Brevet FR2064444A1 — publié le 19710723

i 2064441 La présente invention est relative aux procédés et aux dispositifs pour le retordage étiré pu étirage-retordage de fils ou de filaments, dans lesquels les fils ou les filaments sont soumis à un étirage dans une zone d'étirage puis enroulée au 5 moyen d'un anneau et d'un curseur sur une bobine tournante portée par une broche menée, et elle concerne plus particulièrement de tels procédés et dispositifs pour l'étirage-retordage dans lesquels le diamètre de la bobine formée augmente de façon continue pendant l'enroulement . 10 II est connu, dans les machines pour l'étirage-retordage destinées au traitement continu de filaments de matières synthétiques , que, lorsque le fil est amené à une vitesse constante à un corps de bobine au moyen d'un anneau et d'un curseur alors que la vitesse de la broche reste constante, la vitesse du 15 curseur et du ballon augmente de façon directement proportionnelle à l'augmentation du diamètre de la bobine de fil formée sur le corps de bobine . Cette augmentation de la vitesse du curseur et du ballon à un effet direct sur la tension du fil traité, qui peut devenir si grande qu'elle a un effet nuisible à la fois 20 sur la qualité du fil et sur la bobine en cours de formation . De plus, la vitesse du curseur peut devenir si élevée qu'elle provoque une usure excessive et la brûlure du curseur, ou le dépôt de matière du curseur sur les surfaces de l'anneau, ce qui se traduit par le mauvais fonctionnement du curseur sur l'an-25 neau . Il a été proposé, jusqu'à présent, de réduire lentement la vitesse de la broche pendant la formation d'une bobine de fil sur le corps de bobine afin d'obtenir ainsi des conditions d'enroulement oui s'approchent de celles assurant soit une tension 30 constante du fil soit, si nécessaire, une vitesse constante du ballon. Des essais ont démontré qu'une diminution progressive de la vitesse de la broche depuis le début jusqu'à la fin de la formation d'une bobine de fil ne produit pas une allure -convenable ou idéale de la tension du fil en fonction du temps , surtout 35 lorsque des corps de bobine sous forme de tubes de faible diamètre travaillent dans des anneaux déterminant le diamètre maximal admissible des bobines terminées . Dans ces conditions, l'angle formé par le fil au curseur , c'est-à-dire l'angle formé entre la trajectoire du fil de la périphérie de la bobine vide et le 40 curseur et la trajectoire de ce fil du curseur au guide d'entrée 70 37335 2 2064444 du ballon, devient très aiiu , et provoque une résistance supplémentaire , par frottement, au mouvement du fil à travers le curseur . Cette résistance supplémentaire résultant du frottement fait augmenter la tension du fil considérablement au-dessus de la tension qui résulte normalement de l'action du curseur sur l'anneau, des forces centrifuges et de la résistance de l'air sur le fil ballonnant . Le but de l'invention est de réaliser un procédé perfectionné et un dispositif pour l'étirage-retordage de fils et de filaments textiles dans lesquels 1'inconvénient cité ci-dessus est évité . Suivant l'une des caractéristiques de l'invention, un procédé pour 1'étirage-retordage de fils ou de filaments textiles, dans lequel les fils ou filaments sont soumis à un étirage dans une zone d'étirage puis enroulés au moyen d'un anneau et d'un curseur sur une bobine tournante portée par une broche menéepour former une bobine dont le diamètre augmente de façon continue pendant l'enroulement , est caractérisé en ce que la broche est astreinte à suivre un programme prédéterminé, dans lequel, au début de la formation d'une bobine, la broche tourne tout d'abord à une vitesse inférieure à une vitesse maximale prédéterminée , dans lequel la vitesse de la broche augmente ensuite progressivement jusqu'à ladite vitesse maximale Dendant une partie initiale de la formation de la bobine, et dans lequel la vitesse de la broche diminue ensuite graduellement pendant la totalité ou une partie du temps restant pour la formation de la bobine . Suivant une autre caractéristique de l'invention, un