Brevet FR2594924A1 — publié le 19870828

PROCEDE D'EQUILIBRAGE DE ROULEAUX NOTAMMENT DE MATERIAUX TEXTILES IMPREGNES DE LIQUIDE ET DISPOSITIF POUR SA MISE EN OEUVRE La présente invention vise à remédier aux inconvénients occasionnés par les phénomènes de balourd se produisant notamment dans des rouleaux de matériaux textiles imprégnés de liquide, tel que de l'eau ou des produits de traitement. A ce jour, les problèmes de balourd n'ont encore jamais été soulevés, cependant, ils entraînent des frais de maintenance et de réparation très élevés. Afin d'éviter au maximum ce phénomène de balourd, les rouleaux de tissu imprégnés de liquide sont généralement placés sur des dispositifs appelés tireurs qui font tourner en continu ces rouleaux autour de leur axe, par l'intermédiaire de motoréducteurs électriques ou de moteurs hydrauliques, jusqu'à ce que le rouleau soit utilisé ou que le tissu soit sec. Malgré cette rotation en continu des rouleaux, il se forme néanmoins la plupart du temps un balourd, qui peut aller jusqu'a provoquer des détériorations du vireur. Outre l'aspect coût de maintenance (coût de rotation des vireurs, de réparation de ceux-ci et d'occupation au sol des rouleaux sur leurs viveurs, etc...), ces balourds ont également une influence sur la qualité du tissu obtenu. En effet, au point de décollement du tissu du rouleau, il se produit des phénomènes d'allongement de la chaîne, qui provoquent des déplacements de trame et donnent lieu à l'apparition de moirages (anneaux de Newton), pouvant être particulièrement importants pour des tissus légers et qui sont bien évidemment préjudiciables à la qualité du tissu obtenu. Le but de la présente invention est de remédier à ces inconvénients et de fournir un procédé permettant d'équilibrer les rouleaux de matériau textile imprégné de liquide, et entraînés en rotation autour de leur axe sur des dispositifs de type virer, afin de supprimer tout phénomène de balourd sur ces rouleaux. tout en nécessitant des coûts de maintenance peu. élevés. Ce but est atteint en ce que le procédé selon l'invention consiste à détecter la position du balourd, à ramener celui-ci au-dessus de l'axe de rotation du rouleau et à l'y maintenir pendant un temps prédéterminé en arrêtant la rotation du moteur d'entraînement, de façon à faire migrer la masse de liquide constituant le balourd vers le bas par effet de gravité, puis à recommencer ces différentes étapes jusqu'a ce que le balourd soit sensiblement éliminé. De cette façon, le rouleau de matériau textile ne tourne que par intermittence, ce qui permet déjà de réaliser une économie d'énergie puisque le moteur d'entraînement du rouleau ne tourne pas de façon continue. En outre, le fait d'éliminer le balourd permet de supprimer les défauts de moirage des tissus dus à celui-ci et, par conséquent, d'améliorer la qualité de ceux-ci, et permet également de réduire la puissance des moteurs destinés à faire tourner les rouleaux sur les machines utilisatrices. Avantageusement, la position du balourd est déterminée par la détection de la variation de la charge du moteur d'entraînement du rouleau. En effet, lorsque le balourd se trouve entre la position d'équilibre stable et la position d'équilibre instable, dans le sens de rotation du rouleau, il induit sur celui-ci un moment de rotation résistant qui s'oppose au moment du couple de rotation du moteur, en tendant à ramener celui-ci vers sa position d'équilibre stable, et accroît donc la charge du moteur d'entraînement. De même, si le balourd se trouve entre la position d'équilibre instable et celle d'équilibre stable, dans le sens de rotation du rouleau toujours, il donne lieu à un moment de rotation non plus résistant mais moteur, dont l'effet s'ajoute à celui du couple d'entraînement exercé par le moteur, et qui diminue donc la charge de ce moteur d'entraînement. Par conséquent, la variation de la charge sur le moteur d'entraînement permet de déterminer la position du balourd. Cette variation de la charge du moteur d'entraînement peut être détectée de multiples façons, par exemple, à l'aide de capteurs de couple qui mesurent directement la variation de couple du moteur d'entraînement, liée à la charge de celui-ci. Ces capteurs de couple donnent une indication positive ou négative suivant que le moment dû au balourd est moteur