Brevet FR2434369A1 — publié le 19800321

La présente invention concerne un procédé de mesure en continu des variations dimensionnelles d'un article linéaire sous l'effet d'un traitement, du type selon lequel on fait défller ledit article suivant un trajet passant par un dispositif de traitement et par deux points fixes dont l'un est situé en amont et l'autre en aval de ce dispositif de traitement, on mesure la vitesse de déplacement linéaire de l'article en chacun desdits points fixes, on mesure la longueur du tronçon d'article compris entre ces points fixes, et on règle la vitesse de défilement de 1 'article linéaire en un point de son trajet de manière à maintenir constante la longueur dudit tronçon d'article. Selon un procédé connu de ce type (cf. l'article de J. Lünenschloss et al. paru dans la revue TEXTIL-PRAXIS, Juillet 1969, pages 443-447) les vitesses de défilement de l'ar-- ticle linéaire sont mesurées au moyen de génératrices électriques entrainées par des galets eux-memes entraînés par l'article linéaire en défilement. Il en résulte que l'article linéaire doit- etre suffisamment tendu pour pouvoir entraîner ces galets à une vitesse périphérique exactement égale à la vitesse de défilement dudit article linéaire. Ceci rend ce procédé connu inapplicable pour l'obtention des mesures correspondant à des faibles tensions de l'article linéaire. De plus ce procédé connu est de mise en oeuvre compliquée car il implique lé traitement d'au moins trois informations : lesdeux informations de vitesse de défilement et une information de vitesse d'entratnement de l'article linéaire en aval du point fixe aval. Par ailleurs, selon ce procédé connu, les moyens pour. mesurer la longueur du tronçon d'article linéaire compris entre les deux points fixes et pour tendre ce tronçon se trouvent situes au droit du dispositif de traitement. Ces moyens de mesure et de tension appliquent sur l'article linéaire des contraintes mécaniques faussant les mesures. L'invention remédie à ces inconvénients et a notamment pour but de proposer un procédé permettant d'obtenir des mesures précises, quelle que soit la tension de l'article linéaire au moment où ce dernier est soumis au traitement. Ce but est atteint conformément à l'invention du fait qu'on mesure la vitesse de défilement de l'article en chacun des points fixes en entraînant positivement cet article à l'endroit de chacun de ces points fixes et en mesurant la vitesse linéaire de cet entraînement positif en chacun de ces points et que ces vitesses d'entraînement sont réglées en fonction de la mesure de la longueur dudit tronçon d'article linéaire pour maintenir constante cette longueur, moyennant quoi l'on obtient une mesure plus précise des vitesses de défilement et cette mesure peut etre effectuée pour n'importe quelle valeur de la tension de l'article linéaire et donc pour des valeurs faibles de cette tension. L'invention concerne aussi un appareillage pour la mesure en continu des variations dimensionnelles d'un article linéaire en défilement soumis à un traitement dans un dispositif de- traitement, caractérisé en ce qu'il comprend : des moyens pour faire défiler l'article linéaire suivant un trajet passant par le dispositif de traitement, un premier et un deuxième organes d'entraînement positif de l'article linéaire placés à poste fixe respectivement en amont et en aval du dispositif de traitement sur le trajet de l'article linéaire,des moyens pour mesurer la vitesse d'entraînement de chaque organe d'entratnement positif, des moyens dits de-mesure, placés en dehors du dispositif de traitement pour mesurer la longueur dudit tronçon d'article linéaire, de moyens pour maintenir à une valeur constante prédéterminée la vitesse linéaire d'entraînement de l'un des organes d'entrainement, et des moyens d'asservissement pour régler la vitesse d'entraînement de l'autre organe en fonction du signal délivré par les moyens de mesure afin de maintenir constante la longueur dudit tronçon d'article linéaire, moyennant quoi la seule mesure de la vitesse d'entraînement dudit autre organe d'entratnement fournit