Brevet FR2768437A1 — publié le 19990319

L'invention se rapporte à un dispositif sur un banc d'étirage pour mesurer l'épaisseur d'un composite de fibres constitué par des rubans de fibres, comportant un guidage des rubans de fibres à l'entrée dans le poste d'étirage, dans lequel les rubans de fibres rentrant les uns à côté des autres sont guidés dans un plan et à travers un organe de mesure, et dans lequel est prévu un élément de palpage chargé et mobile qui forme conjointement avec une contre-surface un étranglement pour le composite de fibres passant constitué de rubans de fibres, en le comprimant, et dont la modification de position due à des différences d'épaisseur du composite de fibres agit sur un dispositif convertisseur pour générer une impulsion de commande. On connaît dans la pratique un dispositif pour mesurer l'épaisseur d'un composite de fibres, comportant un guidage de ruban pour guider les rubans de fibres à l'entrée du poste d'étirage, dont les parois sont réalisées du moins partiellement sous forme conique et de manière à regrouper dans un plan les rubans de fibres rentrant, et en arrière duquel est agencée une paire de cylindres après lesquels les rubans de fibres divergent à nouveau, et dans lequel est prévu un élément de palpage chargé et mobile qui forme conjointement avec une contre- surface stationnaire un étranglement pour le composite de fibres passant constitué de rubans de fibres, et dont la modification de position due à des différences d'épaisseur du composite de fibres agit sur un dispositif convertisseur pour générer une impulsion de commande. L'élément de palpage est associé au guidage de ruban, les rubans de fibres dans le guidage de ruban sont comprimés dans un plan les uns à côté des autres et palpés, et la paire de cylindres tire les rubans de fibres palpés. On a déjà proposé de comprimer les rubans de fibres situés les uns à côté des autres sur la largeur, en l'occurrence depuis le haut. Dans ce cas, l'élément de palpage est réalisé de telle sorte qu'il peut effectuer, outre le mouvement de palpage, c'est à dire le mouvement de compression en direction des rubans de fibres, également un mouvement de basculement autour d'un axe qui s'étend en direction de travail, et qu'il tient ainsi compte du fait que des rubans de fibres présentant éventuellement différentes épaisseurs sont agencés les uns à côté des autres. A cet effet, l'élément de palpage mobile est associé aux rubans de fibres guidés les uns à côté des autres et il comporte une surface de coulissement qui presse les rubans de fibres contre une contre-surface stationnaire en les comprimant. Dans ce cas, le ruban de fibres respectivement le plus épais détermine la distance entre l'élément de palpage et la contre-surface. Déjà un petit emplacement épais dans un ruban de fibres entraîne une distance plus élevée. Les rubans de fibres à droite et à gauche de cet emplacement épais sont tirés, sans détecter leur épaisseur et sans être mesurés, hors de la fente qui se forme. L'objectif sous-jacent à l'invention est par conséquent de réaliser un dispositif du type décrit en introduction, qui évite les inconvénients cités et qui permet en particulier une détection sensiblement améliorée des fluctuations de l'épaisseur des rubans de fibres et un guidage plus exact des rubans de fibres. Pour atteindre cet objectif, on propose conformément à l'invention que l'élément de palpage comporte une pluralité d'éléments capteurs et dans lequel chaque élément capteur est monté et mis sous précontrainte de façon mobile pour un déplacement dû à des écarts d'épaisseur d'un ruban de fibres respectif, les déplacements des éléments capteurs individuels étant additionnés. Grâce aux mesures conformes à l'invention, par lesquelles tous les rubans de fibres sont mesurés individuellement à l'égard de leur épaisseur (ou taille) à l'entrée du poste d'étirage, on arrive à obtenir un résultat de sommation différencié dans lequel l'épaisseur individuelle de chaque ruban de fibres individuel est prise en compte. De cette manière, on améliore sensiblement la compensation de fluctuations d'épaisseur de