Brevet FR2542767A1 — publié le 19840921

i 542767 L'invention concerne une machine de filature pour le bobinage de fils, comportant de multiples postes de tra- vail dont chacun présente au moins un moteur électrique individuel à vitesse de rotation variable, influençant la vitesse de travail (DE-A-23 26 176). Il est connu, par ce qu'on appelle les régula- teurs de filage, de faire varier de façon continue ou par étapes la vitesse des continus à anneau à filer ou à retordre sous la dépendance du diamètre d'enroulement du fil sur la bobine, afin d'obtenir des conditions optimales de filage Dans ce cas, on fait toujours varier de la même façon la vitesse de l'ensemble du métier, c'est-à-dire aussi bien de tous les organes de travail placés à la suite les uns des autres dans le sens de mouvement du fil. L'invention a pour but de fournir un dispositif qui permette de faire varier graduellement, de la même façon prescrite, la vitesse de travail de chacun de multi- ples postes de travail d'une machine de filature indépendam- ment de la vitesse de travail d'autres postes de travail de la même machine On y parvient grâce au fait qu'à chaque poste de travail est adjoint un organe de réglage de vitesse de rotation qui commande la vitesse de rotation du ou des moteurs électriques individuels et qui peut recevoir des signaux de commande d'un appareil de commande central régla- ble, pour modifier les vitesses de rotation des moteurs électriques individuels. Selon un mode d'exécution, l'appareil de commande est conçu sous la forme d'un générateur d'impulsions servant à émettre des impulsions de commande distinctes, approxima- tivement réparties uniformément dans le temps L'avantage de faire émettre des signaux de commande distincts par un appareil de commande central est que l'on peut faire varier dans une certaine mesure numériquement la vitesse de rota- tion du ou des moteurs électriques individuels à vitesse de rotation variable, par étapes pouvant être prédéterminées très exactement, et qu'ainsi, on peut atteindre avec plus de précision les vitesses prévues. Les exigences à remplir quant à la répartition uniforme des impulsions de commande dans le temps dépendent 2 2542767 des circonstances du cas d'espèce Ainsi, par exemple, si les exigences sont réduites quant à l'exactitude de la cons- titution de la bobine et si le réglage des vitesses de rotation s'effectue par étapes précises, il est possible de faire agir, à des intervalles de temps constants ou réglables, des séries d'impulsions de commande en nombre réglable. L'émission d'un signal de commande continu par un appareil de commande central a pour avantage que l'on peut obtenir un réglage continu de la vitesse de rotation du ou des moteurs électriques à vitesse de rotation variable. Il est connu (brevet FR 1 456 011) de prévoir deux réseaux d'alimentation à fréquence différente pour alimenter des moteurs électriques individuels et de prévoir une minuterie pour relier, en fonction du temps, les moteurs électriques individuels à chacun des réseaux. Toutefois, on ne peut ici obtenir que deux vitesses de rotation différentes des moteurs électriques. Il est connu, en outre, (DE-B-1 117 716), de prévoir, outre le réseau principal d'alimentation, un réseau auxiliaire dont la fréquence est accrue de façon répétée, d'une petite valeur à la fréquence du réseau prin- cipal, et auquel les moteurs synchrones individuels peuvent être reliés en vue de la montée en régime jusqu'à la vitesse de rotation de service Toutefois, ce réseau auxiliaire ne sert qu'à la montée en régime des moteurs et on n'obtient pas ainsi une vitesse de rotation variable en service. Un exemple d'exécution de l'invention est repré- senté par les dessins, dans lesquels la figure 1 est une vue en élévation latérale d'une partie d'un métier à retordre les fils de verre la figure 2 est un schéma par blocs des organes d'entraîne- ment de l'objet de la figure 1, et la figure 3 montre un graphique de vitesse en fonction du temps des organes de travail de la machine de la figure 