une mesure de la variation dimensionnelle que présente l'article linéaire du fait du traitement qu'il subit dans le dispo- sitif de traitement. L'invention concerne également un dispositif pour la mesure en continu des variations dimensionnelles d'un article linéaire en défilement sous l'effet d'un traitement prédéterminb; caractérisé en ce qu'il comprend : un dispositif de traitement, des moyens pour faire défiler l'article linéaire suivant un trajet passant par le dispositif de traitement, un premier et un deuxième organes d'entraînement positif de l'article linéaire, placés à poste fixe respectivement en amont et en aval du dispositif de traitement sur le trajet de l'article linéaire, des moyens pour mesurer lavitesse d'entraînement de chaque organe d'entraînement positif, des moyens dits de mesure, placés en dehors du dispositif de trairement pour mesurer la longueur dudit tronçon d'article linéaire, des moyens pour maintenir à une valeur constante pré- terminée la vitesse linéaire d'entraînement de l'un des organes d'entraînement, et des moyens d'asservissement pour régler la vitesse d'entraînement de l'autre organe en fonction du signal délivré par les moyens de mesure afin de maintenir constante la longueur dudit tronçon d'article linéaire, moyennant quoi la seule mesure de la vitesse d'entraînement dudit autre organe d'entraînement fournit une mesure de la variation dimensionnelle quS présente l'article linéaire du fait du traitement qu'il subit dans le dispositif de traitement. Avantageusement, le dispositif comprend en outre des moyens dits de tension, placés en dehors du dispositif de traite--. ment pour tendre avec une tension prédéterminée le tronçon d'article linéaire compris entre les deux organes d'entraînement positif. Avantageusement, l'article linéaire est un fil textile. Avantageusement, les moyens de mesure sont du type com- prenant deux poulies d'axe fixe et une troisième poulie d'axe mobile verticalement, et l'axe de la troisième poulie est relié à un bras d'un fléau oscillant sur un axe fixe, ce fléau étant associé à un capteur détectant ses mouvements d'oscillation autour de son axe. Avantageusement, les moyens de tension comprennent des moyens appliquant sur l'axe de la troisième poulie une force verticale, dirigée vers le bas d'intensité prédéterminée. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre de deux exemples de réalisation et en se référant aux dessins annexés dans lesquels - la figure l est une vue schématique d'un appareillage selon un premier mode de réalisation de l'invention , - la figure 2 est une vue schématique d'un appareillage selon un deuxième mode de réalisation de l'invention ; - la figure 3 est un schéma électrique de la commande du moteur de l'un des organes d'entraînement de l'appareillage des figures 1 ou 2 ; et - la figure 4 est un schéma. électrique de la commande du moteur de l'autre organe d'entraînement de l'appareillage des figures 1 ou.2. Comme on peut le voir sur la figure 1, le fil l, déroulé à la défilée d'une bobine 2, passe successivement dans un embarrage 3, puis dans un premier organe d'entraînement positif 4, puis dans un organe de tension et de centrale de longueur 5, puis dans une enceinte 6 de traitement thermique et/ou chimique et/ou mécanique, avant d'être appelé par un deuxième organe d'entraîne- ment positif 7. Les organes d'entraînement positif 4 et 7 sont à poste fixe. Le passage du fil 1 dans l'embarrage 3 dévrille ledit fil et permet une légère tension du fil en aval de cet embarrage. Dans l'organe 5 le fil est guidé suivant une boucle en U à brins verticaux la par deux poulies Sa, 5b d'axe fixe et une poulie 5c d'axe mobile verticalement ; cette poulie 5c est chargée par un poids 8 et son.axe est articulé à l'extrémité de l'un des bras d'un fléau 9 monté oscillant sur un axe solidaire d'un bâti fixe lO. A l'extrémité libre de l'autre bras du fléau 9 se trouve un contre-poids 11 monté à position réglable le long de ce bras. Le fléau 9 porte en son centre un cache triangulaire 12 découvrai2e plus ou moins une photorésistance 13, et une source