ou résistant et permettent donc de déterminer avec précision la position du balourd. Si le rouleau est réuni à son moteur d'entraînement par l'intermédiaire d'un système à pignon et chaîne par exemple, il suffit de mesurer lequel des deux brins de la chaîne est tendu pour savoir si le rouleau est menant (c'est-à-dire si le moment de rotation de son balourd est moteur) ou s'il est mené (c'est-à-dire si le moment de rotation de son balourd est résistant). Un autre moyen de détecter la position du balourd consiste à fixer le moteur d'entraînement du rouleau par une fixation déformable (telle que des amortisseurs hydrauliques, amortisseurs connus sous la dénomination commerciale "silent-bloc", etc...) et à mesurer les déformations de cette fixation selon que le rouleau est mené ou menant, à l'aide de capteurs connus, ou à mesurer directement les contraintes induites sur le support du moteur à l'aide de tous capteurs connus tels que jauges de contrainte résistives métalliques, semi-conductrices ou piezo-résistives, capteurs piezoélectriques, capteurs à magnétostriction, capteurs à jauges d'extensométrie, capteurs de force par mesure de déplacement, jauges de sensibilité transversale, etc.... La variation de la charge du moteur d'entraînement peut également être détectée à l'aide de capteurs électriques et/ou électroniques. Par exemple, si le moteur utilisé pour faire tourner le rouleau est un moteur électrique asynchrone, la variation de charge du moteur peut être détectée par la mesure du cos tp, ou la variation de vitesse de celui-ci. Dans le cas de vireurs hydrauliques, la variation de charge des moteurs hydrauliques assurant la rotation peut être déterminée en fonction des variations de débit ou de pression données par des capteurs de débit ou de pression montés sur les canalisations hydrauliques. Selon une forme de réalisation préférée, I'arrêt du moteur d'entraînement est commandé par le passage du moment de rotation dû au balourd de la valeur nulle à une valeur positive (correspondant à un moment de rotation moteur) supérieure à une valeur prédéterminée correspondant au seuil de détection du capteur. De cette façon, on est certain que le rouleau n'est arrêté que lorque le balourd se trouve au-dessus du centre de rotation du rouleau. En effet, le moment de rotation dû au balourd est nul, lorsque celui-ci se trouve au-dessus ou au contraire au dessous du centre de rotation, dans la direction verticale, ce qui correspond respectivement à la position d'équilibre instable et à la position d'équilibre stable, et, par conséquent, le moment de rotation ne passe de la valeur nulle à une valeur positive que lorsqu'il passe de la position d'équilibre instable à une autre position dans le sens de rotation du moteur. En outre, après chaque airrt le moteur redémarre en sens inverse, de sorte que le rouleau effectue ainsi un mouvement oscillatoire de part et d'autre de sa position d'équilibre instable. Avantageusement aussi, la durée de maintien du balourd au-dessus de l'axe de rotation du rouleau est calculée de façon qu'il subsiste toujours un petit balourd résiduel supérieur à la sensibilité du capteur, de façon que le cycle puisse être répété sans arrêt jusqu'à ce que le rouleau soit enlevé du dispositif pour être utilisé ou qu'il soit sec. En effet, il n'est pas possible d'arrêter totalement la rotation du rouleau, car il se formerait alors un balourd. De toute façon, I'invention sera bien comprise et d'autres carac téristiques seront mises en évidence à l'aide de la description qui suit en référence au dessin schématique annexé illustrant le procédé selon l'in vention et montrant un exemple de réalisation non limitatif d'un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. Figure 1 est une vue de côté d'un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention Figure 2 est une vue de face du dispositif de figure 1 Figures 3 à 7 sont des schémas illustrant les différentes étapes du procédé selon l'invention. Le dispositif d'équilibrage montré aux figures 1 et 2 est formé essentiellement d'un motoréducteur 1 équipé d'un frein à absence de courant et dont l'arbre de sortie 2 est relié, par l'intermédiaire d'une transmission à cardans (non représentée sur le dessin) à un rouleau de tissu 10, non représenté sur les figures 1 et 2, d'axe sensiblement