Brevet FR2596422A1 — publié le 19871002

La présente invention se rapporte à un appareil pour produire des structures textiles fibreuses, muni d'une pluralité d'organes récepteurs interchangeables qui servent à recevoir des structures fibreuses respectivement produites au cours de périodes principales, et qui sont remplacés par des organes récepteurs vides lors de périodes transitoires séparant les périodes principales, appareil dans lequel les organes de production concourant à la production des structures fibreuses devant être délivrées aux organes récepteurs, 10 ainsi qu'à leur engagement respectif sur ou dans ces organes récepteurs, peuvent être menés par l'intermédiaire d'un dispositif d'entraînement principal comprenant au moins un moteur à courant alternatif et au moins un mutateur de fréquence, ce mutateur de fréquence servant à alimenter au moins 15 un moteur à courant alternatif de ce dispositif d'entraînement principal en courant d'alimentation de fréquence réglable, ledit appareil présentant au moins un dispositif d'entrainement supplémentaire qui, lors des périodes transitoires, accomplit dans ledit appareil des processus ayant trait 20 au remplacement des organes récepteurs et/ou d'autres processus d'entraînement. Dans l'esprit de la présente invention, l'expression "moteurs à courant alternatif" désigne d'une manière générale des moteurs'électriques qui sont alimentés en courant 25 monophasé ou multiphasé, c'est-à-dire qui peuvent consister en n'importe quels moteurs asynchrones ou synchrones. De preférence, les moteurs à courant alternatif peuvent être des moteurs à courant triphasé. Les appareils auxquels l'invention se rapporte peuvent être, de préférence, des métiers de filature, des bancs d'étirage et des bancs à broches. Le métier de filature peut consister, de préférence, en une fileuse continue à anneaux, en une fileuse à cloches, en une peigneuse ou en des installations analogues. Cependant, l'appareil peut aussi éventuel35 lement être matérialisé seulement par une partie ou une région d'une machine, voire englober plusieurs machines associées agencées en succession. Par exemple, une fileuse continue à anneaux peut être fréquemment scindée en deux ou plus de deux régions qui produisent des filés indépendamment l'une de l'autre, par exemple être subdivisée en deux moitiés longitudinales; dans ce cas, chaque moitié longitudinale de la machine forme par elle-même un appareil pour produire des structures fibreuses. En variante, plusieurs cardes conjuguées à un banc d'étirage qui leur est associé peuvent constituer un appareil produisant des rubans de fibres, etc. Les organes récepteurs interchangeables de tels appa10 reils sont normalement des lanternes à filer, des cannettes ou des bobinots. Toutefois, il existe également d'autres organes récepteurs, par exemple des pots de filature dans des fileuses à pots. En général, les structures fibreuses devant être pro15 duites sur de tels appareils sont concrétisées par des ru- bans de fibres, des mèches et des filés ou des fils. Il est bien connu que des appareils du genre précité comportent un dispositif d'entraînement principal servant à entraîner les organes de production de ces appareils. L'ex20 pression "organes de production" désigne alors tous les organes qui contribuent à produire les structures fibreuses et à les enrouler sur des cannettes, des bobinots ou éléments analogues, ou bien à les introduire dans des lanternes, des pots ou éléments analogues. Au cours d'une période transitoire, les organes récepteurs ne sont plus alimentés en structures fibreuses, encore qu'il soit parfaitement possible, dans plus d'un cas, que des structures fibreuses continuent d'être produites pour un temps court au début d'une période transitoire; cependant, 30 lesdites structures sont alors dirigées non pas vers les organes récepteurs, mais vers d'autres zones de l'appareil considéré, par exemple vers des zones de sous-bobinage des broches d'une fileuse continue à anneaux o elles sont enroulées.. Ainsi, une période principale débute après un échange des organes récepteurs, dès que les organes récepteurs initiale- ment vides sont garnis de structures fibreuses, et elle s'achève à l'expiration du garnissage des organes récepteurs -4 3 _ par des structures fibreuses, en vue d'un remplacement consécutif de ces organes récepteurs. Lors des périodes transitoires individuelles, l'on remplace par des organes récepteurs vides les organes récepteurs qui ont été garnis de structures fibreuses au cours de la période principale précédente et sont désormais pleins, ensuite de quoi l'on peut redémarrer la production