de lumière 14 est placée au droit de la photorésistance 13 et du coté opposé-- à cette dernière par rapport au cache 12. Ainsi cet organe 5 permet tout à la fois a) d'appliquer une tension prédéterminée au tronçon de fil situé entre les deux organes d'entraînement positif 4 et 7, et b) de mesurer les variations de la longueur de ce tronçon en mesurant la valeur ohmique de la photorésistance 13. Selon le procédé de l'invention, l'organe 5 est utilisé pour asservir la vitesse linéaire d'entratnement du fil de l'un des organes d'entraînement 4 ou 7 afin que la longueur de la boucle en U la demeure constante. Il est avantageux que cette valeur constante corresponde à la position horizontale du flSau 9. Si la vitesse linéaire d'entraînement du fil de l'autre organe d'entraînement 7 ou 4 est, par ailleurs, maintenue constante, on conçoit que la mesure de la vitesse d'entraînement linéaire du précédent organe 4 ou 7 fournit directement la variation dimensío- nelle aL (ou L/L) du fil 1 qui est soumis au traitement lors de son passage dans l'enceinte 6. Le présent procédé permet donc une grande simplicité de l'appareillage utilisé. La variante représentée sur la figure 2 ne diffère dela figure 1 que par le fait que l'organe de tension et de contré 5 est placé en aval de 1 1enceinte 6. Selon les exemples représentés, chaque organe d'entrai nement positif du fil comprend une paire de rouleaux - ou galets d'axes parallèles 4a, 4b ou 7a, 7b à périphérie munie d'un revtte- ment de caoutchouc 15 ; ces rouleaux de chaque paire sont appliqués l'un sur l'autre avec une certaine pression par un mécanisme non représenté ; l'un 4b, 7b des rouleaux est claveté sur l'arbre de sortie 16 d'un moteur électrique 4c, 7c. Selon les exemples représentés, les moteurs 4c, 7c utilisés sont du type à courant continu et à inducteur constitué par un aimant permanent (non représenté), ces moteurs comportant en outre un enroulement fixe 17 (figure 3) pouvant constituer soit un enroulement tachymétrique, soit un inducteur supplémentaire. L'un des moteurs 4c ou 7c est maintenu à vitesse constante par un montage électronique, par exemple celui de la figure 3, selon lequel l'enroulement tachymétrique 17 du moteur 4c-7c est branché entre la masse 18 et la borne d'entrée inverseuse(ou négative)d'un amplificateur opérationnel 19 dont la sortie alimente en courant l'induit ou rotor 20 du moteur 4c - 7c. L'entrée non inverseuse (ou positive)de l'amplificateur opérationnel 19 est-reliée au curseur lia d'un potentiomètre 21 branché entre la masse 18 et une source de tension continue +V. La commande de la vitesse de rotation de l'autre moteur 7c-4c est asservie à la valeur ohmique de la photorésistance 13 par un montage électronique, par exemple par celui de la figure 4, selon lequel l'induit ou rotor 20a du moteur 7c-4c est alimenté par la sortie d'un amplificateur opérationnel 22 dont la borne d'entrée non inverseuse est reliée à une source de potentiel de référence réglable 23 et dont la borne d'entrée inverseuse est reliée à l'une des bornes de la photorésistance 13 ; l'autre borne de la photorésistance 13 est reliée à la source de tension continue +V tandis que la première borne est reliée à la masse 18 par l'intermédiaire d'une résistance 24 de valeur convenable.La source de potentiel de référence réglable 23 est par exemple constituée par une résistance ajustable 25 branchée entre la source +V et l'entrée positive de l'amplificateur 22 et par une résistance fixe 26, de valeur convenable branchée entre cette entrée positive et la masse 18. L'appareillage qui vient d'etre décrit est destiné à la mesure des variations dimensionnelles ( AL ou AL/L) d'un fil traversant, sans frottement et à la continue, une enceinte 6 à l'intérieur de laquelle ce fil subit soit un traitement thermique à sec ou en présence de vapeur, soit un traitement en phase aqueuse ou par un solvant organique, soit un traitement thermomécanique. Soit V1 et V2 les vitesses linéaires d'entraenement des organes 4 et 7, L1 la longueur de fil alimentée pendant le temps t par l'organe 4 et L2 la longueur de