parallèle à celui du motoréducteur et monté rotatif autour de son axe sur un vireur (non représenté sur le dessin). Ce rouleau 10 peut être également monté coaxiale ment à l'arbre 2 du motoréducteur I et être entraîné directement par celui-ci. Ce motoréducteur 1 est monté sur une plaque 3 qui est reliée au support de sol 4 par quatre amortisseurs 5, de type connu sous la dénomination commerciale "silent-bloc". A ces quatre amortisseurs 5 peu vent être également associés deux amortisseurs hydrauliques, de façon à réaliser un ensemble amortisseur ne pouvant pas entrer en résonnance mécanique. Le capteur de variation de la charge du moteur 1 est formé d'une tige verticale 6 et de deux détecteurs magnétiques 7,8. La tige 6 est fixée par une extrémité à la face inférieure 3a de la plaque 3 ; elle traverse la plaque supérieure du support de sol 4 par un trou 4a et est munie à son autre extrémité d'une barrette 9 apte à exciter l'un ou l'autre des détecteurs magnétiques 7,8 selon les déformations des silent-blocs 5. celles-ci étant liées à la charge du moteur 1. Ainsi, si l'on considère que le rouleau de tissu est placé dans le prolongement du motoréducteur 1, c'est-à-dire à gauche de celui-ci dans la figure 1, et que le sens de rotation de celui-ci est le sens horaire, on concevra aisément que, lorsque le rouleau de tissu devient moteur sous l'effet de son balourd, I'en;cmble motoréducteur I-plaque 3 bascule légè- rement sur la gauche et, que la barre 9 vient alors actionner le détecteur magnétique 8. Inversement, lorsque le balourd engendre un moment résistant à la rotation pour le motoréducteur 1, celui-ci bascule légèrement sur 1 droite avec la plaque 3 en comprimant les amortisseurs 5 situés à droite et le détecteur magnétique 7 situé à droite dans la figure 2 est actionné par la barre 9. Les deux détecteurs 7,8 sont, en outre, reliés à un circuit de commande triangle-étoile du moteur électrique 1 de type connu en soi et non représenté sur le dessin. Le fonctionnement de ce dispositif qui est illustré schématiquement aux figures 3 à 7 est le suivant On considère que le rouleau 10 de tissu est monté rotatif autour de son axe, passant par le centre de rotation G de ce rouleau 10 et qu'il présente un balourd matérialisé par son poids P sur les figures 3 à 7, et appliqué en son centre de gravité g. A I'instant To (Cf. figure 3), le rouleau 10 est en équilibre stable, son balourd P étant si tué en-dessous de l'axe de rotation G dans la direction verticale. Comme la direction d'application du poids P passe par l'axe G, le moment de cette force par rapport à celui-ci est nul. Lorsque le moteur 1 est mis en route dans le sens horaire (Cf. flèche 11). le moment du poids P par rapport au point G, qui est alors résistant, c'est-à-dire de sens opposé au moment du couple de rotation, évolue en fonction du cosinus de l'angle t . 11 atteint une valeur maximale (en valeur absolue), lorsque le point g se trouve sur la ligne OG, puis rediminue à nouveau (toujours en valeur absolue), lorsque le point g passe de la ligne OG à la ligne AG (Cf. figure 4). Lorsque le balourd P atteint la position représentée à la figure 5, le rouleau 10 est en position d'équilibre instable et le moment du poids P par rapport à l'axe G est à nouveau nul. Il est à noter que pendant le passage du rouleau de la position d'équilibre stable (figure 3) à la position d'équilibre instable (figure 5), le balourd P exerce un moment de rotation résistant sur ce rouleau 10 et que, par conséquent, le détecteur magnétique 7 est excité, dès que la surcharge ainsi créée sur le moteur 1 excède la sensibilité de ce détecteur. Cependant, le système de commande du moteur 1 est conçu de façon à ne pas déclencher l'arrêt du moteur, tant que le détecteur 8 n'a pas été excité, et, par conséquent, I'excitation du détecteur 7 ne provoque rien dans un premier temps. Le rouleau 10 poursuivant sa rotation, le moment du balourd P par rapport à l'axe de rotation G augmente à nouveau et s'ajoute cette fois-ci au moment du couple du moteur d'entraînement, puisque le rouleau 10 devisent alors menant. A partir d'une certaine position du poids P, correspondant à un moment déterminé (Cf. Figure 6), le détecteur magnétique 8 est actionné par la barre 9, ce qui provoque immédiatement l'arrêt du motoréducteur 1. Le rouleau 