Brevet FR2524502A1 — publié le 19831007

i 2524502 L'invention concerne un métier à retordre, en par- ticulier pour le retordage de fils de verre, qui présente au moins un poste de travail muni d'une bobine d'alimenta- tion entraînée par son axe et d'une broche entraînée avec anneau et curseur pour le retordage et le bobinage du fil. Lorsqu'on travaille des fils de verre (fils à fila- ments de verre), il ne faut pas, autant que possible, toucher le fil en mouvement, mais surtout il faut le dévier le moins possible C'est pourquoi on connaît des métiers à retordre les fils de verre, sur lesquels on communique une rotation aux fils de verre, et qui présentent des bobines d'alimentation entraînées par leur axe, desquelles les fils se rendent à des broches entraînées en passant par des oeillets guide-fil et des curseurs guidés sur des anneaux La vitesse de mouvement du fil à chaque poste de travail est ici déterminée par la vitesse circonférentielle du point o le fil part momentanément de la bobine d'ali- mentation Etant donné que la distance de ce point de départ à l'axe diminue à mesure que le diamètre de l'enroulement de fil sur la bobine d'alimentation devient plus petit, la vitesse de mouvement du fil diminue aussi Pour limiter les différences de vitesse du mouvement du fil, on donne un grand diamètre aux bobines d'alimentation et une faible épaisseur à l'enroulement sur celles-ci. Toutefois, ces grandes bobines d'alimentation pré- sentent une masse appréciable, qui doit être accélérée lors du démarrage du métier, entraînée constamment en service et freinée lors de l'arrêt Leur grand diamètre conduit à un manque de place dans le râtelier des bobines d'alimentation et exige parfois l'application d'un plus grand écartement des broches que ne l'exigerait l'exécution des broches Les petites épaisseurs d'enroulement nécessitent un changement fréquent des bobines d'alimentation avec arrêt du métier et un plus grand travail Mais même de petites épaisseurs d'en- roulement causent déjà une variation de la vitesse de livrai- son du fil entre bobine d'alimentation pleine et vide. L'invention a pour but de permettre, sur les métiers à retordre les fils de verre, des bobines d'alimen- tation ayant un plus grand poids d'enroulement, et d'assurer 2 2524502 une vitesse constante de mouvement du fil. L'invention résout ce problème par le fait qu'elle prévoit un organe de mesure servant à capter la vitesse du fil, un entraînement de la bobine d'alimentation avec une vitesse de rotation réglable et un régulateur, dont l'entrée est reliée à la sortie de l'organe de mesure, et dont la sortie est reliée à l'entraînement de la bobine d'alimenta- tion Le régulateur peut, sous la dépendance de la vitesse captée du fil, modifier la vitesse de rotation de l'entraîne- ment de la bobine d'alimentation de façon telle qu'indépen- damment du diamètre de déroulement de la bobine d'alimen- tation, une vitesse déterminée du-fil soit maintenue. Selon un mode d'exécution, on propose de relier aussi cet organe de mesure à un compteur de longueur et d'interpréter en même temps le signal ainsi obtenu comme mesure de la longueur du fil qui a passé. Selon un autre mode d'exécution, on propose encore de relier cet organe de mesure à un dispositif d'arrêt qui, lorsqu'il se produit une rupture de fil, peut arrêter soit l'entraînement de la bobine d'alimentation, soit l'entraîne- ment de la bobine réceptrice, soit, de préférence, les entraînements des deux bobines Ainsi, le signal de mesure obtenu est encore amené à une troisième interprétation, indépendante des deux interprétations précédentes. En ce qui concerne l'organe de mesure, l'invention propose que celui-ci présente au moins un rouleau mis en rotation par le fil Dans le cas d'un seul rouleau, on peut prévoir que le fil entoure le rouleau sur un angle assez grand pour que le rouleau soit entraîné par le fil sans patinage notable, et que, par suite, sa vitesse de rotation est proportionnelle à la vitesse du fil Toutefois, dans bien des cas, il est avantageux d'exécuter l'organe de mesure sous la forme d'une paire de rouleaux, par la ligne d'enserrement desquels passe le fil L'avantage de cette disposition est que le fil ne subit aucune déviation. En outre, l'invention propose que l'organe de mesu- re présente un générateur tachymétrique entraîné par le rouleau, et qui fournit une tension ou une fréquence propor- tionnelle à la vitesse de rotation du rouleau Selon une 3 2524502 