Brevet FR2566006A1 — publié le 19851220

L'invention concerne une machine pour la fabrication de fils tordus munie d'une courroie tangentielle sans fin, qui est entraînee par plusieurs dispositifs d'entrainement répartis sur sa longueur et entraîne de multiples groupes de travail par l'intermédiaire de noix. Une machine de cette espèce peut être conçue, par exemple, sous forme de métier à filer à anneau, de métier à retordre à anneau, de métier à filer à rotor à bout libre, de métier à filer à friction à bout libre, ou analogue. Le point commun de ces variantes de machine est qu'elles fabriquent des fils tordus. Comme matière première pour de tels fils tordus, on peut envisager, par exemple, des bourres, des fils sans fin ou des filaments. Les groupes de travail des machines de l'espèce indiquée, par exemple les broches, rotors, cylindres ouvreurs, etc., sont entraînés par des courroies tangentielles agissant sur des noix.Etant donné que les noix entrainées et leurs rouleaux presseurs sont entourés, bien que dans une mesure réduite, par la courroie tangentielle, il se produit, à cause du grand nombre des groupes de travail, une dépense notable d'énergie et une usure de la courroie par foulage. Cette consommation d'énergie et cette usure de la courroie augmentent globalement à mesure que le nombre des groupes de travail augmente, mais elles augmentent aussi pour chaque groupe de travail car, lorsque les groupes de travail se multiplient, il faut rendre la courroie tangentielle plus épaisse et/ou plus large pour transmettre la puissance nécéssaire. Pour diminuer les pertes d'énergie ainsi que l'effort imposé à la courroie tangentielle, on a déja proposé de prévoir, non seulement à l'un des points de renvoi frontaux mais à chacun des deux, une poulie de renvoi entraînée, entourée par la courroie tangentielle (DE-A 21 o8 335). Toutefois, étant donné que les machines de l'espèce indiquée au début ne peuvent pas, même avec des nombres de plus en plus grands de groupes de travail, présenter plusieurs fois deux poulies de renvoi de la courroie tangentielle, c'est seulement dans une mesure très limitée que l'on peut ainsi éviter la perte d'énergie et l'usure.En outre, étant donné qu'il est apparu que les pertes d'énergie dues au fonctionnement de la courroie tangentielle, rapportées à un groupe de travail, présentent un minimum dans le cas d'une disposition d'entraînement conçue pour environ 250 groupes de travail, mais qu'il est techniquement rationnel et souhaitable d'équiper de plus de 250 groupes de travail et jusqu a environ 1000 groupes de travail une machine à fabriquer des fils tordus, le problème de l'invention était d'indiquer des possibilités de transmission supplémentaire d'énergie à une seule courroie tangentielle de l'espèce indiquée au début.Elle vise à fournir un entraînement par courroie tangentielle présentant peu de pertes et nécessitant peu de moyens, pour des machines a fabriquer des fils tordus comportant de nombreux groupes de travail, sans qu a cet effet il soit nécessaire d'augmenter en certains endroits le pas des groupes de travail pour créer de la place, et sans que de grands enlacements supplémentaires soient nécéssaires. Selon l'invention, ce problème est résolu par le fait que la courroie tangentielle peut être poussée contre un rouleau de friction d'entraînement non seulement en ses points de renvoi dans les deux régions d'extrêmité longitudinale de la machine mais, en outre, à au moins un autre endroit, dans son tronçon pratiquement rectiligne, au moyen d'un rouleau presseur ou d'une noix, sans enlacement ou avec seulement un enlacement réduit, et puisse être entrainée au moyen de ce rouleau de friction. Par suite, on crée au moins un point d'entraînement supplémentaire qui n!applique pas d'efforts à la courroie tangentielle par de grands enlacements. Dans des conditions données, grâce au point d'entraînement supplémentaire, on arrive a diminuer l'effort appliqué à la courroie tangentielle tout en diminuant les pertes d'énergie Le point d'entraînement supplémentaire se trouve, par exemple, au milieu de la longueur de la courroie. Dans le cas d'une machine bilatérale, on prévoit avantageusement de chaque coté de la machine au moins un rouleau de friction d'entraînement selon l'invention. Selon un mode d'exécution de l'invention, le rouleau presseur est formé par la noix de l'un des groupes de travail. Alors, il n'est pas nécéssaire d'augmenter le pas entre groupes