Brevet FR2435024A1 — publié le 19800328

La présente invention concerne un dispositif de mesure de la tension d'un fil destiné à être utilisé dans les industries textiles pour mesurer la tension d'un fil défilant à grande vitesse. Le dispositif de mesure est prévu pour être utilisé dans les procédés de fabrication et/ou d'inspection des produits textiles pour vérifier et déterminer les conditions de fabrication et/ou d'expérimentation mises en oeuvre dans de tels procédés. On connaît déjà des moyens pour mesurer la tension d'un fil en mouvement tels que ceux représentés sur les figures 1 et 2. Le dispositif de mesure de tension de fil ou tensiomètre représenté sur la figure 1 comprend un transducteur de forces 7 comprenant une plaque élastique 5 dont une extrémité est encastrée, un guide 4 étant disposé à l'autre extrémité de la plaque. Des guide-fils stationnaires 2 et 3 sont prévus en des endroits distants du transducteur de forces 7. Lorsqu'un fil A parcourt un trajet prédéterminé comme représenté, le guide 4 du transducteur de forces 7 est sollicité dans la direction de la fleche a et crée une contrainte mécanique additionnelle dans la plaque élastique 5. Cette contrainte mécanique est transformée dans un circuit d'extensomètre, comprenant un extensomètre ou jauge de contrainte et un dispositif de traitement de signaux 8, en signaux indicateurs de la tension du fil, la valeur de la tension étant affichée sur un indicateur de mesure 9. Un dispositif de mesure de ce type présente des inconvénients dans la mesure où le fil 1 est en permanence en contact avec les guides stationnaires 2 et 3 et avec le guide 4 du transducteur de force 7. Ces inconvénients sont notamment les suivants 1. La résistance de friction à laquelle le fil en mouvement est soumis en raison de son contact avec les guides 2, 3 et 4, provoque une diminution de tension dans le fil. I1 devient ainsi impossible d'obtenir une excellente précision de mesure. 2. La résistance de friction provoque des endommagements au fil en mouvement. Lorsque le fil défile à grande vitesse, en particulier1 la résistance de friction produit un échauffement qui peut provoquer la cassure du fil. Le tensiomètre représenté sur la figure 2 comporte, quant à lui, un vibreur 10 auquel l'extrémité fixe de la plaque élastique 5 de la figure 1 est reliée. Lorsque la plaque élastique 5 vibre sous l'action du vibreur de la figure 2, cette plaque élastique 5 se déplace suivant un mouvement alternatif entre les positions indiquées respectivement en traits pleins et en traits pointillés, la mesure de la tension du fil s'effectuant de façon intermittente. Les endommagements des fils deviennent en conséquence également intermittents et la quantité de chaleur générée par friction est ainsi réduite dans une certaine mesure. Toutefois, cet agencement ne permet pas,dans certains cas,d'éliminer complètement les effets nuisibles sur le fil. En outre, les tensiomètres de ce type présentent les inconvénients suivants 1. Lors de la mesure de la tension du fil, comme dans le dispositif de la figure 1, il-n'est pas possible de garantir une précision très élevée. 2. Lorsque la plaque élastique 5 vibre, les connexions électriques entre la jauge de contrainte 6 et le dispositif de traitement de signaux 8 subissent des endommagements. 3. Du fait qu'aux signaux de tension depuis la jauge de contrainte 6 viennent s'ajouter des signaux provoqués par la vibration de la plaque élastique 5, on ne peut obtenir une précision élevée. La présente invention a précisément pour objet de proposer un dispositif de mesure de la tension d'un fil eliminant les inconvénients des techniques conventionnelles et permettant la mesure des valeurs de tension d'un fil en mouvement avec une précision très élevée et sans endommager le fil. Le tensiomètre selon la présente invention comprend un guide tournant entraîné par un moteur et au moins un transducteur de forces sensibles à la pression de contact du fil pour fournir un signal électrique.Il comprend en outre des guides stationnaires qui déterminent le trajet de défilement du fil. Le transducteur de forces est disposé entre le guide tournant et les guides stationnaires, permettant ainsi d'obtenir les avantages offerts par la présente invention, comme on le verra plus avant. La présente invention sera mieux comprise au vu de la description suivante de modes de réalisation, donnés à titre illustratif mais nullement limitatif faite en relation avec les dessins annexés,sur lesquels Les figures 1 et 2 représentent de façon schématique des tensiomètres conventionnels et illustrent les techniques utilisées jusqu'à présent La figure 3 est une vue frontale schématique d'un dispositif de mesure de tension du fil selon la présente invention, les lignes pointillées représentant les positions alternatives du fil et de l'élément 11 du dispositif de mesure La figure 4 est une vue latérale du tensiometre représenté sur la figure 