Brevet FR2337772A1 — publié le 19770805

ta présente invention concerne un procédé et un dispositif pour détecter automatiquement la présence ou l'absence de fils dans les métiers à filer. Plus particulièrement, la présente invention a trait à des dispositifs qui exécutent une phase du procédé précité et qui utilisent un appareil de detection électronique pouvant être de préférence fixé ou disposé au voisinage de l'oeillet de guide-fil et du mécanisme anti-ballon à l'aide dtun élement de support prévu spécialement, c'est-à-dire que les dispositifs précités peuvent être disposés près du guide-fil à anneau ouvert que le fil rencontre de façon successive lorsqu'il sort de l'étireuse; ces dispositifs peuvent aussi être placés au voisinage de l'anneau de guidage du coulisseau ou poussoir placé sur le banc porte-arneau du metier à filer.En raison du domaine particulier intéressant la demanderesse, le procedé et le dispositif pour détecter automatiquement la présence ou l'absence du fil sera décrit ci-après a propos du cas mentionné ci-dessus, c'est-à-dire du cas dans lequel ils sont appliqués à la détection automatique de la présence ou de l'aDsence du fil dans des métiers à filer, étant bien entendu que cette description ne limite pas l'invention, l'application d'un tel procédé et de tels dispositifs à d'autres machines, plus particulièrement à des machines de préparation de filage où ils permettent la détection d'une manière automatique de la présence ou de l'absence d'étoupes ou de fibres, pouvant être facilement compris par n'importe quel technicien versé en la matière. On sait que, dans les opérations de filage, il se produit un certain pourcentage de ruptures de fils qui peut parfois dépasser une certaine valeur normale prévue à la suite d'un écart de condition de travail par rapport aux conditions optimales de travail. Un tel inconvénient a une répercussion négative sur la productivité et 1 t intervention i7nmediate d'une personne compétente est alors nécessaire pour rétablir les conditions de travail les meilleures possibles. Actuellement, la vérification du fonctionnement des métiers à filer est confiée, comme mentionné ciNdessua, à une personne qui surveille un certain narre prévu de métiers et qui vérifie visuellement les ruptures éventuelles de fils afin de prendre toute mesure appropriée pour rétablir les conditions de filage normales.D'autre part, un échantillonnage statistique du nombre de ruptures de fils est confie à des techniciens d'analyse qui détectent pour un certain nombre de broches (généralement la moitié des broches de la machine) le nombre de ruptures de fils qui se sont produites au cours d'une certaine période. Ce nombre est ensuite rapporté par extrapolation au métier complet ou à un nombre de métiers choisis au préalable. A partir de ces évaluations, on obtient, généralement à l'aide de tableaux et de graphiques tirés des résultats d'études antérieures, le rendement d'un métier, celui du lot traité et d'autres lots. Les données finales sont, de ce fait, bien entendu peut précises et, de plus, elles sont fournies avec un retard d'un ou de deux jours en raison de la nécessité de recueillir les donnees statistiques et de les traiter.En outre, en procédant de la sorte, il n'est pas possible de localiser les broches défectueuses qui, par suite d'imperfections de construction mécanique, sont à l'origine de ruptures de'fils répétées. On connait maintenant un procédé qui constitue une première base de la présente invention et au moyen duquel il est possible d'arriver à détecter rapidement la présence ou l'absence du fil et qui, de ce fait, permet d'intervenir immédiatement pour rétablir les conditions de fonctionnement optimales, le tout étant combiné avec un ensemble d'indications concernant le fonctionnement et le rendement de l'opé- ration complète de filage, la connaissance de ces indications ayant lieu en temps réel. Un tel procédé pour la vérification de métiers à filer des fibres quelconques consiste à détecter la présence ou l'absence d'un fil au moyen de dispositifs de détection électroniques destinés à être installés à des endroits convenables sur les métiers à filer, de préférence à être introduits ou fixés à l'aide d'un élément de support approprié ou bien installé au voisinage des guide-fils à anneaux ouverts (ctest-à-dire l'oeillet et le dispositif antiballon) en correspondance avec chaque broche ou au voisinage de l'anneau de guidage du coulisseau ou poussoir placé sur le banc porte-anneaux, puis à envoyer les signaux fournis par les dispositifs de détection électroniques à un système de balayage qui les utilise de façon séquentielle et, enfin, à relier les dispositifs de détection à un système d'emmagasinage et de traitement de données. Selon le procédé précité, il est possible d'obtenir très rapidement une multitude d'indications comme, par exemple, le nombre et