de travail voisins. Pour pouvoir maintenir le montage de la noix et ne pas devoir faire appel à des constructions spéciales, à la noix est avantageusement adjoint un rouleau antagoniste soulageant ses paliers de la pression. I1 est le plus souvent plus simple de prévoir un rouleau antagoniste que de modifier les paliers usuels de la noix d'un groupe de travail. Si un rouleau de friction d'entraînement et le rouleau presseur adjoint sont disposés de telle sorte qu'un plan contenant l'axe de rotation du rouleau de friction d'entraînement et du rouleau presseur est perpendiculaire a l'extension longitudinale de la courroie tangentielle, il ne se produit aucun angle d'enlacement et il ne peut pratiquement pas se produire de perte par foulage.Toutefois, il est apparu que même lorsqu'un rouleau de friction d'entraînement et le rouleau presseur adjoint sont disposés de telle sorte qu'un plan contenant l'axe de rotation du rouleau de friction d'entraînement et du rouleau presseur fait avec l'extension longitudinale de la courroie tangentielle un petit angle, par exemple ne dépassant pas 10 et lorsqu'il se produit donc un angle d'enlacement de cette grandeur, la perte par foulage est négligeable, mais que l'on peut diminuer notablement la pression d'application entre les rouleaux avec un même rendement de transmission d'énergie.Dans bien des cas, il est avantageux d'épargner pratiquement aux paliers des rouleaux l'influence du joint de la courroie tangentielle si - avec application du petit angle d'enlacement mentionné plus haut - la somme des rayons du rouleau de friction d'entraînement, du rouleau presseur et de l'épaisseur de la courroie tangentielle est plus grande que la distance entre les axes de rotation du rouleau de friction d'entraînement et du rouleau presseur. Pour uniformiser la transmission d'énergie à la courroie tangentielle sur son extension longitudinale, on propose, en outre, d'assurer l'entrai- nement dans chacune des deux régions d'extrêmité longitudinale de la machine au moyen de deux poulies de renvoi de courroie tangentielle, une seule de ces poulies de renvoi dans chaque région d'extrêmité longitudinale de la machine étant conçue pour être entraînée par un moteur électrique respectif. Avantageusement, il faut que celle des poulies de renvoi de courroie tangentielle, qui est actionnée par le moteur électrique correspondant, soit chaque fois celle sur laquelle la courroie tangentielle arrive en premier lieu, en partant de la rangée de broches voisine. Avantageusement, chaque poulie renvoie la courroie tangentielle de 90 . Grâce à la disposition par paires des poulies de renvoi dans les deux régions d'extrêmité longitudinale de la machine, on peut choisir librement les diamètres de ces poulies et donc les choisir assez petits pour que - en partant de moteurs à nombre de polies usuels et donc à vitesses de rotation courantes - on obtienne la vitesse nécessaire de la courroie tangentielle même lorsque, selon l'invention, les rouleaux de friction d'entraînement peuvent être disposés directement sur les arbres de rot or du moteur électrique correspondant, sans interposition d'un réducteur consommant de l'énergie. Cela comporte un autre avantage, à savoir que l'on peut utiliser des moteurs semblables aussi bien sur les rouleaux d'entraînement des régions d'extrêmite longitudinale de la machine que sur ceux du tronçon rectiligne de la courroie tangentielle. Cela permet l'alimentation des moteurs depuis une source unique, modifiant éventuellement la vitesse de rotation des moteurs par variation de ses paramètres, qui sont la tension, le courant et/ou la fréquence. Selon un mode d'exécution, il est prévu qu'au moins un des moteurs électriques puisse être débranché à volonté, de sorte qu'alorsla courroie tangentielle ne peut plus être entraînée que par l'autre ou les autres moteurs électriques. Par suite un fonctionnement économique de la machine en charge partielle devient possible si la machine, par exemple, dans des conditions de fonctionnement déterminées, fonctionne à une vitesse infe- rieure à sa vitesse maximale pour laquelle doit être prévue la puissance des moteurs d'entraînement. Le débranchement de certains moteurs peut aussi être avantageux une fois que la machine, après son accélération, qui nécessite la puissance d'entraînement accrue, fonctionne a sa vitesse de rotation de service, qui exige-une moindre puissance permanente d'entraînement. De préférence, les moteurs