Brevet FR2641290A1 — publié le 19900706

-1- L'invention est relative à une chargeuse-peseuse. Elle trouvera notamment son application dans le domaine de l'industrie textile et en particulier, elle sera destinée à être intégrée dans une ligne de préparation de matières textiles, notamment en amont d'une machine i carder. Dans le domaine du textile, il est connu d'alimenter des machines i carder par un débit massique de matières textiles constant en disposant, en amont des cardes, une chargeuse-peseuse. A ce sujet, il est connu de stocker la matière textile dans une trémie qui alimente un bac disposé sur le fléau d'une balance. Ainsi, on dose la quantité de matières textiles chargée dans le bac, puis on le déverse sur le tablier alimentaire de la carde. Un tel procédé de pesage permet naturellement de contrôler le débit de la matière textile qui entre dans la carde; toutefois cette alimentation est réalisée en discontinu et, ne permet pas de contrôler le débit instantanément. C'est pourquoi, il est courant, malgré le contrôle de la valeur moyenne du débit, d'arriver à des fluctuations importantes qui entraînent des irrégularités d'épaisseur dans la matière textile cardée. Par ailleurs, le pesage séquentiel demande des temps supplémentaires de manutention, ce qui se répercute sur la vitesse du débit en entrée de la machine à carder. Actuellement, la mécanisation des machines et leur automatisation est de plus en plus souhaitée afin d'augmenter d'une part la vitesse de production, et d'autre part, la qualité du produit obtenu. Pour pallier ces inconvénients, des asservissements volumiques ont été proposés; ceuxci ont permis de diminuer les contraintes dues au pesage mais ne prennent pas en considération les variations de densité de la matière alimentant les machines à carder. En outre, pour suivre les productions et faciliter le suivi de celles-ci, il est intéressant de connaître certains paramètres de la fabrication, paramètres qui permettront d'apprécier le rendement ou l'efficacité de la chaine de cardage. Le but principal de la présente invention est de proposer 264129C -2- une chargeuse-peseuse qui permette i la fois d'effectuer la pesée en continu de la matière alimentant les machines à carder, et autorise une régulation afin de délivrer un débit massique quasi constant en fonction de consignes préétablies. Un des buts de la présente invention est de proposer une chargeusepeseuse qui autorise le pesage en continu, ce automatiquement en sortie d'une trémie d'alimentation de matières en vrac. Un autre but de la présente invention est de proposer une chargeuse-peseuse qui permettra de délivrer un débit massique constant, contrôlé par les moyens de pesage, en entrée de machine i carder. Un autre but de la présente invention est de proposer-une chargeuse-peseuse destinée à alimenter une machine à carder qui permette par affichage de suivre les différents paramètres de l'installation autorisant notamment le contrôle de la quantité de matières consommées au niveau de la chargeuse ainsi que du débit en entrée de machines à carder. Ainsi, ces paramètres de fabrication, chiffrés et codifiés pourront être utilisés dans le cadre de fiches techniques de fabrication et permettront aux utilisateurs une reproduction exacte des réglages d'une fabrication sur l'autre, d'o un affinage possible de ces paramètres et un contrôle rigoureux de la production. D'autres buts et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre qui n'est cependant donnée qu'à titre indicatif et qui n'a pas pour but de la limiter. Selon la présente invention, la chargeuse-peseuse, destinée i être intégrée dans une ligne de préparation de matières textiles, notamment en amont d une machine à carder, constituée au moins d'une trémie d'alimentation contenant de la matière textile à carder, ainsi que d'une table d'alimentation, équipée d'un tablier peseur, recevant la matière de la trémie et délivrant régulièrement, à l'entrée de la carde, la matière textile en nappe de densité "d' i une vitesse VL, est caractérisée par le fait qu'elle comporte: - des moyens d'entrée des consignes, tels que le débit massique 'd' souhaité, et le poids de consigne Pc au niveau de la table d'alimentation, -3- - des moyens de mesure du poids instantanés Pi sur la table d'alimentation, et de la vitesse VL de la nappe délivrée, - des moyens de traitement et de calcul, aptes à déterminer le débit de la chargeuse-peseuse ainsi que la quantité de matière consommée entre deux instants T et T1 prédéterminés. La