Brevet FR2621605A1 — publié le 19890414

MACHINE POUR LA TEXTURATION DE FILS PAR FAUSSE TORSION ET MACHINES TEXTILES SIMILAIRES COMPORTANT DES LIGNES D'ARBRES D' ENTRAîNEMENTS. La pressente invention concerne une machine perfec tionnée pour l'obtention de fils texturés par fausse torsion et plus particulièrement une machine permettant de traiter des fils partiellement ou non étirés, à grande vitesse, aussi bien selon la technique connue sous ltexpression "étirage-texturation séquentiel" que selon la technique connue sous l'expression "étirage-texturation simultané". Les machines de texturation par fausse torsion sont bien connues dans le domaine du textile ainsi que cela ressort notamment du brevet US-A-4 051 650 ou du FR-A2 459 847. D'une manière générale, ces machines sont constituées d'un nombre important de positions de travail, chaque position comportant dans l'ordre - une alimentaticn du fil à traiter, - un premier appel, éventuellement précédé d'un système d'appel préliminaire permettant, si on le souhaite, d'effectuer entre ces deux éléments l'étirage du fil - un dispositif de chauffage - une zone de refroidissement pour le fil chauffé - une broche de fausse torsion - éventuellement un second four de traitement thermique à la sortie duquel est disposé un troisième appel de fil - un système de renvidage du fil texturé réalisé disposé après le troisième appel. Sur de tels métiers, ie principal problème qui se pose est celui du réglage et du contrôle des vitesses de rotation des lignes d'arbres des différents systèmes d'appel et de renvidage qui, non seulement doivent être réglées de manière très précise mais, par ailleurs, sont diffférentes d'une ligne d'arbre à la suivante. Par ailleurs, ces vitesses.doivent être adaptées en fonction de la nature des fil qui sont traités. A ce jour, la solution utilisée industriellement pour commander ces arbres réside dans l'utilisation d'une commande mcai- que, le réglage des vitesses étant obtenues au moyen de pignons.Si cette solution donne de très bons résultats en ce qui concerne la précision de vitesses cbtecue, en revar.che, lorsque l'on souhaite modifier les réglages, cela entraîne une immobilisation de la machine et une intervention relativement lonçe de l'utilisateur. De plus, il est évident que l'on doit posséder un stock important de pignons. Outre ce problème de réglage et de contrôle de la vitesse des arbres moteurs des systèmes d'appel à fil, se pose également le problème du réglage et du contrôle de la vitesse de rotation de l'ensemble de récepticn qui, d'une manière générale, comporte un ensemble anti-bourrelets/boite à came qui nécessite des modifications de vitesse en cours de fonctionnement. Or on a trouvé, et c'est ce qui fait l'objet de la présente invent.i.cn, un perfectionnement apporté, à de telles machines de texturation par fausse torsion qui non seulement permet de résoudre ce problème de réglage de la vitesse de rotation des différentes lignes d'arbres que compcrte une telle machine, mais également permet de contrôler en permanence les variations de vitesses en -ours d nctionnement. Par ailleurs, la solution conforme à l'invention permet également de réaliser automatiquement le contrôle et si nécessaire le règlage de la vitesse des broches, par exemple de texturation que comporte la machine. Bien que l'invention soit plus particulièrement décrite dans le cas d'une mac-hi-r e de texturation par fausse torsion, il est évident qu'elle n'est pas limitée à un tel type de machine textile, mais qu'elle couvre également le cas de toute machine comportant une pluralité de. lignes d'arbres devant être réglées de manière Drécise. D'une manière générale, l'invention concerne donc une machine de texturation par fausse torsion se composant essentiellement d'une pluralité de positions de travail montées côte à côte sur un bâti supFort commun, chaque position comportant dans l'ordre - une alimentation du fil à traiter, - un premier système d'appel de fil, éventuellement précédé d' un système d'appel préliminaire permettant de réaliser l'étirage du fil si on le désire - un dispositif de chauffage, - une zone de refroidissement, - une broche de fausse torsion, - un deuxième appel, - une réception, - et le cas échéant, un dispositif de refixation thermique avec un troisième appel immédiatement avant la réception, caractérisée en ce que - les arbres de commande des délivreurs de fil et du système de renvidage