électriques entraînant les rouleaux de friction d'entraînement considérés peuvent servir seulement à l'entraînement de la courroie tangentielle sans servir encore à d'autres usages. Dans ce cas, d'autres organes de travail essentiels de la machine, tels que des bancs d'étirage, des plates-bandes, ou analogues, peuvent être entraînés par au moins un autre moteur électrique. Il peut alors être prévu avantageusement que l'un des moteurs électriques coopérant à l'entraînement de la courroie tangentielle serve en même temps de moteur pilote pour la commande ou la régulation de la vitesse de rotation d'au moins un des autres moteurs électriques. II est évident que par suite de la diminution de l'effrot appliqué à la courroie tangentielle lorsqu'on applique les mesures selon l'invention, on peut aussi diminuer l'allongement et l'usure de la courroie et que l'on peut utiliser des courroies plus minces et/ou plus étroites qui, par suite d'un moindre travail de foulage, présentent une moindre perte d'énergie. Sur les dessins sont représentés des exemples d'exécution de l'invention. A propos de ces exemples, on expliquera et on décrira l'invention plus précisément. Dans ces dessins la figure 1 est une vue en élévation schématique arrachée par l'avant d'un métier à filer à anneau, certains organes de travail seulement étant représentés ; la figure 2 est une vue en plan schématique arrachée de l'entraînement de courroie tangentielle de la machine de la figure 1, certaines noix des broches entraînées étant seules représentées ;; la figure 3 est une vue en élévation latérale schématique arrachée d'un groupe de travail, sur lequel est disposé un rouleau de friction d'entraînement la figure 4 montre un schéma de branchement des moteurs électriques servant a l'entraînement de la courroie, et les figures 5 à 7 montrent des dispositions de rouleaux de friction d'entraînement et de rouleaux presseurs. La machine 10 représentée arrachée sur les figures l et 2, conçue sous forme de métier à filer à anneau pour la fabrication de fils tordus, présente, à chacun des deux côtés longitudinaux, une rangée ininterrompue 11, 12 de noix 14 entrainées par une seule courroie tangentielle commune 13, et dont quelques-unes seulement sont représentées. Les noix 14 appartiennent selon la figure 3 à des dispositifs d'entraînement 114 de groupes de travail 115, qui sont ici representés sous forme de postes de filage et présentent chacun une broche 116 entraînée par la noix 14. La broche 116 porte la bottine 117, sur laquelle s'enroule le fil tordu fabriqué. La courroie tangentielle 13 est poussée contre les noix 14 par des rouleaux tendeurs 15, montés de manière à pouvoir tourner, et non entraînés. Au-dessus de chacune des deux rangées de broches se trouve une rangée de bancs d'étirage dont on a seulement représenté, sur la figure 1, deux cylindres inférieurs continus 16 des bancs d'étirage situés au coté antérieur de la machine. Comme le montre la figure 1, sur chaque côté longitudinal de la machine est, en outre, disposée une plate-bande 17, qui est guidée verticalement en ligne droite et peut être levée et abaissée par des câbles 19 courant cur des rouleaux de renvoi 18, ces câbles 19 s'enroulant sur un tambour 20 et se déroulant de celui-ci sous l'action d'un moteur réversible 21. La courroie tangentielle unique 13 de cette machine 10, qui entraîne des deux côtés longitudinaux de la machine les rangées de noix 11, 12 qui s'y trouvent, est renvoyée sur quatre poulies de renvoi au total, 22 à 25, disposées par paires aux côtés frontaux de la machine. De ces poulies, seules les poulies de renvoi 25 et 26 sont entraînées par moteur. Chacune des poulies de renvoi renvoie la courroie tangentielle d'environ 90 . L'entraînement de la courroie tangentielle s'effectue dans le sens des flèches A. Le sens d'entraînement de la courroie tangentielle 13 peut aussi, si on le désire, être inversé pour appliquer à volonté aux fils à fabriquer une torsion en S ou en Z. La figure 1 montre que la poulie de renvoi 24 est montée sur l'arbre de rotor 27 d'un moteur électrique 26. Par contre, la poulie de renvoi 22 est reliée a l'arbre de rotor 27 d'un autre moteur électrique 26'. Les moteurs électriques 26 et 26' peuvent être, par exemple, des moteurs asynchrones. Les paliers de la poulie de renvoi 23 et le moteur électrique 26' sont disposés de façon fixe à l'extrémité droite de la machine, sur un bâti 28 seulement représenté partiellement. Par