présente invention sera mieux comprise'à la lecture de la description suivante, accompagnée des dessins en annexe qui en font partie intégrante. La figure I illustre schématiquement une vue des différents éléments composant une chaîne de cardage et particulièrement une chargeuse-peseuse en amont d'une machine à carder. La figure 2 montre en détail, schématiquement, les moyens de la présente invention permettant le pesage en continu, la régulation du débit, ainsi que la matérialisation des différents paramètres de fabrication. L'invention concerne une chargeuse-peseuse, destinée à être intégrée dans une ligne de préparation de matières textiles ou d'autres produits pondéreux notamment en amont d'une machine à carder. Dans le domaine du textile, il est connu des machines à carder qui permettent en particulier de traiter de la matière textile telle que de la laine, les fibres minérales, libériennes ou synthétiques. Une chargeuse-peseuse est un dispositif qui permet l'alimentation, de telles machines à carder, en matière première, ce avec un débit massique adapté à la machine à carder. En effet, il est important d'obtenir, dans un tel cas, un débit massique régulier et une homogénéité transversale de la matière textile afin d'avoir un produit traité de bonne qualité. La chargeuse-peseuse a donc pour rôle de délivrer à une vitesse de sortie VL sensiblement égale à la vitesse d'entrée de la carde une quantité de matière prédéterminée, qui se présente généralement en nappe dont le débit massique d" est donc préétabli. La chargeuse-peseuse de la présente invention permettra en particulier ce résultat en fonction des caractéristiques techniques du matériau à traiter et des machines le traitant. La figure 1 schématise les différents postes successifs d'une installation de cardage 1: on a représenté en 2 le poste 2 6 4 1 2 9 0 -4- d'alimentation, en 3 la chargeuse-peseuse, et en 4 la machine à carder. Dans un mode de réalisation, le poste d'alimentation 2 est constitué par un caisson 5 de stockage dans lequel la matière textile à carder est entreposée. Plus précisément, dans ce caisson de stockage 5 on place la matière issue des balles, ce manuellement ou automatiquement, par exemple par transporteur pneumatique. Le caisson de stockage est également équipé d'un système de manutention continue qui permet d'extraire une partie de la matière textile à carder pour alimenter la chargeuse-peseuse 3. Dans le mode de réalisation illustré à la figure 1, l'évacuation de la matière textile est réalisée par la coopération d'un tablier de fond de caisse 6 et d'un tablier ascensionnel à pointes 7. Ainsi, le tablier de fond de caisse 6, mis en mouvement continu, poussera la matière textile vers le tablier ascensionnel 7, et la matière textile, ou plus précisément les fibres, viendront s'enchevêtrer autour des pointes ce qui permettra d'élever la matière textile par petite quantité. Afin d'éviter que le tablier ascensionnel 7 entraine trop de gros paquets de matières textiles, on dispose avantageusement un excentrique transversal ou un cylindre garni en rotation 8 qui repoussera vers le fond du caisson de stockage 5 la matière textile excédentaire chargée sur le tablier ascensionnel 2. En outre, afin de dégager la matière textile des pointes du tablier ascensionnel 7, et de permettre l'alimentation de la chargeuse-peseuse 3, à la partie supérieure du tablier ascensionnel 7 est prévu un tablier détacheur 9 ou un cylindre détacheur. En sortie de ce dernier, la matière textile à carder est dirigée vers la chargeuse-peseuse 3 et en particulier vers une trémie d'alimentation 10 qui servira de stock-tampon entre le caisson de stockage 5 et la machine à carder 4. Cette trémie 10 sera réalisée et approvisionnée de façon traditionnelle et travaillera avantageusement à un niveau constant. Ceci permettra d'avoir une pression exercée par la quantité de matières textiles stockée dans la trémie constante et favorisera l'homogénéité et la régularité du produit délivré en sortie basse de 2 6 4 1 2 9 G -5- la trémie. A titre d'exemple, le niveau de la trémie 10 sera contrôlé par des capteurs de détection qui réagiront au niveau du poste d'alimentation afin d'alimenter plus ou moins abondamment la trémie 10. Par ailleurs, il est avantageux de disposer d'une trémie dont le volume est ajustable afin de l'adapter en fonction de la densité de la matière textile et du débit massique à délivrer. Cette variation de volume peut être réalisée par tout moyen et par exemple en