autre proposition de l'invention, l'organe de mesure présen- te un générateur d'impulsions entraîné par le rouleau et qui fournit une fréquence d'impulsions proportionnelle au nombre de tours du rouleau par unité de temps Ces signaux de sortie de l'organe de mesure sont appliqués au régula- teur, en tant que valeur instantanée de la vitesse du fil. Dans le cas d'un générateur d'impulsions, qui fournit, par tour du rouleau de mesure, un nombre déterminé d'impulsions numériques, ces nombres d'impulsions peuvent être directement additionnés dans un compteur numérique et indiqués sur un affichage Dans le cas o le générateur tachymétrique est exécuté sous forme de transmetteur analo- gique de valeur mesurée, cette valeur mesurée peut être affichée directement, en tant que vitesse du fil ou bien, étant additionnée dans le temps, servir de valeur mesurée de la longueur L'organe de mesure de longueur peut être un instrument indicateur pur et simple, mais il peut aussi être un compteur de longueur qui, lorsqu'une ou plusieurs valeurs réglables de longueur sont atteintes, fournit des signaux, qui commandent d'autres fonctions comme, par exemple, l'arrêt quand la bobine est pleine ou la progres- sion d'un programme de vitesse de rotation dépendant de la longueur du fil. Quand le rouleau de mesure arrive à l'arrêt, et que par suite le générateur tachymétrique, qui lui est relié, ne fournit plus de tension ni de fréquence, sans que les entraînements de la bobine d'alimentation et de la bobine réceptrice aient été mis hors d'action, cela peut être considéré purement et simplement comme l'indica- tion d'une rupture de fil. Selon l'invention, le régulateur influence l'en- traînement de la bobine d'alimentation dans le sens voulu pour maintenir constante la vitesse du fil. Ainsi, il est assuré que, la vitesse de rotation de la broche réceptrice restant la même, une rotation constan- te soit communiquée au fil par unité de longueur Dans d'autres cas, il est avantageux que, selon l'invention, le régulateur soit relié à un programmateur, qui prescrit au régulateur un programme de vitesse du fil correspondant à 4 2524502 la constitution de l'enroulement de la bobine Cela est important en particulier lorsqu'on modifie la vitesse de rotation de la bobine réceptrice au cours de la constitu- tion de l'enroulement, par exemple lorsqu'on la diminue lors du bobinage à de petits diamètres pour lesquels la contrainte de traction du fil est généralement plus grande. Dans ces cas, en faisant varier selon un programme la vites- se du fil, on peut assurer que le fil subisse également une rotation égale par unité de longueur. On arrive à maintenir de façon particulièrement fiable les valeurs de rotation, quand la vitesse de rotation de la bobine réceptrice est variable, si une entrée du régulateur reçoit un signal proportionnel à la vitesse de rotation de l'entraînement de la bobine réceptrice Cela peut s'effectuer, par exemple, par le fait que l'entrée du régulateur est reliée à la ligne d'alimentation de l'entraî- nement de la bobine réceptrice, et que par suite, elle règle la vitesse de rotation de la bobine d'alimentation confor- mément à la tension d'alimentation ou à la fréquence d'ali- mentation de cet entraînement, qui détermine la vitesse de rotation de la bobine réceptrice Dans un autre mode d'exé- cution de l'invention, l'entrée du régulateur est reliée à l'organe de réglage final de la vitesse de rotation de l'en- traînement de la bobine réceptrice et il subit l'action de cet organe de réglage final exactement de la même façon que celui-ci règle la vitesse de rotation de l'entraînement de la bobine réceptrice. Selon un autre mode d'exécution de l'invention, on propose de donner à l'entraînement de la bobine d'alimenta- tion la forme d'un moteur électrique à vitesse de rotation variable L'avantage en est que la commande de l'entraîne- ment de chaque bobine d'alimentation d'un métier à retordre les fils de verre est plus simple et plus indépendante Selon une autre proposition de l'invention, l'entraînement de toutes les bobines d'alimentation d'un métier est assuré depuis une source commune de force motrice, et entre cette source et chacune des bobines d'alimentation est interposée une transmission à rapport variable. Deux exemples d'exécution de l'invention, sous la 2524502 forme de l'un de plusieurs postes de travail d'un métier à retordre les fils de verre, sont représentés schématique- ment par les dessins, dans