Brevet FR2718159A1 — publié le 19951006

TRICOTEUSE A CHAINE, EQUIPEE D'UN DISPOSITIF D'ENTRAINEMENT A COMMANDE SIMPLIFIEE La présente invention se rapporte à une tricoteuse à chaîne, munie d'au moins une barre pouvant être déplacée axia- lement en fonction de la position angulaire de l'arbre princi- pal, d'après un programme préétabli, au moyen d'un dispositif d'entraînement actionnable électriquement et d'un dispositif de commande associé. Des tricoteuses à chaîne de ce genre sont connues; leur dispositif d'entraînement consiste en un servomoteur, notam- ment en un moteur linéaire. Conformément à la demande de brevet DE-A- 37 34 072, le servomoteur est un moteur pas à pas auquel des impulsions d'avance en mode pas à pas sont délivrées par le dis- positif de commande. Le nombre des pas nécessaires est prééta- bli par un programme, en fonction de la position angulaire de l'arbre principal. Dans ce cas, lors du démarrage de la trico- teuse à chaîne, la position initiale des barres individuelles doit être vérifiée et éventuellement corrigée, car il peut ad- venir qu'une erreur de déplacement se soit produite, par exem- ple suite à une panne de courant. Conformément à la demande de brevet DEA-42 15 691, le servomoteur est commande en fonction de l'écart de réglage, par l'intermédiaire d'un circuit de ré- glage de positions qui compare la valeur réelle mesurée d'une position à la valeur de consigne de cette position, préétablie par le programmateur. Cela exige une complexité accrue. L'invention a pour objet de fournir une tricoteuse à chaîne du type décrit en introduction, dans laquelle on obtien- ne une commande considérablement plus simple du dispositif d'entraînement et dans laquelle des interventions correctrices ne doivent pas être effectuées, en particulier lors de la mise en marche de la machine. Conformément à l'invention, cet objet est atteint par le fait que le dispositif d'entraînement possède un corps en un matériau dont la dimension varie en fonction de la grandeur d'un champ électrique et/ou magnétique; et par le fait que le dispo- sitif de commande piloté par le programme délivre, pour engen- drer ce champ, une grandeur électrique qui présente, dans les limites de chaque pas de déplacement, une allure dans le temps préétablie. Dans un dispositif d'entraînement du type utilisé dans ce cas, la grandeur électrique est en corrélation directe avec la dimension considérée. Une modification de la grandeur élec- trique, préétablie par le programme, implique une modification bien définie de la dimension, c'est-à-dire un déplacement bien défini. L'on obtient, en conséquence, une commande très simple. Lorsque, en début de fonctionnement, la grandeur électrique affectée à un instant déterminé du programme est appelée, la barre prend automatiquement sa position initiale correcte. Un avantage supplémentaire réside dans le fait que la variation de la dimension peut avoir lieu très rapidement et avec une grande force, c'est-à-dire que l'inertie de masse de la barre peut être bien maîtrisée, et que celle du dispositif d'entraînement ne joue pratiquement aucun rôle. Il en résulte une marche particu- lièrement stable de la tricoteuse à chaîne, étant donné que le pilotage programmé permet non seulement de nouvelles grandeurs de déplacement, durant chaque cycle de travail, mais autorise également, dans les limites de chaque cycle, une allure tempo- relle continue du pas de déplacement. Dans une forme de réalisation, il est fait en sorte que le dispositif d'entraînement comporte un élément d'actionne- ment piézoélectrique, et que la grandeur électrique soit une tension. Il est encore plus propice que le dispositif d'entrai- nement comporte un élément d'actionnement magnétostrictif, et que la grandeur électrique soit un courant. Alors que, dans le cas d'éléments d'actionnement piézoélectriques, il est néces- saire d'accroître la tension pour augmenter le déplacement, ce qui peut occasionner des problèmes d'isolation, le courant doit être augmenté dans le cas d'éléments d'actionnement magné- tostrictifs, ce qui, en général, ne soulève pas de diffi- cultés. D'une manière avantageuse, la barre est reliée rigide- ment ou par concordance de formes à l'organe de sortie du dis- positif d'entraînement, et n'est pas chargée par un ressort de rappel. Il convient de supprimer le ressort de rappel étant donné qu'il peut influencer, sous l'action de sa force, la gran- deur électrique dans