Brevet FR2668137A1 — publié le 19920424

PROCEDE ET DISPOSITIF POUR LA FORMATION D'UNE RESERVE DE FIL SUR UNE MACHINE TEXTILE. Dans le domaine de l'industrie textile, aux diffé- rents stades de la transformation de la matière depuis la réalisation du fil jusqu'à l'obtention d'un produit fini tel qu'un tissu, on se trouve confronté très souvent au problème d'avoir à stocker temporairement une longueur déterminée de fil. Un tel problème se pose par exemple dans le cas des différentes machines de filature sur lesquelles on doit intervenir, à la suite d'une casse ou pour supprimer un défaut et que l'on souhaite réaliser une telle opération sans interrompre la production; un problème similaire se pose sur les métiers à tisser, notamment sur les métiers dits "sans navette" dans lesquels, pendant le processus même d'insertion d'une trame, on prépare la longueur de fil nécessaire pour l'insertion de la trame suivante. Dans les deux cas, on peut dire qu'un tel dispositif de stockage résulte du fait qu'en amont d'une zone déter- minée, le fil est débité à une vitesse constante et, qu'en aval de cette zone, il est transporté à une vitesse25 différente, voire même est immobilisé (ou inversement). Un tel problème a été posé depuis fort longtemps comme cela ressort clairement du FR-A-1 404 286 qui décrit une solution permettant de réaliser une rattache de fil sur un bobinoir sans interruption du fonctionnement de ce dernier, et du FR-A-1 581 247 qui décrit quant à lui, une solution utilisable plus particulièrement sur un métier à tisser et dans laquelle le fil est stocké sous la forme d'une boucle, étant indiqué par ailleurs (cf page 1 lignes 12 à 20) qu'antérieurement à la solution décrite35 dans ce document, il était connu de guider des fils le long de l'embouchure d'un conduit relativement plat et de recueillir une quantité excédentaire d'un fil dans ce conduit sous la forme d'une boucle "en utilisant dans ce but un courant d'air dirigé transversalement par rapport 5 au parcours du fil", une telle solution pouvant être comparée à celle mentionnée dans le brevet français no. 1 562 147 (exemple illustré par la figure 5 de ce docu- ment). De très nombreuses autres propositions ont été fai- tes aussi bien dans le domaine de la "filature" que dans celui du tissage postérieurement à ces documents, comme cela ressort notamment des FR-A-2 351 195, FR-A-2 162 944,-FR-A-2 495 196, FR-A-2 355 932 et 2 323 783. Si dans le domaine du tissage, les solutions préci- tées permettent de stocker une longueur suffisante de fil étant donné que la largeur des métiers à tisser sans navette dépassent rarement deux mètres, en revanche, dans le domaine de la filature, elles ne permettent pas d'ef- fectuer des opérations de rattache (ou épissures) au moyen de systèmes ayant un cycle de fonctionnnement lent qui implique donc de pouvoir stocker, sur la machine de filature ou sur l'ensemble robotisé effectuant l'opéra-25 tion de rattache, une grande longueur de fil Ainsi, à titre d'exemple, pour une machine fonctionnant à dix mètres/seconde, et avec un système de rattache dont le cycle de fonctionnement est de l'ordre de deux secondes, il est nécessaire de pouvoir stocker vingt mètres de fil,30 ce qui est irréalisable avec les solutions actuellement connues. Une telle impossibilité peut s'expliquer de la ma- nière suivante en se reportant à la figure 1 annexée. En effet, si l'on se reporte à cette figure 1, si l'on souhaite stocker à l'intérieur d'un conduit ( 1) relativement plat, dont la fente d'entrée ( 2) est de section rectangulaire et a une hauteur (L) égale par 5 exemple à cinquante millimètres, le fil ( 3) se déplaçant verticalement au regard de cette fente ( 2) (le déplace- ment vertical étant le déplacement le plus courant dans les machines textiles), si l'on veut former une boucle longue, dans un tel plan vertical, et ce sous l'action10 d'un courant d'air de vitesse (V), le fil ayant une masse linéique (P) et étant soumis à une tension (T), le brin supérieur ( 4 b) de la boucle ( 4) sera incliné d'un angle alpha de l'ordre de 0,5 à 1 degré suivant le titre du fil et la vitesse de l'air, le brin inférieur ( 4 a) restant,15 quant à