lesquels: la figure 1 montre en élévation latérale un premier mode d'exécution avec tous les éléments de travail essentiels d'un poste de travail la figure 2 est une vue en élévation latérale d'un autre mode d'exécution de l'entraînement de la bobine d'alimentation la figure 3 est une vue analogue à la figure 1, montrant un mode d'exécution élargi de l'invention; la figure 4 est une vue analogue à la figure 1, montrant encore un mode d'exécution élargi de l'invention, et la figure 5 illustre le mode de fonctionnement d'un autre mode d'exécution de l'invention. Le poste de travail présente une bobine d'alimen- tation 1, qui est entraînée, par son axe 2, sous l'action d'un moteur électrique à vitesse de rotation variable 3. Le fil 4, qui part de la bobine d'alimentation 1, passe par un guide-fil à position fixe ou mobile verticalement 5, et est tiré vers la broche 9 par un curseur 6,_qui est guidé sur un anneau 7 dans une plate-bande mobile vertica- lement 8 La broche 9 présente un entraînement sous la forme d'un moteur électrique 10 et d'une tige de broche 11, sur laquelle est glissé un tube 12, sur lequel se forme l'enrou- lement 13 du fil retordu 4. Selon l'invention est prévu un organe de mesure 14 servant à capter la vitesse du fil 4, et comprenant une paire de rouleaux montés de manière à pouvoir tourner, et dont un rouleau 15 est seul visible sur cette figure L'autre rouleau est placé derrière le rouleau 15 représenté et ils sont poussés l'un contre l'autre de façon souple, ce qui n'est pas représenté plus précisément Sur l'arbre 16 du rouleau 15 est disposé un générateur 17, dont la sortie est reliée à un régulateur 18 Le régulateur 18 est relié à l'entraînement 3 de la bobine d'alimentation 1 Une autre entrée du régulateur 18 peut être reliée à un programmateur 19. Selon la figure 2, une source de force motrice non 6 2524502 représentée, commune à plusieurs des postes de travail d'un métier et, par exemple, sous forme de moteur électrique, entraîne un arbre d'entraînement 20 passant le long des postes de travail, et dont le mouvement de rotation est transmis, au moyen d'un train à vis sans fin 21, 22, à une transmission 23, dont le rapport est variable de façon continue,et de celle-ci à l'arbre 2 de la bobine d'alimen- tation 1. On comprend que les éléments mentionnés du métier sont montés dans un bâti non représenté. Quand la broche 9 est en marche, le fil 4 est soumis à la contrainte de traction causée par le frottement du curseur 6 sur l'anneau 7 La vitesse que prend le fil sous l'action de cette contrainte de traction, en direction de la broche 9, est déterminée par la vitesse circonférentielle de la bobine d'alimentation 1, ou par sa vitesse de rotation assurée par l'entraînement 3 Lors de son mouvement, le fil 4 courant à travers la ligne d'enserrement de la paire de rouleaux 15 fait tourner cette paire de rouleaux, dont la vitesse de rotation est convertie, par le générateur 17, en un signal proportionnel, et est appliquée au régulateur 18. Le régulateur 18 influence la vitesse de rotation du moteur électrique 3 ou le rapport de la transmission 23, de telle sorte que la vitesse du fil reste la même indépendamment de diamètres de déroulement variables de la bobine d'alimenta- tion 1 Si, par exemple, la vitesse du fil augmente parce que le point de départ du fil se déplace d'un petit diamètre de la bobine d'alimentation, en a), à un plus grand diamètre b), la paire de rouleaux 15 est mise en rotation plus rapi- dement et le générateur émet un signal de potentiel plus élevé, par suite duquel le régulateur 18 est amené à diminuer la vitesse de rotation du moteur électrique 3 ou le rapport de la transmission 23, de façon telle que la vitesse du fil soit à nouveau ramenée à la valeur primitive prévue. Si dans bien des cas, il y a lieu de modifier la vitesse du fil, par exemple au début ou à la fin de la forma- tion de l'enroulement ou lors de l'enroulement sur de petits diamètres, en particulier de diminuer cette vitesse, la vi- tesse désirée du fil est prescrite au régulateur 18 par le 7 2524502 programmateur réglable 19, en tant que grandeur de référen- ce, et le régulateur règle alors l'entraînement de la bobine d'alimentation de manière à maintenir cette grandeur. Selon la figure 3, le signal de sortie de l'organe de mesure 14 est aussi amené à un compteur de longueur 24, qui indique la longueur de fil, qui a passé par la paire de rouleaux 15 Le compteur de longueur 24 