l'élément d'actionnement. Du fait de la liaison rigide ou par concordance de formes, établie par exem- ple par l'intermédiaire d'une articulation à rotule, l'élément d'actionnement sert simultanément d'élément de rappel. Une possibilité préférentielle consiste en ce que le dispositif d'entraînement est formé par plusieurs éléments d'actionnement branchés en série et pouvant être excités par le dispositif de commande, individuellement ou en combinaison. L'on obtient, de la sorte, une transmission sommatrice dans laquelle la course totale de déplacement est déterminée par la somme des variations dimensionnelles de tous les éléments d'ac- tionnement excités. Il est particulièrement avantageux que la grandeur électrique présente, dans les limites d'un pas de déplacement, une allure dans le temps qui provoque, au début, une variation progressive de l'accélération de la barre et, à la fin, une va- riation progressive du ralentissement de ladite barre. Les for- ces antagonistes engendrées par l'inertie de masse de la barre sont maintenues modestes, d'o résulte un travail très précis et rapide. Il est également recommandable que le dispositif de com- mande comporte un dispositif de correction, par lequel la gran- deur électrique peut être modifiée d'un facteur fixe. Dans ce contexte, il suffit de procéder à un réglage individuel du dis- positif de correction pour tenir compte de variations de lon- gueur qui s'avèrent nécessaires suite à la dilatation thermique affectant, en particulier, la barre à aiguilles. L'invention va à présent être décrite plus en détail, à titre d'exemples nullement limitatifs, en regard du dessin an- nexé sur lequel: la figure 1 est une illustration schématique d'une tri- coteuse à chaîne conforme à l'invention; la figure 2 représente le diagramme courant-temps se rapportant à un déroulement de programme déterminé; la figure 3 est un diagramme courant-temps légèrement modifié; et la figure 4 illustre schématiquement un dispositif d'entraînement modifié. La figure 1 montre une tricoteuse 1 à chaîne dont un ar- bre principal 2, entraîné par un moteur 3, déplace de manière classique la barre à aiguilles et à curseurs, de même qu'il fait osciller les barres à passettes parmi lesquelles une barre 4 est illustrée. Un dispositif d'entraînement 6, prévu pour déplacer la barre 4 dans le sens longitudinal (flèche 5), est relié à la- dite barre 4 par concordance de formes, au moyen d'une tige 7, c'està-dire par l'intermédiaire d'une articulation à rotule respectivement située aux deux extrémités. Le dispositif d'entraînement 6 est un élément d'action- nement magnétostrictif (élément actif), qui possède un corps en un matériau ferromagnétique dont les dimensions mécaniques va- rient sous l'influence d'un champ magnétique. Le fer, le nickel ou le cobalt font par exemple partie de tels matériaux. Le corps consiste notamment en un alliage fortement magnétostrictif, composé de terbium, de fer et de dysprosium. Le champ électrique est engendré à l'aide d'un courant I, délivré par la sortie 8 d'un dispositif de commande 9. La grandeur du courant I est dé- terminée par un programme qui peut être réglé au moyen d'une en- trée 10, et dont l'allure dans le temps dépend de la position angulaire de l'arbre principal 2. L'on a prévu, à cette fin, un appareil 11 de mesures angulaires dont la sortie 12 agit sur le dispositif de commande 9. A l'aide d'un dispositif de correc- tion 13, il est possible de régler un facteur de multiplication par lequel le courant I, prévu conformément au programme, est multiplié pour tenir compte d'une dilatation thermique ou d'un phénomène similaire. Un exemple de l'allure temporelle du courant I est illustré sous la forme d'une courbe k sur la figure 2, sur la- quelle le temps est désigné par t. Au-dessous de la plage de sa- turation, la variation de longueur du corps magnétostrictif, dans le dispositif d'entraînement 6, est largement proportion- nelle à cette courbe. Le déplacement d'insertion par-dessus est par exemple exécuté, dans les limites d'un cycle de travail A, sur un segment a de la courbe k. L'oscillation jusqu'à la posi- tion d'insertion par-dessous s'opère sur un segment b. Le dé- placement d'insertion par-dessous a lieu sur un segment c. Sur un segment d, les aiguilles d'insertion accomplissent une os- cillation rétrograde jusqu'à la position d'insertion par- dessus. Une courbe k' en pointillé indique l'allure du courant et, par