sont entraînés individuellement sar des moteurs i courant alternatif triphasé qui sont commandés par un automate programmable pilotant, en commande analogique ou numérique, un convertisseur de fréquence alimentant chacun des moteurs d'entraînement ; - un détecteur contrôle la vitesse de rotation de chaque arbre moteur et dorure en letcLr un signal de fréquence qui est comparé à la consigne prédéterminée de l'automate, de manière à corriger la vitesse réelle desdits arbres. Par ailleurs, conformément à l'invention - les broches de fausse torsion sont entraînées par un ou de préférence deux moteurs à courart alternatif triphasé qui sont également commandés par l'automate qui pilote également un convertisseur de fréquence commandant lesdits moteurs, un détecteur étant également prévu pour contrôler la vitesse desdits moteurs et transwettre l'information de contrôle à l'automate oU elle est comparée à la consigne de départ de vitesse de broche - les moyens de renvidage qui comportent essentiellement une boite à came et un ensemble anti-hourrelets, sont également commErldiés par l'automate général par l'intermédiaire d'un convertisseur de fréquence commandant le moteur d'entraînement de ces éléments des détecteLrs sont également prévus pour assurer le coôle des vitesses rebelles de ces éléments. L'invention et les avantages qu'elle apporte seront cependant mieux compris grâce à l'exemple de réalisation donné ci-après à titre indicatif mais non limitatif et qui est illustré par les schémas annexés dans lesquels - la figure 1 illustre,vu de côté, l'ensemble d'une position de travail d'une machine conforme à l'invention - la figure la est une vue simplifiée de la figure 1 montrant, en perspective, la manière dont est réalisée la commande et le contrôle des différents arbres d'une telle machine, certains organes ayant été supprimés afin de rendre ce schéma plus clair - la figure 2 est un schéma de principe montrant la manière dont est effectuée la commande des arbres moteurs des délivreurs que comporte une telle machine, la figure 2a étant un diagramme illustrant la manière dont s'effectue la correction éventuelle entre la vitesse réelle et la vitesse programmée - les figures 3,4 et 5 sont également des schémas de principe montrant la manière dont sont effectués la commande et le contrôle : des arbres moteurs (fig. 3), des broches (fig.4), des systèmes anti-bourrelets et de la boite à came (fig.5). Dans la suite de la description, la machine selon l'invention sera décrite pour une position de travail mais il est évident qu'elle s'applique aussi bien pour des machines dans lesquelles les positions de travail sont montées côté à côte sur une seule face de la machine que sur des machines dans lesquelles une série de positions sont montées symétriquement de part et d'autre d'un bâti commun. Dans ce dernier cas, l'invention est particulièrement avantageuse par le fait qu'elle permet, si on le souhaite, d'intervenir sur l'une des faces de la machine sans avoir à arrêter l'autre face. Si l'on se reporte aux figures 1 et la annexées, la machine de texturation par fausse torsion conforme à l'invention comporte, de manière connue, et comme cela est notamment décrit dans le brevet US-A-4 051 650 ou le brevet français 2 459 147, une pluralité de positions de travail disposées symétriquement de part et d'autre d'un bâti commun schématisé par l'axe AA à la figure 1 uniquement par quelques poutrelles P. Chaque positon comprend dans l'ordre de passage du fil - un cantre (1) pour l'alimentation du fil (2) à traiter - un appel préliminaire dénommé "appel 0" (3) et un premier appel (4) ; l'appel préliminaire (3) est utilisé lorsque l'on souhaite réaliser un étirage préalable du fil (2) à traiter mais n'est pas indispensable - un dispositif de chauffage (5) du fil - une broche de fausse torsion (5), de préférence à friction externe - un deuxième appel (7) - un second four de fixation (8) (ce second four (8) pourrait éventuellement être supprimé dans le cas d'une machine de texturation où l'pn ne souhaite pas refixer le fil) - un troisième appel (9), - une réception (10) du fil traité ; aux figures 1 et la deux systèmes de réception (10) superposés sont visibles et correspondent à deux positions de traitement. Conformément à l'invention, les délivreurs d'amenée de fil (3,4, 7,9) sont des délivreurs du type à entraînement positif, chaque délivreur étant monté sur une ligne d'arbres