des structures fibreuses et leur délivrance aux organes récepteurs, ce qui marque le recommencement d'une période principale. L'appareil peut produire con10 tinûment des structures fibreuses pendant une période principale, et il est également possible d'interrompre de temps à autre cette production sans remplacer les organes récepteurs. De telles périodes d'interruption sont conséquemment englobées dans les périodes principales.15 Dans des appareils auxquels l'invention se rapporte, le dispositif d'entraînement principal peut commodément présenter, dans de nombreux cas, un seul et unique moteur électrique d'entraînement consistant normalement en un moteur asynchrone alimenté en courant triphasé, qui est alimenté au 20 moyen d'un mutateur de fréquence et dont la vitesse angulaire peut être commandée par réglage de la fréquence de sortie dudit mutateur. Cette commande au moyen d'un mutateur de fréquence permet de régler la vitesse angulaire de ce moteur soit en continu, soit en de nombreux paliers. Toutefois, dans des appareils également concernés par l'invention, le dispositif d'entraînement principal peut également présenter, dans de nombreux cas, plusieurs ou de nombreux moteurs électriques à courant alternatif à la place d'un unique moteur d'entraînement; un mutateur commun de 30 fréquence ou plusieurs mutateurs de fréquence peuvent être associés à ces moteurs, ou bien il peut aussi être prévu d'alimenter seulement un moteur ou un nombre partiel 'des moteurs du dispositif d'entraînement principal par l'intermédiaire d'un ou de plusieurs mutateurs de fréquence, et d'alimenter le ou les autres moteurs de ce dispositif d'entraînement principal d'une autre manière, de préférence directement à partir du secteur. Il estpar exemple! connu d'entraîner individuel- lement chaque broche d'une fileuse continue à anneaux au moyen d'un moteur propre respectif à courant alternatif, et d'entrainer également les bancs d'étirage au moyen d'un ou de plusieurs moteurs distincts à courant alternatif. Un mu5 tateur commun de fréquence peut être associé à tous ces moteurs, ou bien seulement aux moteurs d'entraînement des broches ou bien encore seulement au(x) moteur(s) d'entraînement des bancs d'étirage; en variante, plusieurs mutateurs de fréquence peuvent être prévus pour tous ces moteurs ou certains o10 d'entre eux. Des appareils de ce genre comportent fréquemment des dispositifs échangeurs fonctionnant automatiquement en vue de remplacer, par des organes récepteurs vides, les organes récepteurs garnis de structures fibreuses. Ce dispositif échangeur peut être mené au moyen d'un dispositif d'en15 trainement supplémentaire. Un ou plusieurs dispositifs d'entratnement supplémentaires peuvent également être prévus à d'autres fins, par exemple pour imprimer un mouvement aux bancs porte-anneaux d'une fileuse continue à anneaux ou au banc porte-anneaux d'une moitié d'une telle fileuse en phase de marche par inertie de cette fileuse, succédant à sa mise à l'arrêt et précédant son immobilisation, de telle sorte que les filés produits pendant cette marche par inertie de la fileuse soient enroulés non pas sur les bobinots, mais dans des zones de sous-bobinage des broches. En variante, au moins un -25 dispositif d'entraînement supplémentaire peut être prévu pour entraîner d'autres groupes ou organes, commepar exemple, des dispositifs de nettoyage remplissant des fonctions de nettoyage de l'appareil lors des périodes transitoires et/ou des dispositifs de contrôle effectuant des interventions de contrô30 le de l'appareil et/ou des organes de rappel provoquant des réarmements de l'appareil, etc. Les mutateurs de fréquence sont relativement onéreux. C'est pourquoi, dans de tels appareils, l'on prévoit même souvent des moteurs à courant alternatif à commutation de pola35 rité, moins onéreux, là o des mutateurs de fréquence auraient été à proprement parler plus favorables pour commander la vitesse angulaire des moteurs à courant alternatif considérés, 2596422 -du fait de la faculté de réglage continu ou multistade de la fréquence des courants d'alimentation de ces moteurs à courant alternatif. En revanche, des moteurs à commutation de polarité n'autorisent qu'un nombre restreint de paliers de vitesse angulaire différents, tandis que la fréquence de sortie d'un mutateur de fréquence est réglable en continu dans de larges limites,-voire même si on le souhaite en de nombreuses petites étapes, de sorte que la vitesse angulaire de chaque moteur à courant alternatif alimenté par ladite fré10 quence peut être commandée d'une manière correspondante. En outre, des moteurs à nombre de pôles variable