fil réceptionnée par l'organe 7, on a L1 = V1t et L2 = V2 t, d'où L 2-L1 #L V2-V1 = = = L1 L V1 V La vitesse- de rotation du moteur 7c-4c fournit unemesure de AL/L. Cette vitesse est mesurée par un voltmètre 27 branché à la sortie de l'enroulement tachymétrique 17a du moteur 7c-4c (figure 4). L'appareillage de mesure selon l'invention, associé & une enceinte ou un dispositif de traitement, présente de nombreux avantages et en particulier a) il est de conception simple ; il ne comporte que deux organes d 'entraînement et un organe de tension et de contrtle b) chacun de ces organes est indépendant des autres organes et donc peut etre facilement déplacé ou démonté ou adapte sur une installation de laboratoire, d'atelier ou sur une chaîne de production, de part et d'autre d'une enceinte de traitement du fil c) il ne comporte aucun dispositif de serrage, pinçage ni meme de renvoi du fil intervenant dans la zone de traitement, dispositifs qui pourraient fausser les mesures d) il permet d'effectuer des mesures précises même sur un fil à tres faible tension car la mesure de la vitesse de défilement du fil est obtenue par la mesure de la vitesse de rotation des moteurs des organes d'entraînement ; il est donc possible grâce à l'appareillage selon l'invention d'effectuer des mesures sur des fils très déformables tels que les fils texturés, les fils préorientés ou semi-étirés. e) l'appareillage selon l'invention permettant, d'une part, la connaissance et le contrôle précis de la tension du fil en cours d'essai (ou de test) et, d'autre part, l'enregistrement des variations dimensionnelles, il permet d'atteindre facilement - les retraits libres, c'est-à-dire à tension nulle, par extrapolation, - les forces de contention de retrait, - les allongements et forces d'étirage, - les paramètres d'énergie de retrait ou d'étirage. Ces grandeurs sont relevées pour différentes conditions de traitement : température, vitesse de défilement du fil dans l'enceinte 6, tension du fil, effet de gonflement du milieu contenu dans 1 'enceinte 6, effet de solvant, humidité rela-tive, etc. L'invention trouve notamment son application a) dans les laboratoires de recherche et de contrôle de produits textiles : étude du paramètre de retrait afin de caractériser : soit une structure, soit d'apprécier l'efficacité d'un traitement de stabilisation, d'étirage, d'étirage-texturation, soit d'effectuer le contrôle d'un fil texturé (paramètre de frisure, force de rétraction) ou d'un fil continu ou d'un filé de fibres d'après ses paramètres de retrait. b) dans les ateliers et usines textiles : optimisation des machines industrielles pour le traitement de fil, notamment avec des vitesses de défilement du fil inférieures à 300 m/ninute, asservissement de machines multibroches. REVENDICATIONS 1. Procédé de mesure en continu des variations dimensionnelles d'un article linéaire sous l'effet d'un traitementt du type selon lequel on fait défiler ledit article suivant un trajet passant par un dispositif de traitement et par deux points fixes dont l'un est situé en amont et l'autre en aval de ce dispositif de traitement, on mesure la vitesse de déplacement linéaire de article en chacun desdits points fixes, on mesure la longueur du tronçon d'article compris entre ces points fixes, et on règle la vitesse de défilement de l'article linéaire en un point de son trajet de manière à maintenir constante la longueur dudit tronçon d'article,caractérisé en ce qu'on mesure la vitesse de défilement de l'article en chacun des points fixes en entraînant positivement cet article à l'endroit de chacun de ces points fixes et en mesurant la vitesse linéaire de cet entraînement positif en chacun de ces points et en ce que ces vitesses d'entraînement sont réglées en fonction de la mesure de la longueur dudit tronçon d'article linéaire pour maintenir constante cette longueur, moyennant quoi l'on obtient une mesure plus précise des vitesses de défilement et cette mesure peut etre effectuée pour n'importe quelle valeur de la tension de l'article linéaire et donc pour des valeurs faibles de cette tension. 