10 est donc maintenu dans la position montrée à la figure 6 pendant une durée prédéterminée, en l'occurrence d'environ 2,5 à 3 minutes. Pendant ce temps. le liquide qui constitue le balourd P a migrer vers le bas sous l'effet de la granité et se répartir dans le rouleau de tissu 10. Au bout de cette durée. le moteur 1 est remis en marche en sens inverse, c'est-à-dire dans le sens anti-horaire (flèche 12). Le rouleau tourne jusqu'à ce que le moment du poids P provoque le déclenchement du détecteur 7 (Cf. Figure 7) : à ce moment, le moteur s'arrête a nouveau quelques minutes. puis redémarre en sens inverse (flèche 11), jusqu'à atteindre la position de déclenchement du détecteur 8 ( Figure 6), et le cycle recommence, c'est-à-dire que le rouleau de tissu 10 oscille de part et d'autre de sa position d'équilibre instable (Cf. Figure 5), jusqu'à ce que le centre de gravité g du balourd P ait atteint le centre de gravité G du rouleau 10, c'est-à-dire jusqu'à ce que le balourd P soit supprimé et le rouleau équilibré. Cependant. la durée de maintien du rouleau 10 à l'arrêt est calculée de préférence de façon qu'il subsiste toujours un petit balourd résiduel apte à induire un moment par rapport à l'axe G supérieur à la sensibilité des détecteurs 7,8, de façon que le cycle s'effectue sans interruption. jusqu'à ce que le rouleau 10 soit enlevé du dispositif d'équili brage. Le moteur 1 choisi est un moteur de faible puissance 1,1 kW et tournant lentement, 4 tours/minute ; il effectue donc un tour complet en 15 secondes. Par conséquent, le passage de la position de la figure 3 à la figure 6 s'effectuera en à peu près 7,5 secondes, alors que la durée d'arrêt du moteur sera de 150 à 180 secondes (2,5 à 3 minutes). On voit donc que l'économie en énergie réalisée à l'aide du dispositif est très importante, puisque le moteur utilisé est de faible puissance et qu'il ne tourne que de 4 à 7 secondes, toutes les 2 à 3 minutes. Bien entendu, le circuit de commande du motoréducteur sera alors conçu de façon que l'actionnement du détecteur 7 ne provoque pas l'arrêt du moteur, tant que le détecteur 8 n'aura pas été actionné ; en effet, si cela n'était pas le cas, le moteur serait arrêté, alors que le balourd se trouverait en-dessous du centre de gravité G du rouleau 10 (c'est-à-dire dans le quadrant délimité par OGP dans la figure 3). Bien entendu, la durée de maintien du rouleau à l'arrêt sera réglée en fonction des caractéristiques de perméabilité du textile, c'est-à-dire en fonction de la facilité de migration du liquide du balourd à travers celui-ci. Outre l'économie d'énergie réalisée à l'aide du dispositif selon l'invention, celui-ci permet également de réduire les frais de maintenance liés aux détériorations dues au balourd, d'améliorer la qualité des tissus obtenus, de diminuer la consommation des machines (notamment les machines de déroulage) sur lesquelles sont montés les rouleaux ainsi débarrassés de leur balourd. Enfin, dans le cas où le liquide, dont est imprégné le tissu du rouleau n'est pas de l'eau, mais un produit de traitement (soude caustique, teinture, etc...). la migration régulière de ce liquide au sein du tissu enroulé réalisée à l'aide du dispositif selon l'invention permet de garantir une distribution uniforme de ce liquide sur ce tissu, et permet, par conséquent, une économie substantielle de ces produits fort coûteux. Le dispositif selon la présente invention peut également être utilisé pour réaliser un équilibrage rapide du rouleau par apport d'eau contrôlé. Il suffit alors de détecter le balourd P au niveau de la position d'équilibre stable (figure 3) et de créer un balourd de même valeur en un point diamétralemenemt opposé, en arrosant le rouleau 10 par le haut sur toute sa longueur (par exemple, au moyen d'une rampe). A ce moment, le rouleau est équilibré et le dispositif d'équilibrage selon l'invention peut être utilisé comme un vireur normal. Comme il va de soi, le procédé selon l'invention ne se limite pas aux seuls exemples d'application ci-dessus, montrés à titre d'exemples non limitatifs, mais en embrasse au contraire toutes les formes de réalisation mettant en oeuvre des moyens similaires ou équivalents. C'est ainsi que, par exemple, le rouleau pourrait être entraîné en rotation tangentiellement, par exemple, par un système à chaîne