1. L'objet de l'invention est décrit ci-après à propos d'un métier à retordre les fils de verre Comme on le voit par la figure 1, la machine 1 présente un bâti d'entraînement 2, qui contient des dispositifs d'entraine- 3 2542767 ment et de commande non représentés en détail pour le fonctionnement de la machine, ainsi qu'un bâti de machine 3. Dans la partie supérieure du côté longitudinal de ce bâti de machine 3 sont montées, de manière à pouvoir tourner, des bobines d'alimentation 4, qui sont actionnées chacune par un moteur électrique 5, et desquelles des fils 6 courent, en passant par des guide-fil 7, jusqu'à des curseurs, qui sont guidés par des anneaux 8 disposés dans une plate-bande 9 pouvant monter et descendre Les fils 7 s'enroulent sur des bobines 10 disposées sur des broches 11 Les broches 11 sont entraînées chacune par un moteur électrique individuel 12 fixé dans un banc à broches à position fixe 13 Chacun des postes de travail 14 entouré par des traits mixtes sur les figures 1 et 2 est formé d'une bobine d'alimentation 4 avec moteur 5, d'un guide-fil 7, d'un anneau 8, d'une bobine sur une broche 11 et d'un moteur de broche 12. L'alimentation des moteurs électriques indivi- duels 5 et 12 d'un poste de travail 14 est assurée par une ligne d'alimentation 15, par l'intermédiaire d'un organe de réglage de vitesse de rotation 16, qui permet de faire varier les vitesses de rotation des moteurs en faisant varier leur tension d'alimentation et/ou leur fréquence d'alimentation Les organes de réglage de vitesse de rota- tion 16 sont exécutés de telle sorte qu'ils permettent de régler les vitesses de rotation des moteurs correspondants et 12 indépendamment l'un de l'autre, mais de modifier leur réglage conjointement en respectant le rapport de vitesses de rotation établi. Le réglage de tous les organes de réglage de vitesse de rotation 16 d'une machine s'effectue conjointe- ment, depuis un appareil de commande central 17, par une ligne 18 L'appareil de commande central 17 transmet aux organes de réglage de vitesse de rotation 16, par la ligne 18, des signaux de commande qui les amènent à faire varier graduellement les vitesses de rotation des moteurs 5 et 12, par exemple à les augmenter Les signaux de commande par- tant de l'appareil de commande 17 peuvent être formés d'impulsions dont l'intervalle réglable et constant-peut être, par exemple, de 2 à 5 minutes si la durée d'une levée 4 2542767 (du remplissage d'une bobine 10) est, par exemple, de 2 à 8 heures Les intervalles des impulsions peuvent être réglés dans l'appareil de commande central 17 Les impul- sions agissent, dans les organes de réglage de vitesse de rotation 16, sur un élément de travail qui modifie la ten- sion d'alimentation ou la fréquence d'alimentation fournie aux moteurs 5 et 12 dans une mesure-prescrite qui corres- pond, par exemple, à une variation de vitesse de rotation de 50 tours/mn. La disposition peut aussi être telle que l'appa- reil de commande central 17 émette des impulsions de comman- de, dont l'intervalle est constant, mais dont l'amplitude est réglable, ou qui commencent à des intervalles de temps constants mais dont la durée est réglable et qui déclenchent une modification des vitesses de rotation des moteurs 5 et 12, cette modification étant proportionnelle à l'amplitude ou à la durée Dans un autre mode d'exécution, l'appareil de commande central peut, en outre, émettre une tension de commande ou fréquence de commande continue et variable qui, dans les organes de réglage de vitesse de rotation 16, entraîne des servomoteurs à une vitesse de rotation variable qui cause une modification graduelle des vitesses de rotation des moteurs 5 et 12, la vitesse de modification étant déterminée par la grandeur de la tension de commande ou de la fréquence de commande. Sur la figure 3, la courbe 19 représente la variation de la vitesse de rotation de l'un des moteurs 5- ou 12 en l'espace d'une levée, le temps étant porté en abscisses et la vitesse de rotation en ordonnées Après la mise en place d'un nouveau tube