tous les rubans de fibres, grâce à quoi on produit un ruban d'étirage régulier et par conséquent un fil amélioré. Judicieusement, tous les éléments capteurs sont reliés par un élément de retenue monté en rotation et mis sous précontrainte par un élément de force, auquel est fourni le résultat de sommation des déplacements des éléments capteurs individuels. De préférence, l'élément capteur est mis sous précontrainte par un ressort ou similaire. Avantageusement, les éléments capteurs sont formés par un ressort à lame. De préférence, les ressorts à lame sont fixés sur un côté. Judicieusement, la contre- surface est la surface enveloppe d'un cylindre en rotation. De préférence, l'organe de mesure est agencé en avant du guidage de ruban. Avantageusement, l'organe de mesure est intégré dans le guidage de ruban. De préférence, les éléments capteurs sont reliés par un élément de retenue commun monté en rotation ou en translation et mis sous précontrainte par un élément de force, auquel est fourni le résultat de sommation des déplacements des éléments capteurs individuels, dans lequel les éléments capteurs comportent à l'une de leurs extrémités une région de fixation qui est fermement reliée à l'élément de retenue, les éléments capteurs formant un élément de direction pour le mouvement de rotation ou de translation de l'élément de retenue sous précontrainte et la région de palpage étant formée par l'autre extrémité des éléments capteurs. Judicieusement, l'élément capteur est un ressort à lame. De préférence, les éléments capteurs s'appuient contre la surface frontale du tablier d'alimentation. Avantageusement, il existe une distance entre l'extrémité libre des éléments capteurs et l'extrémité libre du tablier d'alimentation. De préférence, la fente d'entrée entre le tablier d'alimentation et le cylindre alimenteur est sensiblement égale pendant le fonctionnement. Judicieusement, le tablier d'alimentation ou le cylindre alimenteur sont montés sous la charge par ressorts, les ressorts étant plus durs que les ressorts formant les éléments capteurs. De préférence, le tablier d'alimentation est monté stationnaire en direction du débattement des éléments capteurs. Avantageusement, l'une des extrémités des éléments capteurs est susceptible d'être soulevée de l'élément de retenue. De préférence, on prévoit une butée pour le débattement des éléments capteurs. Judicieusement, les ressorts à lame sont agencés parallèlement les uns aux autres. De préférence, les ressorts à lame sont souples en direction du déplacement du tablier d'alimentation. Avantageusement, les ressorts à lame sont rigides en direction depuis le tablier d'alimentation vers l'élément de retenue. Préférentiellement, l'élément de retenue est réalisé sous forme d'une poutre longitudinale. Judicieusement, l'élément de retenue est agencée parallèlement à l'axe du cylindre. De préférence, l'élément de retenue est rigide à la torsion. Avantageusement, on prévoit au moins une barre de torsion sur l'élément de retenue du côté frontal en direction axiale. De préférence, l'élément de retenue est monté par au moins un côté frontal dans un coussinet de pivotement. Judicieusement, on associe à l'élément de retenue un élément de mesure pour le mouvement de rotation. De préférence, l'élément de mesure est un capteur de course inductif. L'élément de mesure comporte avantageusement un capteur de course inductif. Avantageusement, l'élément de mesure comporte des jauges de contrainte. Dans un dispositif dans lequel on détecte mécaniquement par les éléments capteurs individuels des écarts d'épaisseur qui se forment éventuellement sur la largeur à plusieurs emplacements, on regroupe avantageusement les écarts d'épaisseur par l'élément de retenue commun en formant une valeur moyenne. Judicieusement, selon l'écart de la valeur réelle (valeur moyenne) par rapport à une valeur de consigne, on modifie la quantité de fibres amenée au banc d'étirage. De préférence, les éléments capteurs sont agencés au-dessus du cylindre. Judicieusement, les ressorts à lame pénètrent dans la fente entre le cylindre et le cylindre. De préférence, on associe