dispositif pour 1''étirage-retordage de fils ou de filaments comprend des moyens d'étirage de fils ou de filaments, une broche rotative, un anneau et un curseur au moyen desquels les fils ou filaments amenés par lesdits moyens d'étirage sont enroulés sur un corps de bobine rotatif sur la broche en vue de la formation d'une bobine sur ce corps, le diamètre de ladite bobine augmentant de façon continue pendant l'enroulement, et des moyens pour le réglage de la vitesse de rotation de la broche sous l'action d'un élément définissant un programme prédéterminé pour la vitesse de la broche, l'action de cet élément étant telle que la broche tourne à une vitesse inférieure à une vitesse maximale prédéterminée pendant le début de la formation d'une bobine, augmente progressivement en vitesse jusqu'à ce qu'elle atteigne la vitesse maxi 70 37335 3 2064444 maie, pendant une partie initiale de la formation de la bobine, et diminue ensuite graduellement en vitesse pendant la totalité ou une partie du temps restant pour la formation de la bobine . D'autres caractéristiques de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre , donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif, ainsi que des dessins annexés dans lesquels : la Fig.l est une vue en perspective schématique d'un dispositif pour l'étirage-retordage suivant l'invention ; la Fig.2 est un graphique représentant la variation programmée de la vitesse de la broche pendant la formation d'une bobine sur le dispositif d'étirage-retordage représenté sur la Fig.l ; la Fig.3 est une vue en élévation latérale d'une bobine formée par le dispositif d'étirage-retordage représenté sur la Fig.l, la formation de la bobine étant commandée conformément au programme pour la vitesse de la broche représenté sur la Fig.2 j la Fig.4 est un schéma synoptique d'un groupe de commande pour les rouleaux d'étirage et d'alimentation et pour la broche du dispositif d'étirage-retordage représenté sur la Fig.l ; la Flg.5 est une vue en plan schématique d'une came destinée au groupe de commande représenté sur la Fig.4. Comme représenté sur la Fig.l, du fil non étiré Y, formé par des filaments synthétiques continus, est dévidé d'une bobine 1 d'un râtelier à travers un oeillet 2, et est passé sur une tige de renvoi 3 ayant pour but de produire une prétension dans le fil. Le fil Y passe ensuite à travers 1'intervalle formé entre un rouleau d'alimentation 4 et un rouleau de pressage 5, puis entoure en plusieurs boucles successives un rouleau d'étirage supérieur chauffé 6 et un rouleau de séparation 7. La vitesse périphérique du rouleau d'étirage supérieur 6 est plus grande que la vitesse périphérique des rouleaux 4 et 5 , afin de produire un effet d1 étirage sur le fil . Le fil Y est ensuite soumis à un étirage supplémentaire en passant sur une plaque chauffée 8 puis, en plusieurs boucles successives, autour d'un rouleau d'étirage inférieur 9 et d'un rouleau de séparation 10 .L'étirage du fil est obtenu en donnant une vitesse périphérique plus grande au rouleau d'étirage inférieur 9 qu'au rouleau d'étirage supérieur 6. Après l'étirage , le fil passe à travers un guide d'entrée 11 et un anneau 12 pour le contrôle du ballon pour être enroulé sur une bobine 13 au moyen d'un organe comprenant un anneau et un BAD OR^lHAL 70 37335 4 2064444 curseur 14. La rotation de la broche 15 est produite au moyen d'une bande d'entraînement 16 qui est en contact avec une poulie 17 qui commande la broche . La Fig.4 représente un groupe de commande, décrit ci-après, 5 pour les rouleaux d'étirage 6 et 9 et le rouleau d'alimentation 4, ainsi que pour la broche 15. Ce groupe de commande comprend un premier moteur électrique à courant continu 111 -désigné ci-après comme "moteur des rouleaux d'étirage" - qui est destiné à entraîner les rouleaux d'étirage 6 et 9 et le rouleau d'alimen-]_0 tation 4, et un second moteur électrique à courant continu 112-appelé ci-après "moteur de broche" - qui est destiné à l'entraînement de la broche 15. Le groupe comprend un dispositif commun pour la régulation des tensions d'induits des deux moteurs 