lui, horizontal et étant soutenu par la paroi inférieure du conduit ( 1). L'expérience montre que pour une longueur initiale (L) de cinquante millimètres, il est possible de former une boucle fiable en ayant une longueur de l'ordre de deux à quatre mètres (soit seulement quatre à huit mètres de fil stocké). Par suite, si l'on souhaite obtenir une longueur de boucle compatible avec un système de rattache (noueur, système formant une épissure), dont le cycle de fonc- tionnement est lent et est par exemple de l'ordre de deux secondes, et pour lequel il faut, comme dit précédemment, une longueur de fil stocké d'environ vingt mètres, la30 solution logiquement envisageable consiste à diminuer la valeur de l'angle alpha Pour diminuer cet angle, il convient donc d'augmenter la tension du fil ce qui, d'un point de vue textile, peut être un inconvénient grave pour le processus et implique obligatoirement une augmen- tation de la vitesse (V) de l'air, donc des pertes de charge et par suite de l'énergie consommée Il pourrait également être envisagé d'augmenter la hauteur L de la fente d'entrée pour stocker la longueur souhaitée, mais alors,, on augmente la section et par suite le débit, donc l'énergie consommée et également l'encombrement devient très important. Une autre solution théoriquement envisageable con- sisterait à former la boucle dans un conduit horizontal. Dans un tel cas, on se trouve confronté au problème du passage de la boucle d'un plan vertical au plan principal horizontal de stockage puisque, comme dit précédemment, le trajet d'un fil sur une machine de filature est effec- tué dans un tel plan vertical Des essais faits dans ce sens montrent en effet que les deux brins de la boucle ont tendance à se rapprocher l'un de l'autre et à s'em- mêler lors de ce changement de direction. Or on a trouvé, et c'est ce qui fait l'objet de la présente invention, un perfectionnement apporté à de tels dispositifs de stockage temporaire d'un fil, qui permet de résoudre ces problèmes et de former une boucle stable, dont les deux brins sont parfaitement séparés l'un de l'autre et dont la longueur peut atteindre facilement vingt mètres et voire même plus. Par ailleurs, grâce au procédé conforme à l'inven- tion, il est possible de réaliser une enceinte de stoc- kage ayant un encombrement réduit, dont le positionnement par rapport à la structure de la machine n'est pas limi- té par le fait que ladite enceinte peut avoir une con- figuration autre que rectiligne et peut former des coudes selon des orientations différentes. Dans la suite de la description, l'invention sera décrite pour un dispositif de stockage utilisé sur une machine de filature dans laquelle le débit d'alimentation de fil ne peut être interrompu, mais il est évident qu'elle pourrait également être appliquée à une machine dans laquelle se poserait le problème inverse, c'est-à- dire, comme dans le cas du du FR-A-1 404 286, sur une machine dans laquelle la réception du fil formé ne peut pas être interrompue. D'une manière générale, l'invention concerne donc un procédé perfectionné permettant de stocker temporaire- ment, sous la forme d'une boucle, un fil en mouvement à l'intérieur d'une chambre (ou canal), dont l'embouchure de section relativement plate et rectangulaire, est dis- posée verticalement en regard du trajet du fil lors de sa production, ledit canal étant soumis à l'action d'un courant de fluide permettant de maintenir séparés les deux-brins de la boucle formée, l'un des brins (dit "brin d'entrée") étant introduit à l'intérieur de la chambre à une vitesse constante, et l'autre brin (dit "brin de sortie") étant quant à lui, immobilisé à l'intérieur de la chambre lors de la formation de la boucle, le procédé selon l'invention se caractérisant en ce que l'on com- munique à l'extrémité fixe du brin de sortie des impul- sions de traction permettant de repositionner l'un par rapport à l'autre les deux brins de la boucle de fil qui peut se déformer par frottement contre les parois de la chambre de stockage.30 Grâce à un tel procédé, il est possible de réaliser une chambre de stockage de grande longueur, ladite cham- bre de stockage pouvant être vrillée pour la