contre1 les paliers de la poulie de renvoi 25 et le moteur électrique 26 sont disposés sur un coulisseau 29. Le coulisseau 29 peut être déplacé dans la direction longitudinale de la machine, suivant la flèche double B, au moyen d'une tige filetée 30 pouvant être entraînée manuellement ou par moteur et qui coopère avec le filetage d'un écrou 31 relié au coulisseau, pour tendre la courroie tangentielle 13. La courroie tangentielle 13 peut, en outre, être entraînée, dans son tronçon pratiquement rectiligne, en deux endroits opposés, chaque fois par un rouleau de friction d'entraînement 42, 43 qui pousse la courroie 13 sans enlacement contre un rouleau presseur respectif 40, 41. Les rouleaux presseurs considérés sont ici formés chacun par la noix 14 d'un groupe de travail, donc d'un poste de filage. La figure 3 montre, par exemple, que le rouleau presseur 41 coopérant avec le rouleau de friction d'entraine- ment 43 est identique à la noix 14 du dispositif d'entraînement 114 du groupe de travail 115. La figure 1 montre que le rouleau de friction d'entraînement 42 est fixé sur l'arbre de rotor 44 d'un moteur électrique 46. La figure 3 montre que le rouleau de friction d'entraînement 43 est fixé sur l'arbre de rotor 45 d'un moteur électrique 47 Les deux moteurs électriques 46, 47 sont fixés au bâti 28, comme le montre la figure 3 dans l'exemple du moteur électrique 47. La figure 3 montre qu'au rouleau presseur 41 est adjoint un rouleau antagoniste 49, qui soulage ses paliers 48 de la pression du rouleau de friction d'entraînement 43. La figure 4 montre une disposition de branchement possible pour le fonctionnement des moteurs électriques 26, 26', 46 et 47. Un appareil de commande 50 est raccordé à un réseau d'alimentation 51. L'appareil de commande 50 fournit à la ligne de distribution 52 une tension a fréquence variable. Chacun des quatre moteurs électriques peut être raccordé indivi duellement, par un interrupteur 53 à 56, à la ligne de distribution 52. Il est donc possible de débrancher à volonté au moins un des moteurs électriques. Les moteurs électriques 26', 46 et 47 servent exclusivement å l'entraînement de la courroie tangentielle 13. Le moteur électrique 26 ne sert pratiquement qu'à l'entraînement de la courroie tangentielle 13. Le rotor d'un moteur qui vient d'être débranché peut suivre la rotation à vide ou encore, pour le rouleau de friction d'entraînement considéré peut être prévue une roue libre afin que seul le rouleau de friction d'entraînement tourne à vide. Le moteur électrique 26 n'entraîne pas seulement la courroie tangentielle 13 mais aussi un transmetteur d'impulsions 32, qui fournit des impulsions d'une fréquence exactement proportionnelle à la vitesse de rotation du moteur électrique qui entraîne, ici le moteur 26 servant de moteur pilote. Ces impulsions sont des impulsions de commande destinées à deux diviseurs de fréquence 33, 34 ayant des rapports de division réglables, et qui fournissent des impulsions de commande destinées à des convertisseurs de circuit intermédiaire à courant continu 33', 34' qui fournissent des courants alternatifs de fréquences variables pour l'alimentation des deux moteurs à courant alternatif 21 et 35. Le moteur à courant alternatif 35 sert à l'entraînement des bancs d'étirage de la machine 10, dont les cylindres inférieurs 16 sont indiqués sur la figure 1.Le moteur 21 sert à l'entraînement de la plate-bande 17, comme on l'a déjà expliqué. Dans le présent exemple d'exécution, la courroie tangentielle 13 est renvoyée en quatre endroits. Selon la longueur et la constitution de la machine, il peut être nécessaire ou avantageux, au lieu de cela, de renvoyer seulement la courroie tangentielle 13 deux à trois fois aux extrémités. Les figures 5 à 7 montrent trois variantes d'exécution de la disposition du rouleau presseur ou noix 41 et du rouleau de friction d'entraînement 42. Dans la disposition selon la figure 5, le plan 59, dans lequel sont situés les deux axes de rotation 57, 58, est perpendiculaire à l'exten- sion longitudinale de la courroie tangentielle 13. Dans la disposition de la figure 6, ce plan 59' fait avec l'extension longitudinale de la courroie tangentielle un angle qui ne doit pas être supérieur à 10 . Dans la disposition de la figure 7, la somme des rayons R et r et de l'épaisseur D de la courroie est plus petite que l'espacement effectif s des axes de rotation 57 et 58. L'invention ne doit pas être limitée à l'exemple d'exécution