modifiant le positionnement des parois constituant la trémie. Cela étant, l'ouverture inférieure 11 de la trémie débouche au-dessus d'une table d'alimentation 12 dont le rôle est la création d'une nappe de matières textiles de densité "d" à partir de la matière disposée en vrac dans la trémie 10. De plus, cette nappe sera mue d'une vitesse linéaire repérée VL, en sortie. La figure 2 montre plus en détail la constitution de cette table d'alimentation 12 qui est formée au moins par un rouleau délivreur 13 et d'un tablier peseur 14. Le rouleau délivreur 13 est un cylindre dont la périphérie est crénelée pour assurer la délivrance et la régulation de la quantité de matière textile sortant de la trémie 10 au niveau de l'ouverture basse 11. Le tablier peseur 14 est quant à lui substantiellement constitué par un convoyeur à mouvement continu, apte d'une part à générer un mouvement de translation Vp de la matière textile et, d'autre part, autorisant la mesure du poids reposant sur sa surface. A ce sujet, le tablier peseur 14 comporte des moyens 15 autorisant la mesure du poids, constitué par exemple par des capteurs de contrainte sur lesquels reposeront le tablier 14 avec son dispositif d'entrainement. Ainsi, on mesurera le poids du tablier complet et le poids de la matière textile qui y repose. On pourra en déduire, en déduisant la tare, le poids de la matière. En outre, il en sera déduit le débit massique délivré par la chargeusepeseuse en interprétant le poids mesuré en fonction de la surface Sp du tablier peseur et de la vitesse linéaire déterminée Vp. Toutefois, afin d'éviter l'influence de l'action du rouleau -6- délivreur 13 sur la table d'alimentation 12, on placera avantageusement le rouleau délivreur 13 audessus d'un tablier délivreur 15 placé en amont du tablier peseur 14. Ainsi, les forces parasites engendrées par le dépôt de la matière seront supportées par ce tablier délivreur 15 et ne seront pas répercutées sur le tablier peseur 14 afin de ne pas influer sur la mesure. Dans le même esprit, on disposera avantageusement en aval du tablier peseur 14 un tablier alimentaire 16 dont le rôle sera la translation de la nappe de densité 'd' vers les systèmes d'entraînement 17 de la machine à carder 4. Comme précisé ci-dessus, chacun des éléments du tablier d'alimentation 12 sera entraîné par des organes moteurs à vitesse variable, ajustables indépendamment, tournant à des vitesses repérées Vr pour le rouleau délivreur 13, Vd pour le tablier délivreur 15, Vp pour le tablier peseur 14, et VL pour le tablier alimentaire 16. Ces différents organes moteurs seront avantageusement constitués par des ensembles motoréducteurs à variation de vitesse à courant continu ou à courant alternatif. Par ailleurs, selon la présente invention, la chargeuse-peseuse 1 comporte un ensemble électronique 18 apte à réaliser la régulation, le pesage et l'asservissement de l'ensemble de l'installation. Comme le montre la figure 2, cet ensemble comporte tout d'abord des moyens d entrée 19 de consignes tels que notamment le débit massique souhaité "d' de la nappe en entrée de la carde, et le poids de consignes Pc au niveau de la table d'alimentation 10. L ensemble comporte en outre des moyens de mesure 20 du poids instantané Pi sur la table d'alimentation, et plus précisément sur le tablier peseur 14. Par ailleurs, l'installation comportera également des moyens de mesure des différentes vitesses au niveau de la chargeuse-peseuse et notamment de la vitesse de VL de la nappe délivrée, de la vitesse Vp de la nappe sur le tablier peseur 14, de la vitesse Vd du tablier alimentaire 15 ainsi que de la vitesse Vr du rouleau délivreur 13. A l'aide de ces différentes informations d'entrée, l'installation de la présente invention permettra, grâce à des moyens de traitement et de calcul 18 la régulation des différentes vitesses, -7- et la détermination du débit de la chargeuse-peseuse. En effet, le débit pourra être calculé en faisant la somme à chaque instant des poids instantanés Pi mesurés divisés par la longueur de la nappe pesée Lp et multipliés par la vitesse instantanée d'avance de la nappe Vpi. Il sera notammant donné par la relation suivante: t O = E Pi x Vpi O Lp Outre ces moyens de traitement et de calcui 18 seront aptes i déterminer la quantité de matières O, consommée entre deux instants TO et T1 prédéterminés. Cette quantité sera donnée par la relation suivante: T Q = E Pi To Par ailleurs. l'installation comportera également un afficheur 21 qui permettra à l'utilisateur