faire passer d'un plan vertical d'entrée à un plan horizontal de stoc-35 kage, ladite zone de stockage pouvant avoir une multi- plicité d'orientations différentes, mais étant telle que si l'on effectue une coupe, les deux brins soient dis- posés dans le même plan horizontal (à l'exception des changements de direction de la chambre), la fréquence des impulsions de traction communiquées à l'extrémité fixe 5 du brin immobile s'exerçant au moins immédiatement après que l'extrémité de la boucle formée ait franchi une zone de transition entre deux plans de stockage différents. Eventuellement, pour favoriser le maintien séparé des deux brins de la boucle, la section de la chambre de stockage, initialement rectangulaire, peut être profilée afin de définir deux canaux séparés pour chacun des brins de la boucle, canaux reliés entre eux par une zone libre permettant le passage du fil, et dont le profil est tel15 qu'il tend à maintenir écartés l'un de l'autre le brin mobile et le brin fixe de la boucle dans les zones o ils tendent à se rapprocher l'un de l'autre. Le procédé conforme à l'invention peut être mis en oeuvre sur tout type de machine textile, et notamment sur les machines de filature, les moyens permettant sa mise en oeuvre et notamment l'enceinte de stockage du fil pouvant être associée, soit à chaque position de travail que comporte la machine, soit être montée sur un ensemble25 mobile de type "robot" qui se déplace devant la machine de manière à pouvoir intervenir indifféremment sur n'im- porte quelle position. L'invention et les avantages qu'elle apporte seront cependant mieux compris grâce aux exemples de réalisation donnés ci-après à titre indicatif mais non limitatif, et qui sont illustrés par les schémas annexés dans lesquels: la figure 1 illustre comme vu précédemment, la manière dont se forme une boucle de fil en mouvement à l'intérieur d'un conduit de stockage soumis à l'action d'un courant de fluide; la figure 2 est une vue schématique, montrant la manière dont est mis en oeuvre le procédé conforme à l'invention sur une machine de filature; la figure 3 est une vue schématique de la forme de réalisation de la chambre de stockage que permet de réa- liser le procédé conforme à l'invention; la figure 4 illustre de manière schématique le type de chambre de stockage permettant d'accumuler une boucle de fil de très grande longueur (de l'ordre de vingt mètres ou plus) et ce, grâce au procédé conforme à l'invention; les figures 5 a et 5 b sont des coupes transversales selon l'axe XX de la figure 3 montrant les variations de profil internes que peut avoir la chambre de stockage15 dans les zones rectilignes (figure 5 a) et dans les zones o la chambre subit un changement de direction (figure b); les figures 6,7 et 8 illustrent l'application du procédé conforme à l'invention sur une machine textile o chaque position est équipée d'un dispositif de stockage (figure 6), ou sur une machine dans laquelle le disposi- tif de stockage est monté sur un ensemble de type robot déplaçable au regard de chaque position de la dite ma- chine (figures 7 et 8).25 Si l'on se reporte aux figures annexées en utilisant les mêmes références que celles employées à la figure 1, le procédé conforme à l'invention peut être mis en oeuvre sur tout type de machine textile, telle que par exemple30 une machine de filature schématisée à la figure 2, notam- ment pour réaliser une rattache pour laquelle le débit de matière ( 3) ne doit pas être interrompu Dans une telle installation, lorsque l'on souhaite effectuer une opéra- tion de rattache, sans interrompre le débit de matière ( 3), il convient de procéder de la manière illustrée schématiquement à la figure 2 Dans une telle installa- tion, le fil mobile ( 3) délivré par le fournisseur ( 12) est transféré depuis ce fournisseur jusqu'à une position (P 2) par un aspirateur assurant une tension suffisante au fil pour que celui-ci, passant devant l'entrée ( 2) d'un ensemble de stockage temporaire ( 1), ne soit pas aspiré 5 par ce dernier Par ailleurs, l'autre extrémité du fil prélevé à partir du système de renvidage ( 13) qui a été stoppé est, quant à elle, amenée à une aspiraton (Pi) qui