la position des broches dans lesquelles se sont produites les ruptures de ils ainsi que le temps pendant lequel ces broches n'ont pas fonctionnées avec la perte de production qui en résulte.Si ce temps est supérieur à une valeur normale prévue, on peut supputer que les raisons systématiques de. la rupture proviennentde défauts mécaniques des broches individuelles que l'on localise ainsi en vue d'une intervention de dépannage et d'entretien. I1 est ainsi possible de calculer le rendement pour la totalise de la rangée ainsi que pour la section d'atelier ou pour la chaine de fabrication ou encore pour la machine ainsi que pour l'opérateur ou pour le type de fibres en cours de traitement, etc... On peut également donner une indication pour la levée des bobines, c' est-à-dire indiquer aux opérateurs quand il est nécessaire d'agir pour évacuer. la production. Un autre objet de l'invention réside dans les détecteurs électroniques qui sont réalisés d'une manière originale et qui peuvent être appliqués au procédé de détection precité. Ces détecteurs électroniques, selon un premier mode de réalisation de la présente invention, peuvent être installés dans les guide-fils intercalés entre les zones d'étirage et le banc porte-anneaux du metier à filer. Dans un autre mode de réalisation, ils peuvent être placés au voisinage de l'anneau de guidage du coulisseau ou poussoir ou encore directement à l'avant du métier à filer en correspondance avec chaque broche. Pour mieux faire comprendre la présente invention, on va décrire les dispositifs de détection en se référant au dessin, dont quelques unes des figures concernent l'oeillet, et en étendant l'application au dispositif anti-ballon; sur. le dessin: les fig. 1, 2, 3, 4, 5 montrent des dispositifs qui utilisent des détecteurs d'un type piézoélectrique; les fig. 6, 7, 8, 9 montrent des dispositifs qui utili- sent des détecteurs du type photoélectrique; les fig. 10 et il montrent des dispositifs qui utilisent des détecteurs du type triboélectrique; les fig. 12 et 13 montrent des dispositifs qui utilisent des détecteurs du type vibrant; la fig. 14 montrent un dispositif qui utilise un détecteur du type à capacité; les fig. 15 et 16 montrent des dispositifs qui utilisent des détecteurs détectant des charges électrostatiques; les fig. 17 et 18 montrent un dispositif qui utilise des détecteurs du type électromagnétique;; la fig. 19 montre un dispositif qui utilise des détecteurs photoélectriques dans le cas où ces derniers sont appliqués au coulisseau ou poussoir; la fig. 20 montre un dispositif qui utilise des detec- teurs électromagnétiques dans le cas cas encore où ces derniers sont appliqués au coulisseau ou poussoir. En se référant maintenant particulièrement à la fig. 1, il convient de supposer que, pour un meilleur fonctionnement du dispositif, les guide-fils contiennent le détecteur lequel est encastré, par exemple, dans l'épaisseur de leur paroi à une position appropriée de manière que les meilleures conditions d'application soient offertes, que les opérations de fabrication ne se trouvent perturbées en aucune façon et qu'une vérification sure de la présence ou de l'absence du fil soit permise. Le fil, en fait, au fur et à mesure qu'il est tiré par l'élément sur lequel il est en cours d'envidage, glisse dans l'anneau du guide-fil et- tourne simultanément dans un plan perpendiculaire à sa rotation et, en raison de l'effet de la force centrifuge résultant de la vitesse angulaire élevée (6000 à 15.000 tr/mn), il est maintenu tangent à la surface interne desdits anneaux.Pour cette raison, on installe le détecteur piézoélectrique à un endroit tangent au fil. A chaque tour du fil, il se produit une impulsion qui peut être utilisée pourdétecter la présence ou l'absence du fil. En fait, à chaque tour, le fil heurte un corps 1 en céramique dont ia surface, destinee à venir en contact avec le ril, est spécialement polie. Le corps 1 est noyé dans l'épaisseur de l'anneau 2 de guidage de fil, une de ses extrémités étant fixée rigidement au moyen d'un ciment approprié à une plaque 3 d'un type piézoélectrique bilame.. Les extrémités de la plaque 3 sont fixées rigidement à la surface extérieure de l'anneau de guidage de fil et la plaque complète est en outre protégée et isolée par des résines élastiques t La fig. 2 montre une variante du dispositif décrit cidessus.Dans ce cas, la plaque piézoélectrique 1 est en fait capable de détecter les vibrations transférées par le mouvement du fil sur la tige 2 dans la région de celle-ci où sa rigidité est inférieure par suite de l'insertion de la plaque 1 elle-même. La fig. 3 montre une autrevariante du dispositif considéré, variante dans laquelle la plaque piézoélectrique 1 est insérée dans une encoche appropriée ménagée à travers l'anneau de guide-fil et non pas sur la tige et, en outre, de cette façon les vibrations transmises par