sont relativement encombrants et requièrent conséquemment plus de place que des moteurs à courant alternatif à nombre de pôles invariable. L'invention a par conséquent pour objet de rendre plus économique l'utilisation du mutateur de fréquence ou au moins d'un mutateur de fréquence du dispositif d'entraînement principal d'un appareil selon le préambule du présent mémoire. Conformément à l'invention, cet objet est atteint par 20 le fait que le mutateur de fréquence ou au moins l'un des mutateurs de fréquence est commutable lors des périodes transitoires sur au moins un moteur à courant alternatif d'au moins un dispositif d'entraînement supplémentaire, en vue d'alimenter le ou les moteurs à courant alternatif considé25 rés en courant d'alimentation de fréquence réglable. Le fait que, conformément à l'invention, le ou au moins un mutateur de fréquence peut être commuté, pendant les périodes transitoires, du dispositif d'entraînement principal présentant au moins un moteur à courant alternatif au dispo30 sitif d'entraînement supplémentaire ou au moins à un dispositif d'entraînement supplémentaire, pour alimenter en courant de fréquence réglable au moins un moteur à courant alternatif de ce ou ces dispositifs, permet simultanément d'atteindre plusieurs avantages. Ainsi, le mutateur de fréquence 35 est mieux exploité, ce qui rend son emploi plus économique. De plus, des mutateurs de fréquence peuvent désormais s'avérer financièrement tolérables dans de nombreux cas, même avec des appareils de production de structures textiles fibreuses dans lesquels ils ne pouvaient pas être utilisés jusqu'à présent pour des raisons de co ts, ce qui implique une amelioration considérable des propriétés de ces appareils. Par ailleurs, grâce à l'alimentation d'au moins un moteur à courant alternatif d'au moins un dispositif d'entraînement supplémentaire par l'intermédiaire d'un mutateur de frequence, la ou les vitesses angulaires de ce ou ces moteurs considérés à courant alternatif sont désormais réglables contin 10 ment ou en de nombreux paliers, ce qui autorise un fonctionnement plus rapide, meilleur et éventuellement aussi plus précis et plus sensible du ou des organes de travail entrainés par le ou les moteurs à courant alternatif considérés. De la sorte, le fonctionnement du dispositif d'entraînement 15 supplémentaire considéré peut lui aussi être amélioré et il est même possible, dans de nombreux cas, d'abaisser les co ts impliqués par ce dispositif. L'invention va à présent être décrite plus en détail à titre d'exemple nullement limitatif, en regard du dessin anCO. nexe. La figure unique est un schéma synoptique d'un appareil 20 pour produire des structures textiles fibreuses. Cet appareil peut consister, par exemple, en une fileuse continue à anneaux ou en un métier de filature d'un autre type. Dans l'acception large, l'on admettra que cet exemple de réalisation concerne une fileuse continue 20 à anneaux. Cette fileuse continue 20 à anneaux présente un dispositif d'entraînement principal qui comporte un seul et unique moteur d'entraînement 15 dans le cas considéré, mais peut éventuellement aussi comprendre plusieurs ou de nombreux moteurs à courant alternatif, voire même dans certains cas des moteurs d'un autre type. Cette fileuse 20 possède par ailleurs deux dispositifs d'entraînement supplémentaires munis de moteurs 16, 17 et 18. Tous les moteurs 15 à 18 sont des moteurs à courant triphasé. Le moteur 16 constitue un dispositif d'entraînement supplémentaire du ou des bancs porte-anneaux de la fileuse 20. Plus précisément, ce moteur 16 remplit la fonction suivante: pendant chaque période principale, la partie maîtresSe de la fileuse 20, désignée schématiquement sous la forme d'un bloc 20" et présentant les mécanismes d'étirage, les broches et les bancs porteanneaux, produit des filés qui sont enroulés sur des bobinots enfilés sur lesdites broches. A cet effet, le moteur 15 d'entraînement principal entraîne d'une manière connue les mécanismes d'étirage, les bancs porteanneaux et les broches de la machine. A l'achèvement d'une période principale, le moteur d'entraînement 15 est mis à l'arrêt et la fileuse 20 tourne désormais sur son erre jusqu'à ce qu'elle s'immobilise. Une période transitoire débute déjà au cours de cette marche par inertie, car les bancs porte-anneaux sont désormais abaissés au moyen du moteur 16, à des positions dans lesquelles les filés qui continuent d'être produits alors que la fileuse tourne sur son erre sont enroulés non plus sur les bobinots, mais dans des zones de sous-bobinage des broches. Ainsi, le moteur 16 assure une fonction d'entraînement qu'il