2. Appareillage pour la mesure en continu des variations dimensionnelles d'un article linéaire en défilement soumis à un traitement dans un dispositif de traitement, caractérisé en ce qu'il comprend : des moyens pour faire défiler l'article linéaire suivant un trajet passant par le dispositif de traitement, un premier et un deuxième organes d'entraînement positif de l'article linéaire placés à poste fixe respectivement en amont et en aval du dispositif de traitement sur le trajet de l'article linéaire, des moyens pour mesurer la vitesse d'entraînement de chaque organe d'entraînement positif, des moyens dits de mesure1 placés en dehors du dispositif de traitement pour mesurer la longueur dudit tronçon d'article linéaire, des moyens pour maintenir à une valeur constante prédéterminée la vitesse linéaire d'entraînement de l'un des organes d'entraînement, et des moyens d'asservissement pour régler la vitesse d'entraînement de l'autre organe en fonction du signal délivré par les moyens de mesure afin de maintenir constante la longueur dudit tronçon d'article linéaire, moyennant quoi la seule mesure de la vitesse d'entraîne- ment dudit autre organe d'entraînement fournit une mesure de la variation dimensionnelle que présente l'article linéaire du fait du traitement qu'il subit dans le dispositif de traitement. 3. Dispositif pour la mesure en continu des variations dimensionnelles d'un article linéaire en defilement sous l'effet d'un traitement prédéterminé, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de traitement, des moyens pour faire défiler l'article linéaire suivant un trajet passant par le dispositif de traitement, un premier et un deuxième organes d'entraînement positif de l'article linéaire placés- à poste fixe respectivement en amont et en aval du dispositif de traitement sur le trajet de l'article linéaire, des moyens pour mesurer la vitesse d'entraînement de chaque organe d'entraînement positif, des moyens dits de mesure, placés en dehors du dispositif de traitement pour mesurer la longueur dudit tronçon d'article linéaire, des moyens pour maintenir à une valeur constante prédéterminée la vitesse linéaire d'entraînement de l'un des organes d'entraînement, et des moyens d'asservissement pour régler la vitesse d'entraînement de l'autre organe en fonction du signal délivré par les moyens de mesure afin de maintenir constante la longueur dudit tronçon d'article linéaire, moyennant quoi la seule mesure de la vitesse d'entraînement dudit autre organe d'entraînement fournit une mesure de la variation dimensionnelle que présente l'article linéaire du fait du traitement qu'il subit dans le dispositif de traitement 4.Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens dits de tension, placés en dehors du dispositif de traitement pour tendre avec une tension prédéterminée le tronçon d'article linéaire compris entre les deux organes d'entraînement positif. 5. Procédé selon la revendication 1 ou appareillage selon la revendication 2 ou dispositif selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisés en ce que l'article linéaire est un fil textile. 6. Appareillage ou dispositif selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que les moyens de mesure sont du type comprenant deux poulies d'axe fixe et une troisième poulie d'axe mobile verticalement, et en ce que l'axe de la troisième poulie est relié à un bras d'un fléau oscillant sur un axe fixet ce fléau étant associé à un capteur détectant ses mouvements d'oscillation autour de son axe. 7. Dispositif selon l'une des revendications 3 et 6, caractérisé en ce que les moyens de tension comprennent des moyens appliquant sur l'axe de la troisième poulie une force verticale dirigée vers le bas d'intensité prédéterminée. 8. Appareillage ou dispositif selon l'une des revendications 2 à 7; caractérisé en ce que chaque organe d'entrainement positif comprend un moteur électrique d'entraînement et les moyens pour mesurer la, vitesse d'entraînement de ces organes d'entraine- ment comprennent un enroulement tachymétrique incorporé dans chacun desdits moteurs électriques.