Brevet FR2506278A1 — publié le 19821126

DISPOSITIF DE CONTROLE DE LA TENSION D'UN FIL OU D'UN RUBAN LORS D'UNE OPERATION DE DEVIDACE ET/OU DE RENVIDACE La présente invention a pour objet un dispositif de contrôle de la tension d'un fil ou d'un ruban lors d'une opération de dévidage et/ou de renvidage mettant en oeuvre au moins une bobiné. On connaît déjà des dispositifs permettant de contrôler les forces de traction exercées sur les câbles lors de leur enroulement et de leur déroulement. Ces dispositifs mettent en oeuvre une mesure de la tension du câble à l'aide d'un palpeur mécanique consistant en une poulie en contact avec le câble. De tels palpeurs ont pour inconvénient d'exercer des contraintes sur le câble qui peuvent détériorer celui-ci et donnent en outre des mesures seulement approximatives. On connaît aussi des dispositifs permettant de contrôler les forces de traction exercées sur les câbles et mettant en oeuvre une mesure indirecte des forces de traction lors de l'enroulement ou du déroulement du câble, par exemple en mesurant le couple moteur ou le couple résistant nécessaire à ces opérations et en tenant compte, en outre, à chaque instant ou par degré, du diamètre d'enroulement ou de déroulement du câble. De tels dispositifs sont compliqués à mettre en oeuvre et ne donnent qu'une valeur approchée de la force de traction exercée sur le câble, ce qui a pour conséquence que la boucle d'asservissement soumet le câble à des à-coups préjudiciables lors de chaque changement de couche. La présente invention a pour objet un dispositif de contrôle de la tension d'un fil ou d'un ruban qui ne présente pas les inconvénients mentionnés ci-dessus, et qui peut en outre être utilisé avec des éléments très fragiles tels que des fibres optiques. La présente invention concerne ainsi un dispositif de contrôle de la tension d'un fil ou d'un ruban lors d'une opération de dévidage et/ou de renvidage mettant en oeuvre au moins une bobine caractérisé en ce qu'il comporte un bras mobile autour d'un premier axe et portant une bobine selon un second axe par exemple coplanaire avec le premier, ainsi qu'un dispositif produisant une force de rappel du bras mobile, et un asservissement de la position angulaire du bras mobile à une position de consigne donnée, cet asservissement produisant un signal agissant sur un organe. faisant varier la vitesse de déroulement du fil ou du ruban. Selon un mode de réalisation, le premier axe est vertical. Le dispositif selon l'invention peut comporter une bobine de dévidage et une bobine de renvidage. Selon une variante, I'organe faisant varier la vitesse du déroulement du fil est un moteur commandant la bobine de renvidage. Selon une variante préférée, la bobine de dévidage est portée par le bras mobile. Selon une variante, la position du bras mobile est mesurée par un capteur optique. Selon une variante de l'invention, au moins la bobine portée par le bras mobile comporte un dispositif de trancannage asservi par un dispositif de mesure de la position longitudinale du fil ou du ruban au voisinage de ladite bobine, ce qui permet d'utiliser un dispositif selon l'invention de manière optimale avec des bobines qui ne sont pas plates. Enfin, un dispositif selon l'invention peut comporter, au moins au niveau de la bobine portée par le bras mobile, un dispositif de translation de celle-ci selon un troisième axe perpendiculaire à son axe, asservi par un dispositif de mesure de la position transversale du fil ou du ruban au voisinage de ladite bobine. L'invention sera mieux comprise dans la description qui va suivre donnée à titre non limitatif et en se reportant aux dessins ciannexés où: - la figure 1 représente une vue en perspective un dispositif selon l'invention, - la figure 2 représente un détail de la figure 1 illustrant les différentes opérations de guidage et/ou de contrôle pouvant être opérées avec un dispositif suivant l'invention, - la figure 3 représente une vue de dessus du dispositif de défilement de la