remplit au début de chaque période transitoire. Les moteurs 17 et 18 forment un second dispositif 19 d'entraînement supplémentaire pour entraîner un dispositif ' échangeur de bobinots servant à remplacer automatiquement, sur la fileuse 20, des bobinots pleins par des bobinots vides. Ce dispositif échangeur peut présenter, d'une manière connue, 25 une ou plusieurs bandes convoyeuses qui sont menées par le moteur 18 pouvant être enclenché et déclenché au moyen d'un interrupteur 27, et qui servent entre autres à transférer les bobinots vides, rendus nécessaires par un échange de bobinots, à la zone de dispositifs de préhension pouvant être 30 entraînés par l'intermédiaire du moteur 17. Ces dispositifs de préhension saisissent tout d'abord les bobinots pleins et les déposent sur les bandes convoyeuses, après quoi ils saisissent les bobinots vides et les placent sur les broches. Il est commode d'assurer le déroulement des mouvements 35 de ces dispositifs de préhension au moyen d'un moteur dont la vitesse angulaire peut être réglée en continu ou en de nombreux paliers dans des limites relativement larges, ce qui a lieu dans ce cas au moyen du moteur 17 et d'un mutateur de fréquence 11 pouvant être commuté sur son alimentation. En revanche, le moteur 18 doit tourner à une vitesse angulaire seulement et il peut par conséquent être raccordé au secteur 10, par l'intermédiaire de l'interrupteur 27. Le mutateur de fréquence 11 est lui aussi raccordé au secteur 10 de courant triphasé. Il peut s'agirde préférence d'un mutateur de fréquence à circuit indirect de courant continu, car de tels mutateurs de fréquence peuvent présen10 ter des plages de fréquences de sortie particulièrement grandes. La fréquence de sortie du courant triphasé de sortie du mutateur 11 peut être réglée en continu ou en de nombreux paliers, au moyen d'un organe de réglage 12 qui active d'une manière correspondante l'onduleur de ce mutateur 11. Cet 15. organe de réglage 12 peut être raccordé sélectivement, -au moyen d'un commutateur 14', à trois unités de commande programmée 22, 23 et 24. Le commutateur 14' est couplé mécaniquement à un autre commutateur 14 qui assure la commutation du mutateur de fréquence 11 sur le moteur respectif 15, 16 ou 17. Les commutateurs 14 et 14' présententpar ailleursdes contacts neutres D pour provoquer la mise hors fonction conjointe des moteurs 15, 16, 17 et des unités de commande programmée 22, 23, 24. L'appareil fonctionne de la façon suivante: pendant 25. chaque période transitoire, les bobinots pleins situés sur les broches sont remplacés par des bobinots vides, au moyen du dispositif 20' échangeur de bobinots illustré schématiquement sous la forme d'un bloc 20'. A cette fin, les commutateurs 14 et 14' sont placés conjointement sur leurs contacts -30 de commutation B. L'unité de commande programmée 23 commande ensuite l'interrupteur 27 d'une manière appropriée, pour enclencher et déclencher le moteur 18 associé aux bandes convoyeuses; cette unité commandeen outreila fréquence de sortie du mutateur de fréquence 11, par une activation corres35 - pondante de l'organe de réglage 12 de la manière nécessaire à l'entraînement des organes de préhension du dispositif 20' échangeur de bobinots, lequel mutateur 11 alimente alors le moteur 17 de telle sorte que ladite unité 23 puisse provoquer un déroulement approprié du mouvement des organes de préhension, avec vitesse angulaire variable du moteur 17 qui les entraîne. Dans ce cas, si nécessaire, une inversion du sens 5 de rotation du moteur. d'entraînement 17 peut également être programmée, ou bien l'unité de commande peut également activer des accouplements électromagnétiques, des mécanismes inverseurs ou mécanismes analogues qui commandent les inversions de mouvement des dispositifs de préhension. Il est essentiel que le moteur 17 puisse être alimenté, par le mutateur 11, avec un courant d'alimentation dont la fréquence de sortie peut être réglée par programmation dans de larges limites, de telle sorte que la vitesse angulaire du moteur 17 puisse être conséquemment réglée par programmation dans de 15 larges limites, et que des allures optimales de vitesse des mouvements des organes de préhension puissent par conséquent être atteintes au moyen du moteur 17, avec commande assurée par l'unité 23. Une fois l'échange de bobinots effectué, une période principale peut redémarrer et, à cet effet, les commutateurs 14 et 14' sont placés sur les contacts de commutation A; le moteur 15 est désormais alimenté par le mutateur de fréquence 11 avec un courant d'alimentation de fréquence réglable, ce réglage de la fréquence de sortie du