assure une légère tension à ce fil mobile Les deux ex- trémités ainsi positionnées sont alors introduites dans10 un système de rattache ( 14) de tout type connu, permet- tant par exemple de réaliser une épissure Les systèmes d'aspiration (Pl et P 2) permettent, après réalisation de la rattache, d'évacuer les deux extrémités de fil coupé. Le cycle de rattache débute par la fermeture d'une pince15 ( 15) qui ainsi immobilise le fil ( 3) provenant d'une source d'alimentation ( 12) Le débit de fil étant inter- rompu, le dispositif de rattache ( 4) peut donc fonction- ner Pendant cette phase de rattache proprement dite, le fil ( 3) provenant du délivreur ( 12) doit donc être stoc-20 ké, la longueur de fil stocké étant fonction de la durée de rattache et de la vitesse de débit du fil ( 3) et pou- vant atteindre, comme cela a été vu précédemment, vingt mètres pour une machine fonctionnant à 600 mètres/minute et avec une durée de rattache de deux secondes.25 La solution conforme à l'invention permettant d'ob- tenir une telle longueur de fil, consiste à accumuler le fil ( 3) provenant de la source d'alimentation ( 12) à l'intérieur d'une chambre ( 1) sous la forme d'une boucle ( 4) comportant deux brins ( 4 a,4 b) obtenus grâce à l'ac- tion d'un courant d'air s'écoulant à l'intérieur de la- dite chambre ou enceinte ( 2). Lors de la formation de cette boucle, le brin ( 4 a) se déplace à l'intérieur de la chambre alors que le brin ( 4 b) (dit "brin de sortie") est, compte tenu du fait que le fil est immobilisé par la pince ( 15), maintenu fixe. Afin d'obtenir un maintien bien séparé des deux brins ( 4 a) et ( 4 b), conformément au procédé selon l'invention, on soumet l'extrémité immobile du brin ( 4 b) à de petites impulsions de traction qui permettent de repositionner la boucle de fil De telles impulsions peuvent être communi-10 quées soit en déplaçant la pince ( 15), soit éventuelle- ment au moyen d'un guide additionnel ( 16) qui déplace par intermittence le brin fixe à la sortie de l'organe de stockage ( 1). Il a été constaté qu'en procédant de cette manière, il était possible, non seulement de pouvoir faire passer l'enceinte de stockage qui est disposée normalement ver- ticalement en regard du trajet du fil dans un plan horizontal de grande longueur tel que schématisé à la figure20 3, ce qui élimine les contraintes dues à la pesanteur, mais, qu'également, il était possible de donner à ce conduit une forme autre que rectiligne, permettant d'adapter un tel ensemble de stockage à de nombreux types de matériels différents et en ayant un encombrement mini- mal. Ainsi, les figures 4 et 6 illustrent une forme de réalisation dans laquelle l'enceinte de stockage ( 1) passe d'une position verticale à une zone de transition plane mais inclinée par rapport à l'horizontale, pour ensuite présenter deux sections horizontales superposées. Un tel mode de réalisation est particulièrement utile lorsque l'on souhaite adapter à chaque position de tra- vail un ensemble de stockage. Les figures 7 et 8 illustrent deux formes de réali- sation d'un conduit de stockage rendu possible grâce au procédé conforme à l'invention et dans lequel ledit con- duit est associé à un système de type "robot" pouvant 5 être déplacé devant chaque position que comporte la ma- chine Dans les deux modes de réalisation illustrés, la zone d'entrée du conduit est disposée verticalement en regard du trajet du fil, puis est ensuite vrillée pour former un conduit plat, orienté verticalement, conduit10 qui est ensuite replié horizontalement tel qu'illustré dans le mode de réalisation (figure 7), ou verticalement tel qu'illustré dans le mode de réalisation (figure 8). Grâce au procédé selon l'invention, il a été possible de réaliser des boucles de fil stocké ayant une longueur de15 vingt mètres en utilisant des enceintes soumises à une dépression de 50 à 250 mb et ayant un débit de l'ordre de Nm 3/h, et ce en ayant une enceinte dont la section d'entrée ( 2) est de forme rectangulaire, dont les dimen- sions sont: L = 50 mm et e = 4 mm. Il a été également constaté que l'on pouvait favori- ser le maintien bien séparé des deux brins de la boucle de fil en adaptant le profil interne du conduit de stoc- kage, ce profil pouvant être formé de deux canaux séparés25 par une partie en relief formant deux bourrelets qui laissent une zone libre entre les deux canaux suffisante pour permettre le passage du fil et qui, dans les zones de changement de direction, est adapté pour avoir la configuration telle qu'illustrée à la figure 5 b dans30 laquelle les deux canaux sont dissymétriques, ce qui favorise le maintien séparé des deux brins ( 4 a,4 b) de la boucle. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits précédemment, mais elle en couvre toutes les variantes réalisées dans le même esprit. il REVENDICATIONS 1/ Procédé permettant de stocker temporairement, sous la forme d'une boucle ( 4), un fil ( 3) en mouvement, à l'intérieur d'une chambre ( 1) (ou canal) dont l'embou- chure ( 2) de section relativement plate et rectangulaire est disposée verticalement en regard du trajet du fil lors de sa production, ledit canal étant soumis à l'ac- tion d'un courant de fluide permettant de maintenir sépa- rés les deux brins ( 4 a,4 b) de la boucle formée, l'un des brins ( 4 a) étant introduit à l'intérieur de la chambre ( 1) à une vitesse constante, et l'autre brin ( 4 b) étant quant à lui immobilisé à l'intérieur de la chambre lors de la formation de la boucle, caractérisé en ce que l'on communique à l'extrémité ( 15) du brin fixe ( 4 b) des im- pulsions de traction permettant de repositionner l'un par rapport à l'autre les deux brins ( 4 a,4 b) de la boucle du fil qui peut se déformer par frottement contre les parois de la chambre de stockage. 2/ Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la boucle ( 4) de fil est de grande longueur et est stockée à l'intérieur d'une chambre ( 1) vrillée pour la faire passer d'un plan vertical d'entrée à un plan hori-25 zontal de stockage, ladite zone de stockage pouvant avoir une multiplicité d'orientations différentes, mais étant telle que si l'on effectue une coupe, les deux brins soient disposés dans le même plan horizontal (à l'excep- tion des changements de direction de la chambre), la30 fréquence des impulsions de traction communiquées à l'ex- trémité fixe ( 15) du brin ( 4 b) s'exerçant au moins im- médiatement après que l'extrémité de la boucle formée ait franchi une zone de transition entre deux plans de stoc- kage différents.35 3/ Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la section de la chambre de stockage ( 1) initiale- ment rectangulaire est profilée afin de définir deux canaux séparés pour chacun des brins ( 4 a,4 b) de la boucle 5 ( 4), les canaux reliés entre eux par une zone libre per- mettant le passage du fil, ledit profil étant tel qu'il tend à maintenir écartés l'un de l'autre le brin mobile ( 4 a) du brin fixe ( 4 b) de la boucle dans des zones o ils tendent à se rapprocher l'un de l'autre. 4/ Dispositif pour la formation d'une réserve de fil sur une machine textile du type selon laquelle le fil ( 3) est stocké à l'intérieur d'une chambre ( 1), dont l'em- bouchure ( 2) de section relativement plate et rectangu-15 laire est disposée verticalement au regard du trajet du fil lors de sa production, ledit canal ou chambre ( 1) étant soumis à l'action d'un courant de fluide permettant de maintenir séparés les deux brins ( 4 a,4 b) de la boucle ( 4) formée, l'un des brins ( 4 a) étant introduit à l'in- térieur de la chambre ( 1) à une vitesse constante, et l'autre brin ( 4 b) étant quant à lui immobilisé à l'inté- rieur de la chambre lors de la formation de la boucle, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens ( 16) permet- tant de communiquer à l'extrémité ( 15) fixe du brin ( 4 b)25 des impulsions de traction. / Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la chambre ( 1) de stockage est vrillée pour la faire passer d'un plan vertical d'entrée à un plan hori-30 zontal de stockage proprement dit, ladite zone de stoc- kage ayant une multiplicité d'orientations différentes et des impulsions de traction communiquées à l'extrémité fixe du brin de sortie s'exerçant au moins immédiatement après que l'extrémité de la boucle formée ait franchi une35 zone transition entre deux plans de stockage différents.