figure 1, - la figure 4 représente une vue de dessus du dispositif récepteur de la figure 1, - la figure 5 représente une coupe AA de la figure 3, - la figure 6 représente une coupe HH de la figure 3, - la figure 7 représente une coupe suivant CC de la figure 5, - la figure 8 représente une coupe suivant A'A' de la figure 4, - la figure 9 représente une coupe suivant BB de la figure 8, - les figures 10a à 10f sont des schémas de commande et de régulation des différents moteurs utilisés dans un dispositif suivant l'invention. La figure 1 représente un dispositif de défilement à bras mobile désigné par le repère général 1, un dispositif de positionnement intermédiaire désigné par le repère général 2, et un dispositif récepteur désigné par le repère général 3. Le dispositif de défilement à bras mobile 1 comporte un support 4, sur lequel sont fixés un montant longitudinal 5 et un montant transversal 6. Le bras mobile proprement dit se compose d'un moteur M 2 relié à un boîtier de fixation 10 et entraînant une bobine 9 sur laquelle est enroulé un fil ou un ruban 16. L'ensemble M 2, 9 et 10 est supporté par un coulisseau 13 mobile longitudinalement le long d'une glissière 14 porté par une platine 7. Le déplacement longitudinal est assuré par l'intermédiaire d'une vis de trancannage 15 commandée par un moteur M 4 monté sur la platine 7 par l'intermédiaire d'un flasque 7'. La platine 7, qui est représentée à la figure 1 avec arrachement partiel est mobile en rotation autour d'un axe 12 disposé dans un cylindre 1 1 solidaire du support et des montants.Un contrepoids 18 est suspendu à un fil 28 par l'intermé- diaire d'une poulie 17. Le fil 28 s'appuie d'une part sur une plaque 19 solidaire du montant longitudinal 5 et sur la platine 7. Le contre poids 18 est disposé de telle manière qu'il exerce sur le bras mobile une force de rappel qui s'oppose à la tension du fil ou du ruban 16. L'axe 12 a été représenté vertical, et la bobine 9, d'axe horizontal, mais on comprendra que ces deux axes peuvent être également par exemple parallèles ou confondus. Le fonctionnement le plus rationnel sera obtenu avec des axes coplanaires. D'autre part, tout système permettant d'appliquer au bras une force de rappel peut convenir (ressort, etc...), Le dispositif 2 se compose, en combinaison ou séparément, d'un positionneur du fil 16 destiné à déterminer la position longitudinale de celui-ci par rapport à la bobine 9, un guide fil 22, un détecteur de bulles 23, un poste de coloration 24 et un guide fil de sortie 25 qui sont disposés de manière à pouvoir être réglables longitudinalement sur un rail 41 dont la partie supérieure 42 forme glissière. Ces postes de travail conviennent tout particulièrement au cas des fibres optiques. Le dispositif récepteur 3 se compose d'un support 35 et de montants longitudinaux et transversaux respectivement 34 et 33. Ces montants supportent une glissière 39 sur laquelle un coulisseau 38 est susceptible de se déplacer longitudinale ment. Ce déplacement est assuré par une vis de trancannage 37 entraînée par un moteur M 3. Le coulisseau 38 porte une bobine réceptrice 31 qui est entraînée par un moteur M 1, cet ensemble étant maintenu en place sur le coulisseau 38 par un boîtier de fixation 40. La figure 2 représente plus en détail les dispositifs 21 à 25 qui apparaissaient sur la figure 1. Le dispositif 21 se compose d'un coulisseau 51 portant des montants transversaux 52 et 53 pourvus à leur partie supérieure chacun d'une ouverture 56 en forme de U partiellement refermée par des portions supérieures 55 et 57 reliées entre-elles par une entretoise 59. Un détecteur de proximité 60 est disposé transversalement par rapport à la direction de déplacement du fil ou du ruban 16 et permet de déterminer quelle est sa position transversalement par rapport à l'axe du rail 41 formant glissière, et plus particulièrement dans le dispositif représenté, longitudina lement par rapport à l'axe de la bobine 9. De même, un détecteur de proximité 65 non représenté est disposé verticalement de manière à déterminer la position verticale du fil ou ruban. Le dispositif 22 comporte un coulisseau 61, un montant 63 et un renfort 62. Le montant 63 porte à sa partie supérieure une ouverture 64 formant guide fil. Le dispositif 23 comporte un coulisseau 71, un montant transversal 73 et un renfort. 