mutateur et, par 25 conséquent, de la vitesse angulaire du moteur 15 d'entraînement principal, étant programmé par l'intermédiaire de l'unité de commande programmée 22. Ainsi, la mise en marche de la fileuse continue à anneaux peut avoir lieu de la condition arrêtée jusqu'à des vitesses angulaires de service, par l'in30 termédiaire de l'organe de réglage 12 et du mutateur de fréquence 11, avec programmation assurée au moyen de l'unité 22; en outre, si cela s'avère souhaitable, la vitesse de fonctionnement de la fileuse peut aussi être modifiée en permanence durant la période principale. Par exemple, cette vitesse de 35 la fileuse peut être réglée en continu, en fonction des mouvements des bancs porte-anneaux, afin de réduire les fluctuations de tension des fils. Lorsque les pelotes enroulées sur les bobinots pendant la période principale ont atteint leur grosseur définitive prévue, le moteur 15 d'entraînement principal est mis à l'arrêt, sa vitesse angulaire pouvant encore éventuellement avoir 5 été préalablement réduite de manière programmée, à partir de la dernière vitesse angulaire de fonctionnement considérée. -Le déclenchement du moteur 15 a lieu par commutation du commutateur 14 et par conséquent du commutateur 14' sur les contacts C, ce qui implique un enclenchement du moteur 16 et par 10 conséquent l'amorce d'une période transitoire. La vitesse angulaire de ce moteur 16 est commandée de manière prédéterminée, au moyen de l'unité de commande programmée 24, par l'intermédiaire de l'organe de réglage 12 et du mutateur de fréquence 11, avec une variabilité telle que, pendant la mar$15 che par inertie de la fileuse qui a désormais lieu, les bancs porte-anneaux soient animés de mouvements tels que les filés qui sont alors produits soient enroulés dans les zones de sous-bobinage des broches. Les commutateurs 14 et 14' sont ensuite placés sur leurs contacts de commutation B, si bien 20 que les bobinots pleins situés sur les broches de la fileuse sont remplacés de la manière décrite par des bobinots vides, au moyen du dispositif échangeur 20', avec commande programmée par l'intermédiaire de l'unité 23. Ensuite, les commutateurs 14 et 14' peuvent être ramené-s sur les contacts de 25 commutation A, en vue d'une nouvelle production de filés. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à l'appareil décrit et représenté, sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Appareil pour produire des structures textiles fibreuses, muni d'une pluralité d'organes récepteurs interchangeables qui servent à recevoir des structures fibreuses respectivement produites au cours de périodes principales, et qui 5 sont remplacés par des organes récepteurs vides lors de périodes transitoires séparant les périodes principales, appareil dans lequel les organes de production concourant à la production des structures fibreuses devant être délivrées aux organes récepteurs, ainsi qu'à leur engagement respectif O10 dans ou sur ces organes récepteurs, peuvent être menés par l'intermédiaire d'un dispositif d'entraînement principal.comprenant au moins un moteur à courant alternatif et au moins un mutateur de fréquence, ce mutateur de fréquence servant à alimenter au moins un moteur à courant alternatif de 15 ce dispositif d'entraînement principal en courant d'alimentation de fréquence réglable, ledit appareil présentant au moins un dispositif d'entraînement supplémentaire qui, lors des périodes transitoires, accomplit dans ledit appareil des processus ayant trait au remplacement des organes récepteurs 20 et éventuellement, ou en variante, d'autres processus d'entralnement, appareil caractérisé par le fait que le mutateur de fréquence (11) ou au moins l'un des mutateurs de fréquence est commutable lors des périodes transitoires sur au moins un moteur à courant alternatif (16, 17) d'au moins un dispo25 sitif d'entraînement supplémentaire (16, 19), en vue d'alimenter le ou les moteurs à courant alternatif considérés (16, 17) en courant d'alimentation de fréquence réglable. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'au moins une unité respective de commande program30 mée (22, 23, 24) est associée au dispositif d'entraînement principal et au moins à un dispositif d'entraînement supplementaire, en vue de la commande programmée de la fréquence de sortie du ou des mutateurs de fréquence considérés (11). 3. Appareil selon la revendication 1 ou 2, caractérisé 35 par le fait que le dispositif d'entraînement supplémentaire ou au moins un dispositif d'entraînement supplémentaire (19) sert à l'entraînement d'un dispositif échangeur assurant le remplacement des organes récepteurs.