le mouvement du fil sont détectées. Les vibrations précitées peuvent aussi être recueillies, comme représenté sur la fig. 4, par une plaque piézoélectrique 1 disposee sur la tige 2 du guiderfil et cette plaque piézoélectrique 1 fait corps sur une de ses faces, avec la tige 2 et, sur son autre face, avec une broche 3 qui fait partie du support de guide-fil. Une variante supplémentaire d'un tel système de détection est basée sur l'insertion du détecteur piézoélectrique dans un plan de section transversale de la tige du guidefil, comme représenté sur la fig. 5, ou le détecteur piézoélectrique 1 met en contact mutuel les sections 2 et 2' du guide-fil. La fig. 6 montre le dispositif qui utilise des détecteurs photoélectriques. Un tel dispositif est disposé à cheval sur le fil et le rayon émis par l'émetteur est intercepté deux fois par le fil pendant le mouvement de rotation de ce dernier et, par conséquent, le détecteur fournit un train d'impulsions. La rupture d'un fil est accompagnée d'une variation dans les signaux fournis clest-à-dire que le train d'impulsions se transforme en un signal non pulse). Plus particulièrement, la fig. 6 montre l'émetteur 1 et le récepteur 2 qui sont installés sur une fourche fixée à la tige du guide-fil. La fig. 7 montre une variante de ce dispositif dans lequel on introduit l'émetteur 1 et le récepteur 2 dans l'oeillet du guide-fil toute maintenant le contour optimal de la surface interne. La fig. 8 montre un dispositif de détection qui utilise le système de réfraction de faisceaux émis et que l'on peut installer sur le support et la tige du guide-fil ou bien encore directement sur l'avant du métier à filer, cela en correspondance avec chaque fil. Ici,~l'émetteur 1 et le récepteur 2 détectent la présence ou l'absence du fil au moyen de la réfraction assurée par le fil lui-même. La fig. 9 montre une variante d'un tel système oQ l'émetteur 1 et le récepteur 2 sont encastrés dans le meme élément de support. La fig. 10 montre un dispositif qui utilise des détecteurs triboélectriques. Dans ce cas, l'anneau du guide-fil est revêtu d'une matière triboélectrique et le signal de nature électrostatique produit par le fil sur le revêtement de l'anneau est prélevé La rupture du fil est détectée par l'absence dudit signal. D'une façon plus particulière, la fig. il montre une coupe transversale d'un tel guide-fil et sur cette coupe on peut voir l'âme en acier du guide-fil 1, une couche isolante 2, l'électrode 3 servant à prelever le signal, la couche conductrice 4 et la couche 5 de matière triboélectrique qui est en contact direct avec le fil. La fig. 12 montre un dispositif de détection qui utilise un détecteur du type à vibrations sonores, c'est-à-dire un détecteur qui est sensible aux vibrations et aux variations desdites vibrations. D'une façon plus particulière, le détecteur 1 détecte les vibrations sonores produites par le fil au cours de son mouvement de rotation à vitesse élevée et de son mouvement de translation. La fig. 13 montre une variante de ce dispositif. De façon plus particulière, cette variante comprend un émetteur 1 d'onde d'une fréquence déterminée et un récepteur 2. Le fil, en passant, crée une altération des signaux reçus par rapport à ceux émis par l'émetteur 1. Une rupture éventuelle du fil entralne la disparition de l'action perturbatrice mentionnée et, de ce fait, le système est capable de détecter la présence ou l'absence du fil, La fig. 14 montre un dispositif de détection qui utilise des détecteurs du type capacitif, c'est-à-dire sensible à la variation de la constante diélectrique du milieu air/fil intercalé entre les deux plaques 1. Les fig. 15 et 16 montrent des dispositifs de détection qui utilisent des détecteurs capables de détecter des charges électrostatiques. Ces détecteurs enregistrent une correspondance mutuelle entre la présence de charges électrostatiques et la présence du fil. Ces charges sont dues à l'action de frottement de la fibre sur les fibres environnantes en raison de l'accunulation des charges qu'entrainent la traction et la torsion ou la combinaison desdites charges avec les charges émises par un générateur de charges approprié de manière à rendre la quantité de charges uniforme pour les diverses fibres textiles. De façon plus particulière, la fig, 15 montre le détecteur 1 qui détecte de telles charges. La fig. 16 représente sous une forme schématique ur.e vue en plan et en perspective d'un dispositif qui utilise un émetteur de charges 1 avec le détecteur 2; ce -dernier, placé au voisinage immédiat de l'émetteur 1, détecte à la fois les charges présentes sur le fil et celles induites par l'emet- teur 1. La fig. 17 montre un dispositif de détection qui est sensible à la variation du champ magnétique présent dans l'intervalle formé entre la surface 1 du guide-fil qui est le siège des vibrations et la surface du détecteur 2, le détecteur