72. Le fil est guidé entre deux guides latéraux 75 et 76 portés par un porte guide 78 bloqué contre le renfort 72 par une pièce de maintien 74. Un détecteur 77 est dirigé de telle manière qu'il esf susceptible, dans le cas où le fil 16 est une fibre optique, de détecter toute bulle présente dans celle-ci. Le dispositif 24 comporte un coulisseau 81, et deux montants respectivement longitudinal 82 et transversal 83. Le montant longitudinal 82 porte un bac de coloration 84 pourvu à sa partie supérieure d'une ouverture 85 de passage du fil 16. Le dispositif 25 comporte un coulisseau 91, un montant 93, pourvu à sa partie supérieure d'une ouverture 94 formant guide fil, et un renfort 92. La figure 3 représente une vue de dessus du dispositif 1 sans la bobine 9. Le moteur M 2 est relié à l'axe 29 de la bobine 9 par un accouplement 67 et l'axe 29 tourne par intermédiaire de paliers 68. La figure 4 représente une vue de dessus du dispositif 3 après enlèvement du moteur M 1 et de la bobine 31. La vis de trancannage 37 est couplée au moteur M 3 par un accouplement 155 et tourne dans des paliers 156. La figure 5 est une coupe suivant AA de la figure 3 et représente une variante où l'axe 29 de la bobine 9 est réglable en hauteur par l'intermédiaire d'un moteur M 6. Le moteur M 1 gui est donc supporté par son boîtier de fixation 10 est entraîné longitudinalement le long de la glissière 14 par un écrou de trancannage 20 qui coopère avec la vis de trancannage 15. Le coulissement proprement dit s'effectue par l'intermédiaire de deux rails à guidage latéral respectivement 100 et 102 portés par la glissière 14 et qui coopèrent avec deux roues ou paires de roues rainurées respectivement 101 et 103. La glissière 14 est, comme on l'a indiqué ci-dessus, solidaire de l'axe 12 qui est porté par le cylindre 11 et qui tourne dans celui-ci grâce à des roulements 104.Le cylindre Il est rendu solidaire d'un support vertical 105 par l'intermédiaire de deux supports horizontaux inférieur et supérieur, respectivement 160 et 161. Le support supérieur 161 est solidaire d'une cornière 162 portant les capteurs 163 et 165 dont la fonction sera expliquée dans la description de la figure 7. Ces capteurs coopèrent avec des repères fixes respectivement 164 et 166 solidaires du support vertical 105.Le support vertical 105 est mobile dans une direction verticale grâce au dispositif suivant : le montant transversal 6 (voir également figure 1) comporte une pluralité de rainures d'axe vertical respectivement 107, 108, 109, 110 et 111, coopérant avec des doigts de coulissement respectivement 112, 113, 114, 115 et 116; le support 105 est solidaire de deux crémaillères d'axe vertical 117 ét 118; un moteur M 6 disposé transversalement et fixé sur le montant longitudinal 5 par l'intermédiaire d'un support 119 est couplé à un axe 121 par un accouplement 120 et l'axe 121 tourne autour de deux paliers respectivement 124 et 125 et porte deux engrenages 122 et 123 coopérant respectivement avec les crémaillères 117 et 118. La figure 6 est une coupe suivant HH de la figure 3. On y retrouve la glissière 14 portant les rails 100 et 102 et le contrepoids 18 qui tend le fil 28 lequel passe dans la poulie 17 et dans une poulie 27 solidaires du montant longitudinal 5. Le fil 28 est fixé d'une part à la plaque 19 solidaire du montant longitudinal 5 et d'autre part, après passage autour de la poulie 27, en-dessous de la platine 7. La figure 7 est une couple suivant CC de la figure 5. On y retrouve le moteur M 6, son support 19 et l'accouplement 120. Le support supérieur 161 du cylindre 11 porte, ainsi qu'il est dit plus haut, une cornière 162 sur laquelle sont