peut aussi être conçu sous la forme d'un organe de mesure de longueur pouvant être remis à zéro et qui, lorsque des longueurs réglables sont atteintes, émet, par une ligne de sortie 25, un signal par lequel d'autres fonctions quelconques peuvent être déclenchées ou commandées. Comme le montre, en outre, la figure 3, une entrée du régulateur 18 peut être reliée, par une ligne 26, à la ligne d'alimentation 27 du moteur d'entraînement 10 de la bobine réceptrice 13, de sorte que le régulateur 18 règle la vitesse de rotation de la bobine d'alimentation 1 en fonction de la vitesse de rotation de la bobine réceptrice 13, qui est imposée à celle-ci par la fréquence d'alimenta- tion engendrée par un organe de réglage final de vitesse de rotation 28 dans la ligne d'alimentation 27, selon ce qui est prescrit par le programmateur 29. L'absence du signal de mesure venant de-l'organe de mesure 14 peut être interprété comme l'indice d'une rupture de fil et déclencher des signaux pour l'arrêt des entraînements 3 et 10 Etant donné toutefois que le rouleau de mesure 15, en vertu de son inertie, ralentit d'abord graduellement en cas de rupture de fil, et que l'organe de mesure 14 fournit alors encore au régulateur 18 des signaux, bien que décroissants, une rupture de fil n'est signalée de cette manière qu'avec un retard apprécia- ble. C'est pourquoi, selon l'invention est prévu un capteur auquel est appliquée une valeur limite supérieure de la vitesse de rotation de l'entraînement 3 de la bobine d'alimentation 1, le capteur émettant, lorsque cette valeur est atteinte, un signal d'arrêt pour arrêter les entraîne- ments 3 et 10 En effet, étant donné qu'en cas de rupture de fil la vitesse de rotation du rouleau de mesure 15 et donc 8 2524502 la valeur instantanée appliquée par l'organe de mesure 14 au régulateur 18 diminuent, le régulateur 18 transmet à l'entraînement 3 un signal de règlage final augmentant la vitesse de rotation La vitesse de rotation du rouleau de mesure 15, qui continue tout de même de diminuer, et la vitesse de rotation de l'entraînement 3, encore accrue en conséquence par le régulateur 18, conduisent très rapide- ment à une vitesse de rotation excessive de la bobine d'alimentation qui, au bout de très peu de temps, dépasse la valeur limite prescrite, par exemple 10 % de plus que dans les conditions normales de service avec fil Pour obtenir des temps de réponse particulièrement courts,le régulateur est avantageusement conçu sous forme de régula- teur proportionnel et intégral. Le capteur 36 peut, comme représenté sur la figure 4, être intégré au régulateur 18 et surveiller le signal de règlage final appliqué par le régulateur à l'organe de rè- glage final de vitesse de rotation 33, et qui détermine la vitesse de rotation de l'entraînement 3 de la bobine d'ali- mentation 1 Toutefois, le capteur peut aussi, selon la figure 3, être conçu sous forme de générateur tachymétrique 36, adjoint à l'entraînement 3, dont la tension de sortie est comparée dans un comparateur 37 à une valeur limite prescrite, et qui, lorsque cette valeur limite est dépassée, émet par la ligne 32 le signal d'arrêt. Dans un autre mode d'exécution avantageux de la détection de rupture de fil, qui réagit très rapidement, les signaux de mesure de l'organe de mesure 14, émis sous forme numérique, par exemple chacun sous la forme d'une impulsion distincte 30 à chaque tour du rouleau de mesure , peuvent être comparés dans le régulateur à une succession d'impulsions normales 31 engendrées dans le régulateur et correspondant à la succession d'impulsions du rouleau de mesure 15 à la vitesse de rotation de consigne, ainsi que le représente symboliquement la figure 5 Ainsi, les impul- sions normales 31 présentent, dans une position initiale, si le mouvement du fil est normal, une position de phase, dans laquelle elles coïncident avec les impulsions de mesure de l'organe de mesure 14, et s'annulent par suite de leur 9 2524502 polarité opposée. En cas de rupture de fil, par exemple au moment X, et donc de diminution de la vitesse de rotation du rouleau de mesure 15, les intervalles entre les impulsions de mesure 30 de l'organe de mesure 14 augmentent, les impulsions de mesure 30 et les impulsions normales 31 ne coïncident plus et ne s'annulent plus, ou plus complètement Les restes des impulsions normales 31, en hachures sur la figure 5, déclenchent alors le signal d'arrêt. La figure 4 montre un mode d'exécution de l'inven- tion, dans