et pignons, ou encore que, des moyens de traitement des informations fournies par les détecteurs à l'aide d'un ordinateur ou d'un automate programmable pour raient être prévus, sans que l'on sorte pour autant du cadre de la présente invention. - REVENDICATIONS 1- Procédé d'équilibrage de rouleaux (10) notamment de matériau textile imprégnés de liquide et entraînés en rotation autour de leur axe par un moteur d'entraînement sur des dispositifs de type vireur, caractérisé en ce qu'il consiste à détecter tout d'abord la position (g) du balourd (P), et en ce que cette position du balourd (P) est déterminée par la détection de la variation de la charge du moteur d'entraînement (1) du rouleau (10). 2- Procédé d'équilibrage de rouleaux selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste, une fois la position du balourd détectée, à créer, en un point diamétralement opposé à ce balourd, un balourd de même valeur, par arrosage du rouleau en ce point sur toute sa longueur. 3- Procédé d'équilibrage de rouleaux selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste, une fois la position du balourd détectée, à ramener celui-ci au-dessus de l'axe de rotation (G) du rouleau (10) et à l'y maintenir pendant un temps prédéterminé en arrêtant la rotation du moteur d'entraînement (1), de façon à faire migrer la masse de liquide constituant le balourd (P) vers le bas par effet de gravité, puis a recommencer ces différentes étapes jusqu'à ce que le balourd soit sensiblement éliminé. 4- Procédé d'équilibrage selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la variation de charge du moteur d'entraînement (1) est détectée à l'aide de capteurs liés au moteur et mesurant la variation du couple de ce moteur. 5- Procédé d'équilibrage selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la variation de charge du moteur d'entraînement (I) est détectée par la mesure des déformations de la ou des fixations déformables reliant le moteur à son support. 6- Procédé d'équilibrage selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que dans le cas où le moteur est un moteur asynchrone, la variation de charge de celui-ci est détectée par la mesure de la variation du costp ou de la vitesse de celui-ci. 7- Procédé d'équilibrage selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que dans le cas où le moteur est un moteur hydraulique, la variation de charge de ce moteur est détectée par la mesure des variations de débit ou de pression du fluide hydraulique. 8- Procédé d'équilibrage selon l'une quelconque des revendications 3 à 7. caractérisé en ce que l'arrêt du moteur d'entraînement (1) est commandé par le passage du moment de rotation dû au balourd (P) de la Jaleur nulle à une valeur positive (correspondant à un moment de rotation moteur) supérieure à une valeur prédéterminée correspondant au seuil de détecteur du capteur (7,8). 9- Procédé d'équilibrage selon la revendication 8, - caractérisé en ce que, après son arrêt commandé, le moteur (1) redémarre en sens inverse. 10- Procédé d'équilibrage selon l'une des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce que le premier arrêt du moteur (1), après démarrage du dispositif, n'est commandé que lorsque le moment de rotation dû au balourd (P) est moteur dans le sens de rotation du moteur et est supérieur à la valeur du seuil du capteur (7,8) associé. 11- Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 à 10, caractérisé en ce que la durée de maintien du balourd (P) au-dessus de l'axe de rotation (G) du rouleau est calculée de façon qu'il subsiste toujours un petit balourd (P) résiduel supérieur à la sensibilité du capteur (7,8). 12- Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1,5 et 8 à 11, caractérisé en ce qu'il est formé d'un moteur (1) équipé d'un frein à absence de courant et qui est apte à entraîner en rotation au moins un rouleau de tissu (10), en ce que ce moteur (1) est fixé sur son support (4) au moyen d'au moins quatre amortisseurs (5) et en ce qu'une tige (6) fixée à ce moteur (1) est apte à actionner au moins un détecteur magnétique (7,8) en fonction des déformations des amortisseurs (5) lorsque le balourd du rouleau (ire) crée un moment moteur supérieur à une valeur déterminée correspondant au seuil de détection du détecteur (7,8) associé, dans le sens de rotation du moteur,