fixés les capteurs 163 et 165 en regard desquels sont disposés des repères tournants 164 et 166 sous la forme de deux cornières fixées à la partie inférieure de la glissière 14. Dans ces conditions, tout déplacement angulaire de l'axe 12 se traduira par un déplacement relatif des capteurs 163 et 165 et des repères tournants 164 et 166, ce qui se traduira électriquement par des tensions différentes présentes en sortie de chacun des capteurs lorsque le bras oscillant sera décalé par rapport à sa position de consigne où il est parallèle à l'axe 30 (fonctionnement en différentiel). La figure 8 est une coupe suivant A'A' de la figure 4. La glissière 39 comporte deux rails de guidage latéral 13i et 139 coopérant avec deux roues ou paires de roues rainurées 136 et 138 de manière à fournir le déplacement longitudinal nécessaire au trancannage realisé grâce au moteur M 3 et à la vis de trancannage 37. Dans la suite de la description, on se reportera également à la figure 9 qui est une coupe suivant BB de la figure 8. Le moteur M 1 qui entraîne en rotation l'axe 30 de la bobine réceptrice par intermédiaire de l'accouplement 44 et des paliers 45 est porté par le boîtier de fixation 40 monté sur le coulisseau 38, sur lequel sont fixées les deux paires de roues rainurées 136 et 138.Lorsque le moteur M 3 entraîne en rotation la vis de trancannage 37, la translation de la platine 38 le long de cet axe est réalisé par l'intermédiaire de l'écrou de trancannage 140 solidaire de la partie inférieure du coulisseau 38. Le moteur M 3 est rendu solidaire de la glissière 39 grâce à un flasque 168 et par le fait que les roulements 156 et 157 sont solidaires de la glissière 39. La glissière 39 est montée sur une platine 167 par l'intermédiaire de moyens de fixation 154. Cette platine 167 se prolonge à sa partie inférieure par une paroi longitudinale 131 et deux parois transversales 158 et 159. Le positionnement vertical de la bobine 31 portée par l'axe 30 est réalisé par la translation de la platine 167 dans une direction verticale par l'intermédiaire de moyens qui vont maintenant être décrits. Le support 35 du dispositif récepteur 3 comporte, au niveau de son montant transversal 43, une ouverture permettant le passage d'un axe longitudinal 147 entraîné par un moteur M 5 grâce à un accouplement 146. L'axe 147 tourne dans des paliers 152 et 153 solidaires respectivement des montants transversaux 33 et 43. L'axe 147 porte en outre des engrenages 148 et 149 coopérant avec des crémaillères respectivement 150 et 151 solidaires de la paroi longitudinale 131 de la platine 167. Le guidage en translation s'opère par coopération entre des doigts et des rainures. La figure 9 représente ainsi trois rainures 143, 144 et 135 portées par la paroi longitudinale 131 et coopérant avec des doigts respectivement 143', 144' et 130 solidaires du montant longitudinal 131 du support 35. D'autre part, le montant longitudinal 34 porte des rainures 141, 142 et 134. coopérant avec des doigts 141', 142' et 129 solidaires de la paroi longitudinale 131 de la platine 167. Sur la figure 9, la platine 167 est représentée en position haute. D'autre part, des contacteurs de fin de course 132 et 133 sont disposés dans le prolongement de la rainure 134 et coopèrent avec le doigt 129, ce qui permet de savoir quant une bobine réceptrice 31 est pleine ou vide, en tenant bien entendu compte du diamètre des bobines. Le fonctionnement du dispositif décrit ci-dessus sera maintenant explicité en se reportant aux figures 10a à 10f. Selon la figure 10a, le moteur M 1 d'entraînement de la bobine émettrice 9 est alimenté par un amplificateur A 1 de telle sorte que sa vitesse de rotation corresponde à l'affichage d'un compteur C 1. Selon la figure 10b, le moteur M 2 est alimenté par un amplificateur A 2 qui reçoit un signal d'un régulateur R 2. Les signaux de sortie des capteurs 163 et 165 de position du bras mobile en rotation autour de l'axe 12 sont introduits aux entrées d'un amplificateur différentiel