aux éléments capteurs au moins un élément de butée stationnaire. Avantageusement, le cylindre est monté stationnaire. De préférence, l'élément de retenue est constitué par un profilé extrudé. Le profilé extrudé est de préférence creux à l'intérieur. Avantageusement, le profilé extrudé est constitué en aluminium ou en alliage d'aluminium. Avantageusement, on prévoit sur l'élément de retenue du côté frontal en direction axiale un axe respectif, par exemple une barre, un goujon, un tenon ou similaires. L'invention sera expliquée plus en détail dans ce qui suit en se rapportant à des exemples de réalisation illustrés dans les dessins. Les figures montrent: figure 1 une vue latérale schématique d'un banc d'étirage de régulation comportant le dispositif conforme à l'invention; figures 2a, 2b une vue de devant et une vue latérale d'un mode de réalisation comportant plusieurs éléments capteurs et une contre- surface stationnaire; figures 3a, 3b une vue en perspective (figure 3a) et une vue latérale (figure 3b) d'un mode de réalisation comportant plusieurs éléments capteurs et une contre-surface en rotation; figure 4 une réalisation similaire à celle de la figure 3, comportant un cylindre de guidage; figure 5 une réalisation similaire à la figure 3, comportant deux cylindres de transport; et figures 6a, 6b une vue de dessus (figure 6a) et une vue en coupe (figure 6b) d'une réalisation comportant un organe de mesure intégré dans le guidage de ruban, respectivement. La fig. 1 montre un banc d'étirage 1, par exemple le banc d'étirage HSR de la société Triitzschler, comportant un poste d'étirage 2 en avant duquel est agencée une entrée de poste d'étirage 3 et en arrière duquel est agencée une sortie de poste d'étirage 4. En provenance de pots, les rubans de fibres 5 entrent dans le guidage de ruban 6 et ils sont transportés, tirés par les cylindres tireurs 7, 8, en passant l'organe de mesure 9. Le poste d'étirage 2 est conçu sous forme d'un poste d'étirage 4 sur 3, c'est-à-dire qu'il est constitué par trois cylindres inférieurs I, I, III (I cylindre inférieur de sortie, II cylindre inférieur intermédiaire, III cylindre inférieur d'entrée) et par quatre cylindres supérieurs 11, 12, 13, 14. Dans le poste d'étirage 2 s'effectue l'extension du composite de fibres 5 de plusieurs rubans de fibres. L'extension se compose d'une extension préliminaire et d'une extension principale. Les paires de cylindre 14/III et 13/11 forment le champ d'extension préliminaire et les paires de cylindres 13/I1 et 11, 12/I forment le champ d'extension principal. Les rubans de fibres étirés 5 atteignent dans la sortie de poste d'étirage 4 un guidage de nappe 10 et ils sont tirés au moyen des cylindres tireurs 15, 16 à travers un entonnoir de ruban 17 dans lequel ils sont réunis pour former un ruban de fibres 18 qui est ensuite déposé dans des pots. Les cylindres tireurs 7, 8, le cylindre inférieur d'entrée III et le cylindre inférieur intermédiaire II qui sont mécaniquement couplés par exemple via des courroies dentées sont entraînés par le moteur à vitesse réglable 19, une valeur de consigne pouvant être déterminée. (Les cylindres supérieurs associés 14 ou 13 tournent avec eux). Le cylindre inférieur de sortie I et les cylindres tireurs 15, 16 sont entraînés par le moteur principal 20. Le moteur à vitesse réglable 19 et le moteur principal 20 disposent chacun d'un propre régulateur 21 ou 22. La régulation (régulation de la vitesse de rotation) s'effectue via un circuit de régulation fermé respectif, une génératrice tachymétrique 23 étant associée au moteur à vitesse réglable 19 et une génératrice tachymétrique 24 étant associée au moteur principal 20. Au niveau de l'entrée 3 du poste d'étirage, une grandeur proportionnelle à la taille, par exemple la section transversale des rubans de fibres alimentés 5 est mesurée par l'organe de mesure d'entrée 9. Au niveau de la sortie 4 du poste d'étirage, la section transversale du ruban de fibres sorti 18 est détectée par un organe de mesure de sortie 25 associé à l'entonnoir de ruban 17. Une unité de calcul centrale 26 (dispositif de commande et de