq secondes par exemple, après la fermeture du micro-commutateur 27) la sortie D du compteur devient négative, ce qui a pour effet de remettre le compteur à zéro par le signal X. Si le signal D du compteur se présente avant la seconde impulsion R du micro-commutateur 27 le bloc puissançe A, alimenté par le signal de correction Y', alimente une borne du servomoteur 26, qui aumoyen d'un jeu d'engrenages 3t et 32, provoque par la vanne hydraulique 2 une augmentation du débit d'huile, ce qui entraîne une accélération du mouvement de monte-et-baisse. Au contraire, si le signal D du compteur se présente après la seconde imrulsion R, du micro-commutateur 27, le- bloc puissance B, alimenté par le signal de correction Z', alimenté l'autre borne du servomoteur qui provoque finalement un abaissement de la vitesse linéaire du mouvement de monte-et-baisse. Le cycle recommence quand le micro-commutateur 27 est enfoncé pour la troisième fois. Cette troisième impulsion du micro-commutateur 27 remet le compteur en marche. La valve hydraulique 2 reçoit donc une correction tous les deux mouvements du chariot. Les dispositifs auxiliaires suivants sont prévus - deux boutons poussoirs M et N indiqués sur le schéma de la figure 3 pour commander le servomoteur de façon manuelle, - deux micro-commutateurs 28 et 29 pour remettre automatiquement la valve hydraulique dans la position initiale après une levée, Du moment que le chariot descend jusqu'au fond, le microcommutateur 28 est enfoncé par le contact 33. A ce moment, le servomoteur 26 fait revenir la valve jusqu'au moment où la flèche 34, montée sur le pignon 32, enfonce le mscro-commutateur-29 qui est monts fixe sur f batí de l'e-tireuse.- Si l'étireuse devait ton ber en panne après la première imnul- sion, le compteur serait mis en marche, et après vingt cinq secondes, par exemnle, l'impulsion de référence commanderait le servomoteur qui pourrait alors bloquer. Une minuterie est prévue pour limiter la durée de cette correction (signal 1). - un interrupteur Q indiqué sur la figure 3, normalement fermé, que l'on ne peut ouvrir qu'après un temps de 25 secondes, par exemple après la mise du régulateur sous tension pour empêcher la mise en route du servomoteur au moment de la mise sous tension L'application d'un tel dispositif de réglage électronique de la vitesse du chariot porte-anneaux sur étireuse-retordeuse permet de maintenir à une valeur donnée et constante le nombre de mouvements de monte-et-baisse par minute. Il est possible d'atteindre une précision de réglage très éle vée. Suivant un exemple de réalisation, un fil Nylon non étiré est traité aur une étireuse-retordeuse d'un type connu, équipée es plus d'une commande électrqnique telle que décrite ci-dessus, et représentée aux figures 2 et 3. Cette étireuse-retordeuse produit du fil Nylon 144 deniers 23 brins. Les mesures effectuées au cours d'une levée ont donné un temps oscillant entre 124,5 et 125,5-secòndes pour 5 mouvements de monte-etbaisse du chariot, ce qui représente une variation de l'ordre de + 0,4 % pour une valeur moyenne choisie de 125 secondes. Les enroulements de fils étirés suivant cette technique sont très réguliers au point de vue serrage et disposition des filaments et ne présentent pas le défaut d'éboulement des spires de fils. Un esEai comparatif effectué sur une étireuse-retordeuse munie d'un dispositif hydraulique à commande mécanique, d'un type connu, a donné un temps de 115 à 132 secondes pour 5 mouvements de monte-et-baisse du chariot soit une variation respective de - 8 % à + 5,6 % par rapport à la valeur choisie de 25 secondes. Les spires des filaments étirés des enroulements obténus sur cette étireuse s'éboulent facilement. Il est évident que de tels enroulements se travaillent difficilement lors des manipulations ultérieures. REVENDICATIONS t) Procédé pour maintenir à une valeur choisie et constante le nombre de mouvements de monte-et-baisse rar minute des chariots porteanneaux sur étireuse-retordeuse caractérisé en ce aue l'on utilise un régulateur électronioue rour la commande de la valve hydraulique qui règle le débit d'huile agissant sur le piston d'entraSnement du chariot porte-anneaux. 2) Procédé suivant 1), caractérisé en ce que l'on utilise un régulateur électronique commandé par un micro-commutateur qui se ferme une première fois lorsaue le chariot porte-anneaux atteint sa position supérieure mettant en marche un compteur électronique réglable à la durée désirée du mouvement de monte-et-baisse et qui se ferme une seconde fois lorsque le chariot porte-anneaux atteint de nouveau sa position supérieure, ledit regulateur donnant un signal de correction proportionnel à l'écart de durée entre le signal de référence dudit compteur électronique et la seconde impulsion dudit micro-commutateur, à un servomoteur commandant la valve hydraulique qui règle le débit d'huile agissant sur la course du piston provoquant le mouvement de monte-et-baisse du chariot porte-anneaux. 3) Dispositif pour maintenir à une valeur choisie et constante le nombre de mouvements de monte-et-baisse par minute des chariots porteanneaux sur étireuse-retordeuse, et caractérisé en ce au'il comprend un régulateur électronique commandé par un micro-commutateur qui se ferme une première fois lorsque le chariot porte-anneaux atteint sa position supérieure, un compteur électronique réglable à la durée. désirée du mouvement de monte-et-baisse et qui se ferme une seconde fois lorsque le chariot porte-anneaux atteint de nouveau sa position supérieure, ledit régulateur donnant un signal de correction proportionnel à l'écart de durée entre le signal de référence dudit compteur électronique et la seconde impulsion dudit micro-commutateur, et un servomoteur commandant la valve hydraulique qui règle le débit d'huile agissant sur la course du piston provoquant le mouvement de monte-et-baisse du chariot porteanneaux. 4) Régulateur électronique utilisé pour maintenir à une valeur choisie et constante le nombre de mouvements de monte-et-baisse par minute des chariots porte-anneaux sur étireuse-retordeuse caracterisé par les éléments suivants combinés - une alimentation basse tension, de préférence stabilisée, - des blocs compteurs à décade, - des blocs décodeurs par éléments 'logiques, - un bloc retard, - des blocs logiques en fonction et/ou - deux blocs puissances pour alimenter le servomoteur, - un bloc entrée transmettant un signal à fréquence du réseau redressé dans un signal logique, - deux blocs inverseurs qui donnent des signaux complémentaires des deux états des deux micro-commutateurs, - des micro-commutateurs et des boutons poussoir 5) Etireuse-retordeuse à dispositif hydraulique de commande du piston d'entratnement du chariot porte-anneaux caractérisé-e en ce qu'elle comprend un régulateur électronique pour la commande de la valve hydraulique. 6) Etireuse-retordeuse à dispositif hydraulique de commande du piston d'entraSnement du chariot porte-anneaux caractérisée par le dispositif suivant la revendication 3 pour maintenir à une valeur choisie et constante le nombre de mouvements de monte-et-baisse par minute des chariots porte-anneaux. 7) Etireuse-retordeuse à dispositif hydraulique de commande du piston d'entratnement du chariot porte-anneaux caractérisée par un régulateur électronique- suivant la revendication 4 pour la commande de la valve hydraulique