vide, le moteur d'entraî- nement monte en régime, dans le temps tl, de zéro à la vitesse de rotation nl La rapidité de cet accroissement est programmée à l'avance dans l'organe de réglage de vitesse de rotation 16 En partant de la vitesse de rotation nl commence la variation graduelle de la vitesse de rotation du moteur, qui est une augmentation dans l'exemple représen- té Au bout de l'intervalle de temps A t, l'organe de réglage de vitesse de rotation 16 reçoit de l'appareil de commande central li une impulsion de commande qui l'amène 2542767 à augmenter la vitesse de t: n Cela se répète à plusieurs reprises sur la levée, pendant le temps t 2, jusqu'à ce que la plus grande vitesse de rotation prévue N 2 soit atteinte. En partant de cette vitesse de rotation N 2, l'organe de réglage de vitesse de rotation 16 diminue la vitesse de rotation du moteur, pendant le temps t 3, jusqu'à zéro La rapidité de cette diminution est aussi programmée à l'avance dans l'organe de réglage de vitesse de rotation 16. La modification de la vitesse de rotation pour un pas de réglage à N de l'organe de réglage 16 et le nombre des impulsions de réglage qui atteignent l'organe de réglage dans le temps t 2 sont choisis de telle sorte qu'en partant de la vitesse de rotation initiale choisie nl, la plus grande vitesse de rotation prévue N 2 soit en tout cas atteinte avant que la bobine 10 ne soit pleine Le nombre des impulsions qui atteignent l'organe de réglage 16 est déterminé par le choix de l'intervalle d'impulsions At. La diminution de la vitesse de rotation du moteur jusqu'à zéro peut être déclenchée par le fait que la plus grande vitesse de rotation prévue soit atteinte ou par le fait qu'une longueur d'enroulement prescrite, mesurée par un compteur de métrage non représenté, soit atteinte sur la bobine 10 En même temps que le vitesse de rotation du moteur est ramenée à zéro par suite du remplissage de la bobine 10, l'organe de réglage de vitesse de rotation 16 est remis dans sa position initiale, depuis laquelle, après remise en action, il augmente la vitesse de rotation, en partant de zéro, jusqu'à la vitesse initiale nl. Le dispositif selon l'invention permet, en chacun des postes de travail, de remplacer une bobine 10 pleine par un tube vide, les autres postes de travail pouvant continuer de fonctionner sans être influencés. Après le changement d'une bobine, en appuyant sur un bouton de manoeuvre 20 de l'organe de réglage de vitesse de rota- tion 16, on rétablit l'alimentation des moteurs 5 et 12 et ainsi, on met en service le poste de travail 14 En chaque poste de travail, le programme de vitesse de rotation représenté par la figure 3 se déroule de façon échelonnée dans le temps relativement aux autres postes de travail. 6 254276 ? Sur la figure 3, on a indiqué par la courbe en trait mixte 21 le déroulement partiel du programme de vitesse de rota- tion en un autre poste de travail. Les courbes 19 et 21 de la figure 3 représentent la vitesse de rotation de deux moteurs 5 ou de deux moteurs 12 On comprend que l'autre moteur, affecté au poste de travail, est commandé selon une courbe de commande de vites- se 22 géométriquement analogue, située au-dessus ou en dessous de la courbe 20 selon le rapport de vitesse avec l'autre moteur. Le rapport des vitesses de rotation des moteurs et 12 peut être réglé sur les organes de réglage 16 De préférence, il est prévu que ce réglage du rapport s'effectue depuis un organe central de réglage de rapport 23, par l'in- termédiaire d'une ligne 24 Par suite, on évite les erreurs de réglage en différents postes de travail, qui condui- raient à des écarts dans les valeurs de torsion par unité de longueur des fils traités, qui doivent être respectées très exactement et sont déterminées par le rapport de ces vitesses de rotation. Sur la figure 3, on a représenté une allure linéaire précise de la variation de la vitesse de rotation en fonction du temps Si l'on modifie de façon continue le réglage des organes de réglage de vitesse de rotation 16, on peut aussi obtenir -une