111 et 112, et un dispositif de régulation des tensions d'excitation 15 appliquées aux deux moteurs . Le dispositif de régulation des tensions d'excitation comprend des moyens automatiques pour le réglage de la tension d'excitation du moteur de broche 112 au moyen d'une came rotative 121 qui effectue une révolution pendant chaque formation d'une bobine et qui présente un profil contre 20 lequel s'applique un élément pour la régulation de la tension d'excitation appliquée au moteur de broche . Le profil de la came rotative 121 est représenté sur la Fig.5* et ce profil est tel qu'il assure la variation de la vitesse de la broche pendant toute la formation de la bobine , con-25 formément au programme représenté sur la Fig.2, pour une vitesse d'alimentation constante du fil, depuis le rouleau d'étirage 9> de 915 m./mn . Conformément au programme, la broche est entraînée , au début de la formation d'une bobine, à une vitesse de 8250 t/mn, ce qui est inférieur à la vitesse maximale prédéterminée et pro-30 grammée de 8350 t/mn ; la vitesse de la broche est ensuite augmentée pendant une période de 60 mm, au cours d'une partie initiale de la formation d'une bobine , jusqu'à la vitesse maximale programmée , et cette vitesse est ensuite diminuée graduellement pendant une période de 730 mn au cours du reste de la formation de 35 la bobine dont le temps de production total est de 790 mn. Par la régulation de la vitesse de la broche conformément au programme représenté sur la Fig.2, on obtient non seulement un démarrage plus facile pour la formation de chaque bobine ,mais également une atténuation des problèmes d'abrasion du fil au début 40 de la formation de la bobine en raison de l'amélioration de la régulation de la tension . 70 37335 5 2064444 Le programme représenté sur la Fig.2 assure une tension constante du fil depuis le début jusqu'à la fin de la formation de la bobine, e^i ce programme est appliqué à la réalisation de la bobine particulière représentée sur la Fig.3> mais il va de soi 5 que le programme peut être varié en vue d'une adaptation à d'autres circonstances particulières . Comme représenté sur la Fig.4, les enroulements d'induit de chacun des moteurs 111 et 112 sont branchés en parallèle à une borne de sortie de courant continu 113 d'un redresseur commandé 10 au silicium SCRl , à une borne d'entrée 114 duquel est appliquée une tension alternative à partir d'une source de tension 115 reliée au secteur . Le redresseur SCR1 comprend un premier élément de commande réglable ( non représenté) à l'aide duquel la tension continue sur la b.Qrne de sortie 113 du redresseur peut être ré-15 glée à l'avance en vue de l'obtention de vitesses fondamentales de marche pour les deux moteurs 111 et 112 , et un second élément de commande réglable ( non représenté) qui peut être commuté entre deux positions , dans une desquelles, il donne naissance à une tension d'induit assurant une vitesse de ralenti pour les deux 20 moteurs 111 et 112 , qui a pour but de faciliter l'enfilage des fils dans la machine , tandis que, dans l'autre position, la tension d'induit asgjœe. les vitesses fondamentales de marche désirées des deux moteurs ; la commutation de la vitesse de ralenti à la vitesse de marche étant effectuée automatiquement par l'au-25 tre élément de commande pendant un intervalle de temps prédéterminé qui peut être compris, par exemple , entre 10 et 30 secondes . L'arbre de sortie du moteur 111 des rouleaux d'étirage est accouplé à une génératrice tachymétrique 17 dont la sortie est reliée au redresseur SCR1 sous forme d'un signal de contre-réaction , 30 afin de former une commande d'induit à boucle fermée pour le moteur 111. La tension pour les enroulements d'excitation du moteur 111 des rouleaux d'étirage est également prélevée par le redresseur SCR1, à la borne de sortie 116, et un troisième élément de comman-35 de 118 est prévu pour la variation manuelle de la tension continue d'excitation sur cette borne . Les enroulements d'excitation du moteur 112 de broche sont alimentés par une tension continue d'excitation qui est obtenue