conséquent, du déplacement lorsqu'un facteur de multi- plication a été introduit dans le dispositif de correction 13. Il ressort clairement que le dispositif de commande 9 délivre préalablement, à chaque instant du programme, un cou- rant déterminé à chacune des barres 4, ce qui donne, également au début, une position bien définie de la barre. L'illustration à échelle sensiblement agrandie de la figure 3 révèle que, sur la courbe k, les segments individuels a, b, c et d s'étendent non pas rectilignement, mais sont sépa- rés par des transitions progressives. L'on obtient de la sorte, au début, une variation progressive de l'accélération de la barre 4 et, à la fin, un ralentissement progressif de ladite barre 4. Ainsi, l'élément d'actionnement magnétostrictif n'est pas soumis à l'action de forces antagonistes excessives, d'o résulte un fonctionnement irréprochable. La figure 4 représente une variante dans laquelle une barre 104 à passettes peut être actionnée par l'intermédiaire d'un dispositif d'entraînement 106 composé de quatre éléments d'actionnement piézoélectriques (éléments actifs) 14 à 17, qui sont branchés en série et peuvent être alimentés en tension électrique U, par un dispositif de commande 109, conjointement mais selon des combinaisons sélectionnées. Le déplacement de la barre 104 correspond à la somme des variations de longueur des éléments d'actionnement respectivement excités. Dans le cas le plus simple, tous les éléments d'actionnement sont de réalisa- tion identique et sont respectivement activés par la même ten- sion. De tels éléments d'actionnement piézoélectriques sont connus et sont par exemple commercialisés, par la société Physik Instruments, sous la dénomination "Piezo Trans- latoren". Par la désignation "barre", il convient d'entendre non seulement des barres à passettes, mais également tous les autres types de barres déplaçables axialement, par exemple une barre à platine de poil. Il va donc de soi que de nombreuses modifications peu- vent être apportées à la tricoteuse décrite et représentée, sans sortir du cadre de l'invention. -R E V E N D I C A T I ONS - 1. Tricoteuse à chaîne, munie d'au moins une barre pou- vant être déplacée axialement en fonction de la position angu- laire de l'arbre principal, d'après un programme préétabli, au moyen d'un dispositif d'entraînement actionnable électrique- ment et d'un dispositif de commande associé, tricoteuse carac- térisée par le fait que le dispositif d'entraînement (6; 106) possède un corps en un matériau dont la dimension varie en fonc- tion de la grandeur d'un champ électrique et éventuellement, ou en variante, magnétique; et par le fait que le dispositif de commande (9; 109) piloté par le programme délivre, pour engen- drer ce champ, une grandeur électrique (I; U) qui présente, dans les limites de chaque pas de déplacement, une allure dans le temps préétablie. 2. Tricoteuse selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le dispositif d'entraînement (106) comporte un élément d'actionnement piézoélectrique, et la grandeur élec- trique est une tension (U). 3. Tricoteuse selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le dispositif d'entraînement (6) comporte un élément d'actionnement magnétostrictif, et la grandeur élec- trique est un courant (I). 4. Tricoteuse selon l'une quelconque des revendications 1 a 3, caractérisée par le fait que la barre (4; 104) est reliée rigidement ou par concordance de formes à l'organe de sortie du dispositif d'entraînement (6; 106), et n'est pas chargée par un ressort de rappel. 5. Tricoteuse selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée par le fait que le dispositif d'entraînement (106) est formé par plusieurs éléments d'actionnement (14 à 17) branchés en série et pouvant être excités par le dispositif de commande (109), individuellement ou en combinaison. 6. Tricoteuse selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée par le fait que la grandeur électrique (I) présente, dans les limites d'un pas de déplacement, une allure dans le temps qui provoque, au début, une variation progressive de l'accélération de la barre (4) et, à la fin, une variation progressive du ralentissement de ladite barre. 7. Tricoteuse selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisee par le fait que le dispositif de commande (9) comporte un dispositif de correction (13), par lequel la gran- deur électrique (I) peut être modifiée d'un facteur fixe.