électromagnétique étant placé au voisinage immédiat de cet intervalle. La coupe transversale A'-A' du dispositif est représentée sur la fig. 18 ot apparaissent la tige 1 du guide-fil et le- détecteur électromagnétique. La fig. 19 montre un dispositif pour la commande photoélectrique du détecteur. Ce dispositif est installé sur le banc porte-anneaux et commande la rotation du poussoir ou coulisseau qui, entraîné par le fil, glisse, avec une vitesse angulaire qui est légèrement inférieure à celle de la broche, sur l'anneau de guidage en acier prévu spécialement. Lefaisceau émis par le photoémetteur 1 est réfléchi par la surface polie de l'anneau 2 en direction du détecteur 3. A chaque tour du poussoir ou coulisseau 4, l'interception du faisceau donne naissance à une impulsion appliquée au détecteur. La présence du fil est-alors détectée par un train d'impulsions.Lorsque le fil se rompt, le poussoir ou coulisseau, qui n'est plus entraîné, est arrêté et le détecteur n'émet plus d'impulsions de sorte que l'absence du fil est décelée, La fig. 20 illustre un dispositif de commande électronique pour le poussoir ou coulisseau. Ce dispositif de détection est installé dans le banc porte-anneaux en correspondance avec chaque broche et comprend essentiellement un détecteur électromagnétique 1 disposé une faible distance de l'anneau. A chaque passage du poussoir ou coulisseau 2 en acier devant le detecteur 1, il se produit une variation de la réluctance magnétique qui est de ce fait détectee par le détecteur 1. L'absence du fil est indiquée par l'absence du train d' impulsions. Dans les dispositifs susvisés les signaux recueillis sont acheminés par un câble blindé. 11 est bien entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre purement illustratif et non limitatif et que des variantes ou des modifications peuvent y être apportes dans le cadre de la présente invention dont l'éten- due est définie par les revendications ci-annexées. REVENDICATIONS 1. Procédé paur la détection automatique de la présence ou de l'absence du fil dans des métiers à filer des fibres, caractérisé par le fait qu'il consiste à détecter la présence du fil au moyen de détecteurs électroniques que l'on installe à un endroit approprié sur les metiers à filer, que l'on insère ou fixe de préférence à l'aide d'éléments de support au voisinage des guide-fils à anneaux ouverts (oeillet et dispositif anti-ballon') en correspondance avec chaque broche ou au voisinage de l'anneau de guidage du poussoir placé sur le banc porte-anneaux, puis à envoyer les signaux arrivant des détecteurs électroniques à un système de balayage qui les analyseséquentiellement et à brancher ensuite les dispositifs de balayage précités à un système d'emmagasinage de traitement de données. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que les détecteurs électroniques sont des détecteurs du type piézoélectrique, photoélectrique, triboélectrique, vibrant, capacitif, électrostatique, électromagnétique. 3. Guide-fil à anneau ouvert caractérisé par le fait qu'on y a encastré, dans une perforation ménagee sur l'épais- seur dudit guide-fil r un détecteur piézoélectrique constitué par un barreau de matière céramique dont une des extrémités se trouve à une position tangentielle à la surface interne de l'anneau du guide-fil et dont l'autre extréite est fixée à une plaque piézoélectrique bilame, les extrémités de cette plaque étant en outre fixées rigidement à l'anneau du guidefil et sa surface externe étant protégée et isole par des résines élastiques, un câble blindé étant utilisé pour transférer les signaux. 4. Guide-fil à anneau ouvert comprenant, dans une encoche longitudinal ménagée dans sa tige, un détecteur piézoélectrique bilame dont les extrémités sont fixées à ladite tige et dont la surface extérieure est protégée et isolée par des résines élastiques, un câble blindé étant utilisé pour transférer les signaux. 5. Guide-fil à anneau ouvert caractérisé par le fait qu'à l'intérieur de ltorgane supportant la tige dudit guidefil est encastré un détecteur piézoélectrique bilame dont une partie est fixée à une encoche formée dans l'extrémité de la tige et dont l'autre partie est fixée à l'élément de support précité au moyen de résine élastique telle que des résines de charge ou à l'aide d'un système de blocage à vis pour empêcher la tige de glisser, un câble blindé étant utilisé pour acheminer les signaux. 6. Guide-fil à anneau ouvert caractérisé par le fait qu'il utilise un détecteur triboélectrique formé par un noyau en acier recouvert par une couche d'une matière isolante sur laquelle est placée, dans la partie de la tige, une bague de matière conductrice formant l'électrode utilisée pour prélever les signaux, la couche isolante de ladite bague étant revêtue par une matière conductrice sur laquelle, à son tour, est déposée la couche de matière triboelectrique,