représenté et décrit. Revendications 1) Machine pour la fabrication de fils tordus munie d'une courroie tangentielle sans fin, qui est entrainée par plusieurs dispositifs d'entrainement répartis sur sa longueur et entraine de multiples groupes de travail par l'intermédiaire de noix, caractérisée en ce que la courroie tangentielle (13) peut être poussée contre un rouleau de friction d'entraînement (42, 43) non seulement en ses points de renvoi dans les deux régions d'extrémité longitudinale de la machine mais, en outre, à au moins un autre endroit, dans son tronçon pratiquerent rectiligne, au moyen d'un rouleau presseur ou d'une noix (40, 41; 14), sans enlacement ou avec seulement un enlacement réduit, et peut etre entrainé au moyen du rouleau de friction d'entraîne- ment (42, 43). 2) Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que le rouleau presseur est formé par la noix 14) d'un groupe de travail (115). 3) Machine selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce qu'à la noix (14) est adjoint un rouleau antagoniste (49) soulageant ses paliers de la pression du rouleau de friction d'entraînement (40, 41 ; 14). 4) Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'un rouleau de friction d'entraînement (42, 43) et le rouleau presseur (41, 42 ; 14), qui lui est adjoint, sont disposés de telle sorte qu'un plan (59) contenant les axes de rotation (57, 58) est perpendiculaire à l'extension longitudinale de la courroie tangentielle (13). 5) Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'un rouleau de friction d'entraînement (42, 43) et le rouleau presseur (40, 41 ; 14), qui lui est adjoint, sont disposés de telle sorte qu'un plan (59) passant par les axes de rotation (57, 58) du rouleau de friction d'entrainement (42) et du rouleau presseur (41) fait avec l'extension longitudinale de la courroie tangentielle (13) un petit angle ne dépassant pas 10 . 6) Machine selon la revendication 5, caractérisée en ce que la somme des rayons (R, r) du rouleau de friction d'entraînement (42, 43) et du rouleau presseur (41, 42 ; 14) et de l'épaisseur (Dj de la courroie tangentielle (13) est plus petite que la distance (s) entre les axes de rotation (57, 58) du rouleau de friction d'entraînement (42, 43) et du rouleau presseur (41, 42 ; 14). 7) Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'entraine- ment s'effectue dans chacune des deux régions d'extrémité longitudinale de la machine au moyen de deux poulies de renvoi de courroie tangentielle (22/23 ; 24/25), une seule de ces poulies de renvoi (22 ; 24) dans chaque région d'extrémité longitudinale de la machine étant conçue pour être entraînée par un moteur électrique respectif (26; 26') pour l'entraînement de la courroie tangentielle (13). 8) Machine selon la revendication 7, caractérisée en ce que celle des deux poulies de renvoi de courroie tangentielle (22, 23 ; 24, 25) de chaque région d'extrémité de la machine, qui est entraînée par le moteur électrique correspondant (26, 26'), est chaque fois celle (22, 24) sur laquelle la courroie tangentielle (13) arrive en premier lieu, en partant de la rangée de broches voisine (11, 12). 9) Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que dans chacune des deux régions d'extrémité longitudinale de la machine est disposée une paire de poulies de renvoi de courroie tangentielle, et en ce que les poulies de chaque paire peuvent être entraînées conjointement par un moteur électrique. 10) Machine selon l'une quelconque des revendications 7 et 9, caractérisée en ce que chacune des poulies de renvoi de courroie tangentielle (22 à 25) renvoie la courroie tangentielle (13) d'environ 90 . 11) Machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisée en ce -que chaque poulie de renvoi de courroie tangentielle (22, 24) et/ou chaque rouleau de friction d'entraînement (42, 43) entraînés par un moteur électrique, sont fixés à l'arbre de rotor (27, 27', 44, 45) du moteur correspondant. 12) Machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caracté risée en yqu'au moins un des moteurs électriques (26, 26', 46, 47) peut être débranché à volonté de sorte qu'alors la courroie tangentielle (13) ne peut plus être entraînée que par l'autre ou les autres moteurs électriques. 13) Machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisée en ce que les moteurs électriques (26, 26', 46, 47) servent uniquement, ou pratiquement uniquement, à l'entraînement de la courroie tangentielle (13).