d'une borne de sortie 119 d'un second redresseur commandé au si-40 licium SCR1 , dont une borne d'entrée 120 est raccordée au bloc 70 37335 6 2064444 d'alimentation à courant alternatif 115. Le second redresseur SCR2 est équipé d'un élément de commande de la tension d'excitation ( non réprésenté) qui peut être ajusté en vue de la variation de la tension continue d'excitation apparaissant sur la borne 119 5 et appliquée au moteur de broche 112. L'élément de commande de la tension d'excitation du redresseur SCR2 comprend un potentiomètre linéaire dont le curseur est appliqué contre le profil de la came 121 et est déplacé par celle-ci . L'arbre de sortie du moteur de broche 112 est accouplé à une génératrice tachymétrique 122 qui 10 produit un signal de contre-réaction qui est ramené au second redresseur SCR2 , en opposition à la tension d'excitation programmée, afin de former une commande d'excitation à boucle fermée pour le moteur 112 . . Pour un ensemble prédéterminé de conditions de fonctionnels ment de la machine, la vitesse fondamentale de marche est tout d'abord réglée par un réglage global de la tension d'induit au moyen de l'élément de commande de la tension d'induit du premier redresseur SCRl . La différence nécessaire entre les vitesses du moteur des rouleaux d'étirage et dmaateur. de . hroche est ensuite 20 obtenue par le réglage manuel de l'élément de commande de la tension d'excitation du redresseur SCRl, ce qui se traduit par un changement de la vitesse du moteur 111 entraînant les rouleaux d'étirage .La came appropriée 121, comme représentée sur la Fig.5, pour la régulation de la tension, d'excitation du ;ffloteur de broche 25 112 est montée afin de produire la variation nécessaire de la vitesse de la broche pendant la formation de la bobine ; la machine est alors prête pour le fonctionnement . Lors du d'émarragë de l'a machine, l'élément de commande de la vitesse de ralenti est actionné en réponse à un signal provenant 30 d'un organe de commande CU de la machine, de sorte que cette dernière tourne à une vitesse de ralenti, pour l'enfilage des fils . Après cet enfilage , l'élément de commande de la vitesse de ralenti est commuté et la machine est automatiquement amenée, de façon contrôlée , jusqu'à sa vitesse de marche normale . La came 121 35 qui commande la tension d'excitation du moteur de broche 112 commence automatiquement sa rotation et détermine le programme de la vitesse de la broche pendant toute la formation de la bobine . La vitesse fondamentale de marche de la machine est toujours fixée par le moteur 111, entraînant les rouleaux d'étirage , ce 40 qui détermine la vitesse d'alimentation de fil aux broches . 70 37335 7 2064444 L'élément de commande de la vitesse de ralenti est de préférence réglable entre 25 et 100 t/mn, bien que la précision du réglage de cette vitesse ne soit pas importante . Le couplage électrique des induits des deux moteurs 111 et 112 5 a po]ur effet que les mécanismes d'entraînement de la broche , du rouleau d'alimentation et des rouleaux d'étirage accélèrent en conservant à peu près le même rapport de vitesses, et d'une façon certainement satisfaisante pour des mécanismes d'entraînement d'une étireuse-retordeuse . Lors de la décélération, la force contre-10 électromotrice produite par les deux induits assure le maintien convenable du rapport des vitesses . Une résistance 123 est montée dans le circuit d'induit du moteur 111 des rouleaux d'étirage afin que les broches puissent prendre de l'avance lors du démarrage; cette résistance est court-15 circuitée automatiquement lorsque les moteurs atteignent leur vitesse de rotation normale . Une résistance 124 produit le freinage dynamique des moteurs 111 et 112 lors de la décélération ; cette résistance est branchée automatiquement entre les induits des deux moteurs en réponse 20 à un signal de l'organe de commande CU lorsque l'alimentation électrique de la machine est coupée . Les commutateurs de surcharge 125 et 126 sont montés dans les circuits des induits des deux moteurs 111 et 112 , et peuvent être réarmés par un signal de l'organe