lequel l'organe de réglage final de vitesse de rotation 28 de l'entraînement 10 de la bobine réceptrice 13 transmet aussi par la ligne 34 un signal de réglage final au régulateur 18, de sorte que celui-ci, au moyen de l'orga- ne de réglage final de vitesse de rotation 33, peut régler la vitesse de rotation de l'entraînement 3 de la bobine d'alimentation 1 en fonction de la vitesse de rotation va- riable de l'entraînement 10 de la bobine réceptrice 13, de manière à maintenir une rotation choisie par unité de longueur Dans la ligne 34 peut être interposé un convertis- seur réglable de signal 35, qui modifie la transmission du signal de façon prescrite et permet ainsi de faire varier le rapport entre la vitesse de rotation de la bobine récep- trice 13 et la vitesse de rotation de la bobine d'alimenta- tion 1 et donc le nombre de rotations par unité de longueur de fil qui passe. 2524502 R E V E N D I C A T I O N S - 1 Métier à retordre, en particulier pour le retor- dage de fils de verre, présentant au moins un poste de travail muni d'une bobine d'alimentation entraînée par son axe et d'une broche entraînée avec anneau et curseur pour le retordage et le bobinage du fil, caractérisé en ce que chaque poste de travail présente un organe de mesure ( 14) servant à capter la vitesse du fil, un entraînement ( 3) de la bobine d'alimentation ( 1) avec vitesse de rotation variable et un régulateur ( 18), dont l'entrée est reliée à la sortie de l'organe de mesure ( 14), et dont la sortie est reliée à-l'entra nement ( 3) de la bobine d'alimentation ( 1). 2 Métier selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe de mesure ( 14) est relié à un compteur de longueur ( 24). 3 Métier selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un capteur ( 36, 36 ') surveille le signal de ré- glage final transmis par le régulateur ( 18) à l'organe de réglage final de vitesse de rotation ( 33) de l'entraînement ( 3) de la bobine d'alimentation ( 1) ou la vitesse de rota- tion de l'entraînement de la bobine d'alimentation, et lorsqu'une vitesse de rotation limite prescrite est dépas- sée, il émet un signal d'arrêt pour arrêter les entraîne- ments ( 3, 10) de la bobine d'alimentation et de la bobine réceptrice ( 13). 4 Métier selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe de mesure ( 14) présente au moins un rouleau ( 15) mis en rotation par le fil en mouvement ( 4). 5 Métier selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'organe de mesure ( 14) présente une paire de rouleaux poussés l'un contre l'autre de façon souple et par la ligne d'enserrement desquels passe le fil ( 4). 6 Métier selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'organe de mesure ( 14) présente un générateur tachymétrique ( 17) entraîné par l'un des rouleaux ( 15), et qui fournit la tension ou la fréquence proportionnelle à la vitesse de rotation du rouleau ( 15). 7 Métier selon la revendication 2, caractérisé il 2524502 en ce que l'organe de mesure ( 14) présente un transmetteur d'impulsions ( 17) entraîné par le rouleau ( 15), et qui fournit des impulsions proportionnelles à la vitesse de rotation du rouleau ( 15). 8 Métier selon la revendication 1, caractérisé en ce que le régulateur ( 18) est agencé pour influencer l'entraînement ( 3) de la bobine d'alimentation ( 1) dans le sens voulu pour maintenir égale la vitesse du fil ( 4). 9 Métier selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une entrée du régulateur ( 18) est reliée à un programmateur ( 19), qui prescrit au régulateur ( 18) un programme de vitesse du fil ( 4) correspondant à la consti- tution de l'enroulement ( 13) de la bobine ( 12). Métier selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'une entrée du régulateur ( 18) reçoit un signal proportionnel à la vitesse de rotation de l'entraînement ( 10) de la bobine réceptrice ( 13). 11 Métier selon la revendication 10, caractérisé en ce que dans la ligne menant à l'entrée du régulateur ( 18) est intercalé un convertisseur réglable de signal ( 35). 12 Métier selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'entraînement de la bobine d'alimentation ( 1) est conçu sous forme de moteur électrique ( 3) vitesse de rotation variable. 13 Métier selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'entraînement de la bobine d'alimentation ( 1) est conçu sous la forme d'une transmission à rapport variable ( 23) alimentée par une source de force motrice à vitesse de rotation constante.