indépendant (3a,4a,7a,9a), commande indi viduellement par des moteurs électriques à courant alternatif triphasé (13,14,17,19). De même, le système de renvidage comporte un arbre unique de commande (10a) également entraîné par un moteur électrique (20).Le contrôle de la vitesse de rotation de ces arbres moteurs ainsi qu ecelui de leur règlage est réalisé au moyen d'un ensemble électronique dont le schéma de fonctionnement est illustré par les figures 2 et 2a et qui se compose essentiellement d'un automate programmable central (30) pilotant, en commande analogique ou numérique, un convertisseur de fréquence (13a,14a,17a, 19a,20a) alimentant lesdits moteurs d'entraînement (13, 14,17,19,20).Les circuits intermédiaires de puissance des convertisseurs ainsi que l'alimentation de l'automate sont de préférence reliés à une alimentation unique en courant continu à partir du réseau altenratif et comportent dans le circuit une batterie de sauvegarde fournissant l'énergie nécessaire au pilotage de la machine lors d'une absence temporaire en alimentation du réseau alternatif ; les consignes de vitesse sont de préférence appliquées directement en commande analogique ou numérique à chaque convertisseur. Par ailleurs, à chaque arbre moteur (3a,4a,7a,9a, 10a), est également associé un ensemble de contrôle de vitesse constitué essentiellement d'un détecteur (13b,14b,17b,19b,20b) qui donne en retour un signal de fréquence qui est comparé à la consigne prédéterminée de l'automate (30) permettant ainsi de corriger éventuellement la vitesse réelle des arbres. Une telle correction de vitesse est illustrée par la figure 2a. Par un programme de calcul spécifique, l'automate choisit des rapports de vitesse extrêmement précis. Bien entendu, un cran (?1) associn a un clavier (32) permet à l'opérateur de dialoguer avec la machine. Ainsi que cela ressort des figures 1 et la sur une machine double face, les arbres symétriques sont commandés par un seul et même système. Par ailleurs, conformément à l'invention, concernant le contrôle et.le réglage des autres organes que comporte la machine, à savoir la commande de l'entraînement des broches ainsi que celui des systèmes associés au moyen de renvidage (vitesse des cames et commande de l'ensemble anti-bourrelets), les moyens de commande sont également constitués par des moteurs électriques à courant alternatif triphasé également commandés par l'automate qui pilote également un convertisseur de fréquence commandant lesdits moteurs. L'ensemble des broches (6), ainsi que cela ressort de la figure la et de la figure 3, est entraînée en rotation par l'intermédiaire d'une courroie tangentielle (26) commandée par au moins un moteur (40). Un deuxième moteur représenté en pointillés aux figures 1 et 3 peut également être utilisé.La vitesse de rotation est contrôlée par l'intermédiaire d'un détecteur (40b) et le moteur (40) est commandé par le convertisseur de fréquence (40a) piloté par un automate (30). Des moyens de renvidage constitués essentiellement par l'ensemble anti-bourrelets et les cames de va-et-vient sont également entraînés par des moteurs (50) et (60) par l'intermédiaire de convertisseurs respectifs (50a,60a) pilotés par l'automate (30),des détecteurs (50b,60b) contrôlant en permanence les arbres moteurs. Les figures 4 et 5 illustrent le schéma de principe de tels ensembles. Grâce à une telle conception des moyens de commande des arbres moteurs que comporte une machine de texturation, il est possible non seulement d'obtenir un réglage précis et fiable des vitesses de rotation desdits arbres, mais également de contrôler et d'ajuster en permanence ces vitesses en cours de fonctionnement. De plus, lorsque l'on souhaite modifier les réglages de la machine, une telle opération peut être réalisée rapidement en modifiant simplement le programme pré-établi de l'automate. Outre ces possibilités de programmation donnant une très grande flexibilité d'emploi, il est possible d'obtenir des réglages très précis, notamment au niveau de la tension communiquée au fil. Enfin, il est possible de visualiser sur l'écran les anomalies qui peuvent se produire en cours de production. Bien entendu, grâce à la présence de l'automate (30) sur la machine conforme à l'invention, il est également possible d'assurer le contrôle et le réglage des autres organes non tournants qu'elle peut comporter tel que par exemple d'assurer une régulation de la température des fours (5) et (8). I1 est également possible d'assureur le contrôle de la température des moteurs ainsi que celle des convertisseurs de fréquence et des autres éléments additionnels que comporte une telle machine tels que les détecteurs de casse et coupe-fils. Par ailleurs, comme dit précédemment bien que l'invention soit décrite plus spécifiquement pour une machine de texturation de fils par fausse torsion , il est évident qu'elle peut également s'appliquer à d'autres types de machines textiles comportant une pluralité de lignes d'arbres. Par ailleurs, pour la mise en oeuvre de l'invention, on peut utiliser des moteurs électriques aussi bien synchrones qu'asynchrones. Enfin, comme détecteurs permettant de détecter la vitesse de rotation de chaque arbre moteur, on peut utiliser tout type de détecteur connu, tel qu'un détecteur optique, des détecteurs capacitif ou inductif. REVENDICATIONS 1/ Machine pour la texturation de fils par fausse torsion se composant essentiellement d'une pluralité de positions de travail montées côte à côte sur un bâti support commun, chaque position comportant dans l'ordre: - une alimentation (1) du fil (2) à traiter - un premier système d'appel de fil (4), éventuellement précédé d'un système d'appel préliminaire (3) - un dispositif de chauffage (5) - une zone de refroidissement - une broche de fausse torsion (6) - un deuxième appel (7) - une réception (10) - et le cas échéant, un dispositif de refixation thermique (8) avec un troisième appel (9) immédiatement avant la réception (10), caractérisée en ce que - les arbres de commande (3a,4a,7a, 9a,10a) des délivreurs de fils (3,4,7,9) et du système de renvidage (10) sont entraînés individuellement par des moteurs à courant alternatif triphasé (13,14,17,19,20) qui sont commandés par un automate programmable (30) pilotant, en commande analogique ou numérique un convertisseur de fréquence (13a, 14a, 17a,19a et 20a) alimentant lesdits moteurs d'entraînement (13,14,17,19,20) - un détecteur (13b,14b,17b,19b,20b) contrôle la vitesse de rotation de chaque arbre moteur (3a,4a,7a,9a,10a) et donne en retour un signal de fréquence qui est comparé à la consigne prédéterminée de l'automate (30), de manière à corriger la vitesse réelle desdits arbres. 2/ Machine de texturation par fausse torsion selon la revendication 1, caractérisée en ce que les broches de fausse torsion (6) sont entraînées par un ou de préférence deux moteurs électriques à courant alternatif triphasé (40) également commandés par l'automate (30) qui pilote également un convertisseur de fréquence (40a) commandant lesdits moteurs (40), un détecteur (40b) étant également prévu pour contrôler la vitésse desdits moteurs et transmettre l'information de contrôle à l'automate (30) où elle est comparée à la consigne de départ de vitesse de broche. 3/ Machine de texturation par fausse torsion selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que les moyens de renvidage (10) comportent essentiellement une boite à came et un ensemble anti-bourrelets également commandés par l'automate général (30) par l'intermédiaire de convertisseurs de fréquence (20a,50a, 60a) commandant chacun les moteurs d'entraînement respectifs de ces éléments, des détecteurs (20b,50b, 60b) étant également prévus pour assurer le contrôle des vitesses réelles de ces éléments. 4/ Machine de texturation par fausse torsion selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les circuits intermédiaires de puissance des convertisseurs ainsi que l'alimentation de l'automate sont de préférence reliés à une alimentation unique en continu à partir du réseau alternatif et comporte dans le circuit une batterie de sauvegarde fournissant l'énergie nécessaire au pilotage de la machine lors d'une absence temporaire d'une alimentation en courant alternatif du réseau. 5/ Machine textile comportant une pluralité de lignes d'arbres d'entraînement, caractérisée en ce que - lesdits arbres sont entraînes individuellement par des moteurs à courant alternatif triphasé, qui sont commantés par un automate programmable (30) pilotant en commande analogique, un convertisseur de fréquence alimentant lesdits moteurs d'entraînement - un détecteur contrôle la vitesse de rotation de chaque arbre moteur et donne en retour un signal de fréquence qui est comparé à la consigne prédéterminée de l'automate de manière à corriger la vitesse réelledes- dits arbres. 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