de commande CU. 25 Dans le mode de réalisation de l'invention qui vient d'être décrit, le programme de la vitesse de la broche est du type dans lequel la vitesse de la broche est augmentée pendant une partie initiale de la formation qui représente environ 7% de la durée totale de la formation de la bobine .Pour certaines applications, 30 il peut être souhaitable de réduire cet intervalle de temps à environ de la durée totale de la formation d'une bobine, auquel cas une came ayant la forme représentée sur la Fig.5 peut être utilisée , mais dans laquelle la partie du début de la rampe , s'étendant sur un angle de 27° dans l'exemple qui vient d'être 35 décrit , est remplacée par une partie correspondante qui s'étend seulement sur un angle de 15°. Le programme pour la vitesse de la broche est normalement choisi par l.'utilisateur de l'étireuse-retordeuse , en vue de l'adaptation au traitement d'un fil particulier , et le temps pendant lequel s'effectue la formation de la 40 partie initiale de la bobine varie en fonction du nombre de de 70 37335 8 2064444 niers de fil traité . C'est pourquoi une came ayant le profil approprié est réalisée spécialement en fonction des besoins de l'utilisateur . 70 37335 9 2064444 REVENDICATIONS I - Procédé pour l'étirage-retordage dé fils ou de filaments textiles, dans lequel les fils ou filaments sont soumis à un étirage dans une zone d'étirage puis enroulés au moyen d'un anneau et 5 d'un curseur sur une bobine tournante portée par une broche menée pour former une bobine dont le diamètre augmente de façon continue pendant l'enroulement, caractérisé en ce qu'il comprend une opération qui consiste à faire tourner la broche suivant un programme prédéterminé, dans lequel, au début de la formation d'une bobine, 10 la broche tourne tout d'abord à une vitesse inférieure à une vitesse maximale prédéterminée, dans lequel la vitesse de la broche augmente ensuite progressivement jusqu'à ladite vitesse maximale pendant une partie initiale de la formation de la bobine, et dans lequel la vitesse de la broche diminue ensuite graduellement pendant la tota-15 lité ou une partie du temps restant pour la formation de la bobine. 2 - Procédé suivant la revendication I, caractérisé en ce que la programme est tel que la vitesse de la broche augmente pendant ladite partie initiale de la formation, au cours d'un intervalle de temps ne représentant pas moins de 4 % de la durée totale de la 20 formation d'une bobine. 3 - Procédé suivant la revendication I, caractérisé en ce que le programme est tel que la vitesse de la broche augmente pendant ladite partie initiale de la formation, au cours d'un intervalle de temps représentant pas moins de 7 % de la durée totale de la for- 25 matlon d'une bobine. ^ - Procédé suivant l'une quelconque des revendications I à J>, caractérisé en ce que la vitesse de la broche augmente pendant la partie initiale de la formation, au cours d'un intervalle de temps d'une heure ou davantage. 30 5 - Procédé suivant l'une quelconque des revendications I à 4, caractérisé en ce que la vitesse de la broche diminue pendant la totalité de ladite partie restante de la durée de formation de la bobine. 6 - Procédé suivant l'une quelconque des revendications pré-35 cédentes, caractérisé en ce que la vitesse de la broche augmente à un taux constant pendant ladite partie initiale de la formation, et diminue à un taux constant pendant la totalité de ladite partie restante de la formation de la bobine. 7 - Procédé suivant l'une quelconque des revendications pré-40 cédentes, caractérisé en ce que les fils ou filaments étirés sont 70 37335 10 2064444 délivrés à une vitesse constante depuis ladite zone -"'étirage. 