variation continue des vitesses de rotation des moteurs 5 et 12 Les organes de réglage de vitesse de rotation 16 peuvent aussi, sans difficulté, être programmés de façon telle que les modifications de vitesse de rotation 6 N déclenchées par des impulsions de commande de l'appareil de commande central 17 soient plus grandes ou plus petites dans la gamme supérieure que dans la gamme inférieure de vitesse de rotation Ainsi, on peut obtenir une allure non linéaire de la courbe de vitesse de rotation 19, qui peut correspondre, par exemple, à l'accrois- sement de diamètre de la bobine réceptrice dans le temps t 2, qui dans certains cas n'est pas linéaire. Les organes de réglage de vitesse de rotation 16 sont conçus de tellesorte que chacun, en cas de rupture du fil au poste de travail considéré, signalée à l'organe 7 2542767 de réglage par exemple par un casse-fil non représenté, diminue jusqu'à zéro les vitesses de rotation des moteurs correspondants 5 et 12 et les augmente à nouveau une fois que la rupture de fil a été réparée, plus précisément jusqu'au palier de vitesse qui était atteint lorsque la rupture s'est produite Ainsi, les organes de réglage 16 possèdent une mémoire pour la vitesse de rotation ou le palier de vitesse de rotation atteint avant un arrêt éven- tuel, par exemple à cause d'une rupture de fil, vitesse qui correspond, par exemple, à un diamètre d'enroulement déter- miné sur la bobine 10, et ils tendent à nouveau vers cette vitesse après une interruption de fonctionnement au cours d'une levée, pour modifier la vitesse, en partant de celle- ci, de la façon indiquée par l'appareil de commande central 17. Dans un mode d'exécution particulièrement avantageux de l'invention, les organes de réglage de vitesse de rota- tion 16 sont conçus sous forme d'onduleurs pour le fonc- tionnement sur quatre quadrants de sorte qu'ils peuvent aussi servir à freiner les moteurs 5 et 12 qu'ils alimen- tent Ils restituent ainsi de l'énergie à la ligne d'alimen- tation 15, alimentée par un redresseur 25 et constituant la barre à courant continu d'un circuit intermédiaire à courant continu et diminuent ainsi le besoin d'énergie de la machine. Un autre avantage de l'exécution avec circuit intermédiaire à courant continu et barre à courant continu à laquelle sont reliés tous les organes de réglage de vitesse de rotation agencés pour la restitution de- courant est que lorsqu'on arrête toute la machine, d'une part, des moteurs électri- ques individuels reliés à des éléments de travail qui ont une plus grande masse d'inertie et donc un fonctionnement par inertie plus lent restituent de l'énergie, avec freina- ge, au circuit intermédiaire à courant continu par lequel sont entraînés, d'autre part, des moteurs électriques indi- viduels reliés à des éléments de travail qui ont une moindre masse d'inertie et un moment résistant prédominant et qui s'arrêteraient plus rapidement Cela assure un fonctionne- ment par inertie approximativement synchrone de tous les éléments de travail, jusqu'au voisinage de l'arrêt, ce qui 8 2542767 évite des actions défectueuses sur le produit traité. On comprend que l'invention peut aussi être exécutée sur des machines de filature d'une autre espèce et d'une autre constitution que celle que l'on a décrite plus haut, comportant un ou plusieurs moteurs électriques individuels à vitesse de rotation variable pour chaque poste de travail, elle convient en-particulier à des machines à broches entraînées individuellement destinées à recevoir des bobi- nes d'enroulement comme les continus à anneau à retordre ou à filer, les bancs d'étirage avec retordage, les bobinoirs à retordage, les métiers à filer à rebobinage, et analogues. 9 2542767 R E V E N D I C A T I O N S - 1 Machine de filature pour le bobinage de fils, comportant de multiples postes de travail dont chacun pré- sente au moins un moteur électrique individuel à vitesse de rotation variable, influençant la vitesse de travail, machi- ne caractérisée en ce qu'à chaque poste de travail ( 14) est adjoint un organe de réglage de vitesse de rotation ( 16), qui commande la vitesse de rotation du ou des moteurs élec- triques individuels ( 5, 12) et qui peut recevoir des signaux de commande d'un appareil de commande central réglable ( 17), pour modifier les vitesses de rotation des moteurs électri- ques individuels. 