3 Les figures 5, 6 et 7 sont des vues en perspective représentant respectivementdifférentes formes pour les guides tournantsutilisés dans le dispositif de mesure de tension du fil selon la présente invention Les figures 8 et 9 sont des vues en perspective représentant respectivement différentes structures de jauge de contrainte La figure 10 est un diagramme représentant sous forme de blocs, à titre d'exemple, l'agencement d'un circuit conçu pour traiter un signal de tension en provenance de jauges de contrainte et les afficher sous forme de valeurs mesurées de tension ; et La figure 11 est un diagramme montrant la relation entre deux signaux obtenus par le circuit représenté sur la figure 10. On a représenté sur les figures 3 et 4 un mode de réalisation du dispositif de mesure de tension de fil selon la présente invention. Sur ces figures, la référence 1 désigne un fil en mouvement et les éléments 2 et 3 sont des guides stationnaires montés sur un boîtier 13. Un transducteur de force 7 comprend une plaque élastique 5 (figure 4) sur laquelle est montée une jauge de contrainte 6. Une extrémité de la plaque élastique 5 est fixée au boîtier 13 et son autre extrémité est reliée au guide 4 La référence 8 désigne un dispositif de traitement de signaux, 9 un dispositif de mesure et d'affichage à aiguille, et 11 un guide tournant comprenant des branches écartées de 1800, ces branches étant entraînées par un moteur 12, conférant ainsi un mouvement de pulsation transversal au fil 1 entre les guides stationnaires 2 et 3. Du fait que la mesure de tension du fil en mouvement est effectuée par le fil 1 sollicitant le guide 4 dans la direction de la flèche b lorsque le guide tournant 11 est dans sa position de déflection du fil, comme représenté sur la figure 3 en traits pleins, le guide stationnaire 2 peut être supprimé selon les besoins. Lorsque les branches du guide tournant 11 tournent dans la direction de la flèche c, le fil 1 est déplacé d'un mouvement pulsatoire entre la position indiquée en trait plein et la position indiquée en trait pointillé, le fil appliquant une pression intermittente sur le guide 4. Lorsque le guide 4 reçoit l'impulsion de la branche 11 et est ainsi sollicite, la jauge de contrainte 6 détecte la force résultante et fournit, par le dispositif de traitement de signaux 8, un signal, au dispositif de mesure 9 où s'affiche la valeur mesurée de la tension. Les figures 5, 6 et 7 montrent différentes formes pour le dispositif de guide pulsatoire tournant. Sur la figure 5, l'assemblage tournant est un corps en forme générale de plaque comprenant un arbre tournant et deux lames fixées sur cet arbre. Sur la figure 6, l'équipage tournant a la forme d'une plaque circulaire comprenant deux broches de guidage s'étendant perpendiculairement par rapport a la surface de cette plaque circulaire, celle-ci étant fixée en son centre à une extrémité d'un arbre tournant. Sur la figure 7, l'équipage tournant est constitué de deux surfaces de guidage de fil courbes formées sur un moyen de came. Dans tous les cas, la forme ou le type de guide tournant peuvent être quelconques pourvu que celui-ci présente, autour de l'axe de l'arbre tournant, une surface de guidage de fil à effet pulsatoire entraînée par l'arbre. Les figures 8 et 9 montrent des modes de réalisation préférés de transducteurs de forces qui peuvent être utilisés dans le dispositif de la présente invention. Dans le mode de réalisation présenté sur la figure 8, un seul transducteur de force est utilisé. Dans le mode de réalisation de la figure 9, deux transducteurs de force 7 sont utilisés. Dans la plupart des cas, un tensiomètre n'utilisant qu'un seul transducteur de force 7 peut être convenablement utilisé. Cependant, lorsque les mesures doivent être effectuées à des endroits où se présentent des vibrations ou des fluctuations de température, un dispositif de mesure de tension de fil ayant deux transducteurs de force 7 conviendra de préférence.Dans ce cas, un transducteur de force détectera la tension du fil et également les vibrations, l'autre détecteur de force étant disposé de façon à détecter seulement les vibrations (c'est-à-dire n'étant pas amené en contact avec le fil). Les signaux sont adressés a un circuit à pont incluant les jauges de contrainte dans les transducteurs de force. De cette façon, les effets des fluctuations de température ou des vibrations peuvent être éliminés et des signaux images de la tension pure de fil peuvent être obtenus. La figure 10 montre un exemple d'un circuit électrique prévu pour la mesure de tension de fil au moyen d'un dispositif de mesure de tension de fil mettant en oeuvre une combinaison de deux transducteurs de force 7,7. En raison de l'utilisation de deux jauges de contrainte 6,6, un pont est formé par des circuits incluant des résistances R1 et R2 dans le circuit de traitement de signaux. Les résistances des jauges de contrainte 6,6 varient avec la tension du