8-Procédé suivant la revendication 7> caractérisé en ce que ladite vitesse d'alimentation est égale ou à peu près égale à 915 m/mn, et en ce que le programme de la vitesse de' la broche 5 correspond à peu près à celui représenté à lâ F'ig.2 des des sins 9-Dispositif pour l'étirage-retordage de fils ou de filaments, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens d' étirage de fils ou de filaments , une broche rotative , un anneau et un curseur au 10 moyen desquels les fils ou filaments amenés par lesdits moyens d'étirage sont enroulés sur un corps de bobine tournant sur la broche en vue de la formation d'une bobine sur ce corps , le diamètre de ladite bobine augmentant dè façon continue pendant l'enroulement et des moyens de réglage de la vitesse de rotation 15 de la broche sous l'action d'un élément définissant un programme prédéterminé pour la vitesse de la broche , l'action de cet élément étant telle que la broche tourne à une vitesse inférieure à une vitesse maximale prédéterminée pendant le début de la formation d'une bobine, augmente progressivement en vitesse jusqu'à 20 ce qu'elle atteigne la vitesse maximale pendant une partie initiale de la formation de la bobine , et diminue ensuite graduellement en vitesse pendant la totalité ou une partie du temps restant pour la formation de la bobine . 10-Dispositif suivant la revendication 9* caractérisé en ce 25 que ledit élément de programmation définit un programme de la vitesse de la broche dans lequel cette vitesse augmente pendant -ladite partie initiale de la formation,au cours d'un intervalle de temps représentant pas moins de de la durée totale de la formation de la bobine . 30 11-Dispositif suivant la revendication 8, caractérisé en ce que ledit élément de programmation définit un programme de la vitesse de la broche dans lequel cette vitesse augmente pendant ladite partie initiale de la formation , au cours d'un intervalle de temps représentant pas moins de de la durée totale de la 35 formation de la bobine . 12-Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que ledit élément de programmation définit un programme de la vitesse de la : broche dans lequel cette vitesse augmente pendant ladite partie initiale de la formation , 40 au cours d'un intervalle de temps d'une heure ou davantage . 8AD ORIGINAL 70 37335 11 2064444 13-Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 9 à 12, caractérisé en ce que ledit élément de programmation définit un programme de la vitesse de la broche dans lequel cette vitesse diminue pendant la totalité de ladite partie restante 5 de la formation de la bobine . 14-Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 9 à 13, caractérisé en ce que ledit élément de programmation de la vitesse définit un programme de la vitesse de la broche dans lequel cette vitesse augmente à un taux constant pendant ladite 10 partie initiale de la formation, et diminue à un taux constant pendant la totalité de ladite partie restante de la formation de la bobine . 15-Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 9 à 14, caractérisé en ce que lesdits moyens d'étirage de fils ou 15 de filaments sontconçus pour fournir des fils ou des filaments étirés à une vitesse d'alimentation constante . 16-Dispositif suivant la revendication 15, caractérisé en ce que ledit élément de programmation définit un programme de la vitesse de la broche qui correspond à peu près à celui représenté 20 sur la Fig.2 du dessin annexé, et en ce que ledit dispositif d'étirage est conçu de telle manière que la vitesse d'alimentation des fils ou filaments étirés soit égale ou à peu près égale à 915 m/mn. 17-Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 25 9 à 16, caractérisé en ce que ledit élément de programmation de la vitesse est monté de façon amovible dans sa position de tra -vail, comme une partie des moyens de régulation de la vitesse, de sorte qu'il peut être remplacé par un autre élément de programmation de la vitesse qui définit un autre programme prédéterminé 30 de la vitesse de la broche . 18-Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 8 à 17, caractérisé en ce que ledit élément de programmation est formé par une came rotative qui effectue une révolution pendant chaque formation d'une bobine, et en ce que ledit élément présente 35 un profil représentant ledit programme et s'appliquant, contre un élément de commande desdits moyens de commande de la vitesse de la broche pour faire varier cette vitesse conformément audit programme.