AD dont la sortie est reliée à l'entrée du régulateur R 2. Ainsi une correction de la vitesse du moteur M 2 est réalisée de telle sorte que le bras mobile est constamment asservi à maintenir l'axe 29 de la bobine 9 parallèle à l'axe longitudinal de la bobine 1. Comme la vitesse angulaire de rotation du bras oscillant autour de l'axe 12 est physiquement proportionnelle à la différence entre le moment de la force de tension exercée sur le fil ou le ruban 16 et le moment de la force de rappel exercée par le contrepoids 18, il est avantageux de prévoir dans le régulateur R 2 une correction du type dérivée. De manière symétrique, il est possible de réaliser un asservis sement de tension du fil ou du ruban 16 en maintenant constante la vitesse de rotation du moteur M 2 d'entraînement de la bobine émettrice 9 et en exerçant une régulation de la vitesse de rotation du moteur M 1 entraînant la bobine réceptrice 31, toujours en utilisant les signaux des capteurs 163 et 165. Les figures 10c et 10d illustrent la régulation des dispositifs de trancannage éventuellement associés au dispositif émetteur 1 à bras oscillant et récepteur 3. On remarquera que ie trancannage est necessaire seulement dans le cas de bobines relativement longues, étant donné que celui-ci n'a pour fonction que de maintenir constante la distance entre le fil ou le ruban 16 et l'axe 12, de façon à ce que le moment de la force de rappel exercé par le contrepoids 18 corresponde bien à chaque instant à une force de tension identique pour le fil ou le ruban 16.Ainsi, à la figure 10c, un capteur 50, identique au capteur 60 monté sur le dispositif 21 décrit à la figure 2, est disposé au voisinage de la bobine réceptrice 31 et détecte la position du fil ou du ruban 16 dans une direction transversale par rapport à son déplacement, et longitudinale par rapport à l'axe 30 de la bobine 31. Ce signal, directement proportionnel à la position transversale du fil 16, est introduit dans un régulateur R 3 dont la sortie est reliée à l'entrée d'un amplificateur A 3 dont la sortie alimente le moteur de trancannage M 3 entraînant la vis de trancannage 37.De la même façon, selon la figure 10d, le capteur 60 qui délivre un signal proportionnel à l'écart de position transversale du fil ou du ruban 16 par rapport à sa direction de défilement, et longitudinale par rapport à la position de régulation de l'axe 29 de la bobine 9, est introduit à l'entrée d'un régulateur R 4 dont la sortie est reliée à un amplificateur A 4 qui alimente le moteur M 4 de trancannage, qui met en rotation la vis de trancannage 15. Les figures 10e et 102 illustrent l'asservissement de position en hauteur des bobines émettrice et réceptrice respectivement 9 et 31. Un capteur 65 détectant la position du fil ou du ruban 16 dans une direction verticale, mais par ailleurs identique au capteur 60 déjà décrit, produit une valeur de mesure proportionnelle à la hauteur du fil ou du ruban 16, qui est introduite dans un régulateur R 5 dont la sortie est reçue par l'entrée d'un amplificateur A 5 qui alimente le moteur M 5 de réglage de la position verticale de la bobine 9. De la même façon, un capteur 66 disposé à proximité de la bobine réceptrice 31 détecte la position verticale du fil ou du ruban 16 à ce niveau et son signal de sortie est introduit dans un régulateur R 6 dont la sortie est reçue par un amplificateur A 6 qui alimente le moteur M 6 de réglage de la position verticale de la bobine 31.On remarquera que l'on pourrait, de façon pratiquement équivalente utiliser les capteurs 65 et 66 pour asservir la hauteur des capteurs 60 et 50 ainsi que des éléments 22 à 25 éventuellement présents au voisinage de ceux-ci. Ceci implique seulement que la distance entre les bobines émettrice et réceptrice soit suffisante pour que l'influence réciproque des différences de hauteur du fil ou du ruban 16 ne soit pas préjudiciable. Le trancannage automatique des bobines 9 et 31 met en oeuvre de façon connue des détecteurs de butée non représentés