fil. La sortie du pont est amplifiée par un amplificateur 14 puis est transmise à un filtre à élimination de bande. La sortie du filtre à élimination de bande 15 est appliquéeà un circuit détecteur de crête 16 dont la sortie est à son tour appliquée au dispositif de mesure 9 où s'affiche la valeur mesurée de la tension La référence 17 désigne la source de puissance du circuit. Lafigure 11 est un diagramme tension/temps montrant les-relations entre les signaux d'entrée et de sortie du circuit détecteur de crête 16 représenté sur la figure 1O.Sur ce diagramme, la courbe "A" représente les variations du signal d'entrée du circuit détecteur de crête et les valeurs de crête indiquent la tension du fil mesurée de façon intermittente en fonction des pulsations conférées par le guide tournant pulsatoire. La courbe "B" montre d'autre part des variations du signal de sortie du- circuit détecteur de crête, gardant les valeurs de crête de la courbe "A". Ces valeurs ainsi retenues sont affichées sur le dispositif de mesure sous la forme de valeurs mesurées de tension du fil. La présente invention ayant été décrite en relation avec des modes de réalisation particuliers, les avantages offerts par le dispositif de la présente invention vont maintenant être explicités en détail. Le tensiomètre selon la présente invention étant conçu de façon que son unité de détection de tension comprenne un guide tournant, au moins un transducteur de force et des guides stationnaires, il présente de nombreux avantages, notamment les avantages suivants (1) La mesure par intermittence de la tension du fil en mouvement est réalisée de façon simple. (2) Lorsque le guide tournant imprimant le mouvement de pulsation au fil tourne dans la même direction que la direction de défilement du fil, la résistance de friction résultant du contact entre le guide tournant 11 et le fil peut être réduite à une valeur minimum. Par ailleurs, l'amplitude de déplacement du guide 4 associé au dispositif de mesure est très faible, et la résistance de friction résultant du contact entre le fil et le guide stationnaire 3 est également très faible.De plus, du fait que le guide stationnaire 2 peut éventuellement être supprima, si besoin est, la résistance de friction résultant du contact entre le fil et les guides est essentiellement limitée à la friction résultant du contact entre le fil et le guide 4. I1 s'ensuit que la résistance de friction que le dispositif de mesure de tension exerce sur le fil au moment de la mesure de tension est très faible, n'endommageant ainsi pas le fil. (3) La résistance de friction au niveau des guides étant réduite, la perte de tension du fil résultant de la résistance de friction sur chaque guide s'en trouve également réduite. De cette façon, on peut ainsi augmenter grandement la précision des valeurs mesurees de la tension du fil. Quoique la présente invention ait été décrite en relation avec des modes de réalisation particuliers, elle ne s'en trouve pas limitée mais est au contraire susceptible de modifications et de variantes qui apparaîtront à l'homme de l'art. REVENDICATIONS 1 1 - Dispositif de mesure de tension d'un fil pour mesurer la tension d'un fil se déplaçant dans un mouvement de défilement ,caractérisé en ce qu'il comprend (a) un guide tournant présentant une surface de guidage de fil fixée sur un arbre tournant, cet arbre étant entraîné par un moteur (b) au moins un transducteur de force pour détecter la pression de contact du fil sur la surface de guidage de fil et fournir en conséquence un signal électrique ; et (c) des moyens de guidage stationnaires disposés de façon à définir un trajet prédéterminé pour le fil en mouvement ; le transducteur de force étant disposé entre le guide tournant et les moyens de guidage stationnaires. 2 - Dispositif de mesure de tension de fil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le guide tournant comporte une pluralité de lames fixées sur l'arbre tournant. 3 - Dispositif de mesure de tension de fil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le guide tournant comprend une plaque circulaire fixée à une extrémité de l'arbre tournant, et une pluralité de broches de guidage fixées sur cette plaque circulaire et s'étendant à partir de celle-ci autour de l'axe de rotation de la plaque. 4 - Dispositif de mesure de tension de fil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le guide tournant est un moyen de came présentant une pluralité de surfaces de guidage de fil courbes. 5 - Dispositif de mesure de tension de fil selon l'une quelconque des revendications 1 à 4,caractérisé en ce que le transducteur de force comprend une plaque élastique, une jauge de contrainte fixée sur cette plaque élastique, et un guide fixé à une extrémite de la plaque élastique. 6 - Dispositif de mesure de tension de fil selon la revendication 1-, caractérisé en ce que des ensembles de transducteurs de foroe sont disposés dans un circuit commun.