de contrôler visuellement les différentes données et calculs effectués. Cela étant, les dits moyens de traitement et de calcul autorisent la détection de l' écart de poids AP entre la consigne théorique Pc et le poids réel instantané mesuré Pi. En fonction de cet écart, l'installation réagira automatiquement et les dits moyens autoriseront la régulation des vitesses des tabliers en fonction de l'écart de poids Ap constaté et de la vitesse VL des cylindres d'entrée de la carde. A ce sujet, la quantité de matières textiles délivrée sur le tablier délivreur 15 étant ajustée par le dit rouleau délivreur 13, les moyens de traitement et de calculs agiront notamment sur la vitesse Vd du tablier délivreur 15 et la vitesse Vr du rouleau délivreur afin que la quantité de matières, envoyée sur le tablier peseur 14, permette un écart de poids Ap minimum. En outre, les vitesses Vr, Vd, Vp, VL, sont liées entre elles pour l'obtention du résultat et réglés de manière à éviter l'ondulation de la nappe et les erreurs de mesure. On réalise donc un asservissement permanent qui permet la régulation automatique des différentes vitesses en fonction des consignes d'entrée. L'affichage permettra de plus de connaître à tout instant: 264129C -8- - le poids de la matière présent sur le tablier peseur 14, - l'écart de poids Ap entre le poids désiré pris en compte comme consigne Pc et le poids réel Pi, - la quantité de matières Q consommée au niveau de la chargeuse-peseuse, par exemple en kilo, entre deux instants donnés, d'o la possibilité de suivre la production par équipe, par heure, par jour, le débit, notamment en kilo par heure, de la chargeuse-peseuse et donc de la machine à carder à son entrée. Cela étant, on aura automatiquement grâce au réglage et à l'asservissement un affinage possible de ces paramètres et un contrôle rigoureux de la production par une connaissance précise des paramètres de fabrication. Ceci améliorera notamment la performance de l'installation du point de vue rentabilité et du point de vue qualité du produit obtenu. Naturellement, d'autres mises en oeuvre de la présente invention, à la portée de l'Homme de l'Art, auraient pu être envisagées sans pour autant sortir du cadre de la présente demande. 264 129C --9-- REVENDICATIONS 1. Chargeuse-peseuse (3), destinée à être intégrée dans une ligne de préparation de matières textiles, notamment en amont d'une machine à carder (4>, constituée au moins d'une trémie d'alimentation (10) contenant de la matière textile à carder ainsi que d'une table d'alimentation (12), équipée d'un système de pesage (14), recevant la matière de la trémie (10) et délivrant régulièrement, à l'entrée de la carde (4), la matière textile en nappe de densité "d" à une vitesse VL, caractérisée par le fait qu'elle comporte: - des moyens (19) d'entrée de consignes tels que le débit massique souhaité 'd' et le poids de consignes Pc au niveau de la table d'alimentation (12), - des moyens de mesure du poids (20) instantané Pi sur la table d'alimentation (12) et de la vitesse VL de la nappe délivrée, - des moyens (18) de traitement et de calcul, aptes à autoriser la régulation et à déterminer le débit O de la chargeuse-peseuse ainsi que la quantité Q de la matière consommée entre deux instants To et T1 prédéterminés, et à permettre l'affichage des données. 2. Chargeuse-peseuse selon la revendication 1, caractérisée par le fait que les dits moyens (18) de traitement et de calcul autorisant la détection d'un écart de poids AP entre la consigne théorique Pc et le poids réel instantané Pi. 3. Chargeuse-peseuse selon la revendication 2, caractérisée par le fait que la table d'alimentation (12)' est constituée par un tablier délivreur (15) suivi d'un tablier peseur (14) suivi d'un tablier alimentaire (16), en mouvement continu à des vitesses respectives Vd, Vp. VL, et que les moyens (18) de traitement et de calcul autorisent la régulation des vitesses des tabliers délivreur, peseur et alimentaire en fonction de l'écart de poids AP constaté, de la vitesse VL du tablier alimentaire (16) et du débit massique souhaité. 4. Chargeuse-peseuse selon la revendication 3, caractérisée par le fait que la quantité de matières textiles O délivrée sur le tablier délivreur (15) est ajustée par un rouleau délivreur (13). dont la vitesse Vr est ajustable, et que les moyens (18) de traitement et de calcul agissent sur cette vitesse Vr afin que la quantité de matières sur le tablier peseur (14) permet d'avoir un 264 129C -10- écart de poids AP minimum.