entraînant le changement du sens de rotation des moteurs M 3 et M 4. Des arrêts automatiques peuvent également être prévus (mauvaise régulation, nombre de tours désiré atteint, etc...). L'invention ne se limite pas à un dispositif de dévidage et de renvidage de fibre optique pour lequel le dispositif décrit ci-dessus a été plus particulièrement conçu, mais bien au contraire tout produit susceptible d'être enroulé et déroulé rentre dans le cadre de l'invention. Ainsi, le dispositif 1 peut être utilisé comme dispositif récepteur et le dispositif 3 comme dispositif émetteur, I'asservissement de vitesse pouvant être réalisé sur l'une ou l'autre des bobines, I'une des deux étant toutefois entraînée à une vitesse constante correspondant à la vitesse de défilement désiré. D'autre part, le dispositif 1 peut être mis en oeuvre comme dispositif émetteur ou récepteur dans toute machine de fabrication par exemple de câblerie et notamment comme dispositif récepteur en fin de chaîne de fabrication. Enfin, au cas où on met en oeuvre un dispositif de dévidage et un dispositif de renvidage, ceux-ci ne sont pas nécessairement d'axes parallèles, et peuvent relever de concep tions différentes. REVENDICATIONS 1. Dispositif de contrôle de la tension d'un fil ou d'un ruban lors d'une opération de dévidage et/ou de renvidage mettant en oeuvre au moins une bobine caractérisé en ce qu'il comporte un bras mobile (9, 10, M 2) autour d'un premier axe (12) et portant une bobine (9) selon un second axe (29) ainsi qu'un dispositif (17, 18, 19, 28) produisant une force de rappel du bras mobile (9, 10, M 2) et un asservissement (163, 165, R 2, A 2, M 2) de la position angulaire de consigne du bras mobile à une position angulaire donnée, cet asservissement (163, 165, R 2, A 2, M 2) produisant un signal agissant sur un organe (M 2) faisant varier la vitesse de déroulement du fil ou du ruban (16). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier axe (12) est vertical. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le second axe (29) est coplanaire avec le premier axe (12). 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la position angulaire du bras mobile est mesurée par un capteur optique (163, 165). 5. Dispositif comprenant une bobine de dévidage (9) et une bobine de renvidage (31), caractérisé en ce qu'il comporte au niveau de l'une d'entre elles un dispositif suivant l'une des revendications 1 à 4. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'organe faisant varier la vitesse de déroulement du fil est un moteur (M 1) commandant la bobine de renvidage (31). 7. Dispositif selon l'une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que la bobine de dévidage (9) est portée par le bras mobile (9, 10, M 2). 8. Dispositif selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un poste de travail disposé entre le dispositif de dévidage et le dispositif de renvidage. 9. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'au moins la bobine (9) portée par le bras mobile (9, 10, M 2) comporte un dispositif de trancannage (15, M 4) asservi par un dispositif de mesure (60) de la position longitudinale du fil ou du ruban (16) par rapport à la bobine (9) au voisinage de celle-ci. 10. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'au moins la bibine (9) portée par le bras mobile (9, 10, M 2) comporte un dispositif de translation de celle-ci selon un troisième axe perpendiculaire à son axe, asservi par un dispositif de mesure de la position transversale du fil ou du ruban (16) par rapport à ia bobine (9) au voisinage de celle-ci. 11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que le dispositif de translation comporte une platine (7, 167) supportant la bobine (9, 31) et un moteur (M 5, M 6) actionnant un système à crémaillère (121, 122, 123, 117, 118, 147 à 150) assurant la translatison, le guidage de la translation de la platine étant assuré par des rainures (107 à 110, 141 à 144) coopérant avec des pions (112 à 115, 141' à 144').