2 Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'appareil de commande ( 17) est conçu sous la forme d'un générateur d'impulsions servant à émettre des impulsions de commande distinctes, approximativement répar- ties uniformément dans le temps. 3 Machine selon la revendication 2, caractérisée en ce que chaque impulsion de commande amène chaque organe de réglage de vitesse de rotation ( 16) à modifier la vitesse de rotation du ou des moteurs électriques ( 5, 12) qu'il alimente, dans une mesure prescrite (A n). 4 Machine selon la revendication 3, caractérisée en ce que le nombre d'impulsions de commande émises par unité de temps peut être réglé sur l'appareil de commande ( 17). Machine selon la revendication 4, caractérisée en ce que l'intervalle ( a t) des impulsions de commande est réglable. 6 Machine selon la revendication 2, caractérisée en ce que la durée d'une impulsion de commande détermine le degré de modification de la vitesse de rotation du ou des moteurs électriques individuels ( 5, 12) par l'organe de réglage de vitesse de rotation ( 16). 7 Machine selon la revendication 6, caractérisée en ce que la durée d'une impulsion de commande peut être réglée sur l'appareil de commande ( 17). 8 Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'appareil de commande ( 17) est conçu sous forme 2542767 de générateur de tension et/ou de fréquence servant à émet- tre une tension et/ou une fréquence variable de façon continue et la grandeur de la tension et/ou de la fréquence des signaux de commande qu'il émet détermine le degré de modification de la vitesse de rotation du ou des moteurs électriques individuels ( 5, 12) par chaque organe de réglage de vitesse de rotation ( 16). 9 Machine-selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'à la fin d'un cycle de vitesse de rotation, chaque organe de réglage ( 16) est remis automatiquement dans une position initiale en partant de laquelle il atteint, lors de la mise en service, la vitesse de rotation initiale (nl) du ou des moteurs électriques individuels. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque organe de réglage de vitesse de rotation ( 16) contient un programme de réglage selon lequel, lors de la mise en circuit, au début d'un cycle de vitesse de rotation, les vitesses de rotation des moteurs électriques sont augmentées graduellement de O à une vitesse de rotation initiale réglable (nl), sont modifiées graduellement, en partant de cette vitesse de rotation initiale, par les signaux de commande de l'appareil de commande ( 17) et sont diminuées rapidement jusqu'à O une fois qu'une vitesse de rotation finale réglable (n 2) a été atteinte. 11 Machine selon la revendication 1, comportant par poste de travail au moins deux moteurs électriques indivi- duels dont la vitesse de rotation est réglable indépendam- ment l'un de l'autre, caractérisée en ce que le rapport des vitesses de rotation des moteurs électriques individuels ( 5, 12) de chaque poste de travail ( 14) peut être modifié par réglage du rapport entre les alimentations électriques des moteurs électriques individuels par chacun des organes de réglage de vitesse de rotation ( 16). 12 Machine selon la revendication 11, caractérisée en ce que la modification de réglage des organes de réglage de vitesse de rotation ( 16), pour la modification du rapport des vitesses de rotation des moteurs électriques indivi- duels ( 5, 12), est assurée par un appareil de réglage cen- tral ( 23) réglant de la même-façon tous les organes de ré- il 2542767 glage de vitesse de rotation. 13 Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que les organes de réglage de vitesse de rotation ( 16) sont conçus sous la forme d'onduleurs agencés pour le fonctionnement sur quatre quadrants.