régulation), par exemple un micro-ordinateur comportant un microprocesseur, transmet un réglage de la grandeur de consigne pour le moteur à vitesse réglable 19 au régulateur 21. Les grandeurs mesurées par l'organe de mesure 9 sont transmises à l'unité de calcul centrale 26 pendant l'opération d'étirage. A partir des grandeurs mesurées de l'organe de mesure 9 et à partir de la valeur de consigne pour la section transversale du ruban de fibres sortant 18, on détermine dans l'unité de calcul centrale 26 la valeur de consigne pour le moteur à vitesse réglable 19. Les grandeurs mesurées de l'organe de mesure de sortie 25 servent à surveiller le ruban de fibres sortant 18 (surveillance de ruban de sortie). A l'aide de ce système de régulation, on peut compenser des fluctuations dans la section transversale des rubans de fibres alimentés 5 par des régulations correspondantes de l'opération d'extension préliminaire ou bien on peut obtenir une uniformisation du ruban de fibres 18. Selon la figure 2, une pluralité d'éléments de palpage 30a à 30n sont agencés les uns à côté des autres sur la largeur qui sont mobiles verticalement en direction des flèches B, C. On a associé à l'une des extrémités de chaque élément de palpage 30a à 30n un ressort 31a à 31n, qui sont agencés par leur autre extrémité sur un élément d'appui continu fixe 32. On a associé à chaque élément de palpage un détecteur 33a à 33n, par exemple un capteur de course inductif, qui convertissent les allongements de course des éléments de palpage 30a à 30n en signaux électriques qui sont amenés à un dispositif de sommation électrique commun 34. Le signal de sommation 35 est utilisé pour la régulation (voir figures 1 et 3b). En vis-à-vis de l'autre extrémité des éléments de palpage 30a à 30n se trouve un élément coulissant continu fixe 36, par exemple une glissière, les rubans de fibres 5a à 5n étant déplacés entre les éléments de palpage 30a à 30n et la contre-surface 36. On agence deux cylindres de transport 37, 38 entraînés en rotation, en arrière de l'organe de mesure 9 en direction de travail A. De cette manière, tous les rubans 5a à 5n sont mesurés individuellement vis-à- vis de leur épaisseur (ou taille) à l'entrée du poste d'étirage de régulation. Un signal de sommation 35 en et formé pour la taille de ruban rentrante. Selon les figures 3a, 3b, les éléments de palpage 30a à 30n sont formés par plusieurs ressorts à lame agencés les uns à côté des autres (plaques de mesures), qui sont fixés par l'une de leurs extrémités dans un élément de retenue de sommation commun 39 (élément de sommation), par exemple une poutre de sommation, un levier de mesure ou similaire. L'autre extrémité (ouverte) des ressorts à lame 30a à 30n est en engagement sous pression avec les rubans de fibres 5a à 5n. L'élément de sommation mécanique 39 est monté en rotation avec ses deux extrémités dans des coussinets de pivotement 40, 41 et il est chargé par un ressort 42. De plus, on a associé à l'élément de sommation 39 un détecteur 43 qui amène selon la figure 3b un signal de sommation électrique à un dispositif de régulation 44 en arrière duquel est agencé un moteur d'entraînement 45 pour un cylindre 46. Le cylindre 46 en continu sur la largeur tourne en direction F et il forme une contre- surface mobile pour les ressorts à lame 30a à 30n. On a prévu entre l'élément de retenue de sommation 39 et le cylindre 46 un tablier d'alimentation continu 47 qui est en rotation autour d'un palier 48 et qui est chargé par un ressort 49. Les rubans de fibres 5 entrent en étant tirés à travers la fente entre les cylindres 46 et le tablier d'alimentation 47. A la sortie de la fente, les rubans de fibres 5a à 5n sont palpés vis-à-vis de leur épaisseur par les ressorts à lame 30a à n, qui peuvent dévier en direction des flèches E et D. Ce mode de réalisation n'exige qu'un seul détecteur 43. Selon la figure 4, on a associé au cylindre 46 un cylindre de guidage 50 qui tourne en direction G. Il sert au guidage et au transport des rubans de fibres Sa à Sn. Selon la figure 5, on a associé au cylindre 46 un cylindre de transport 37. Les cylindres 46, 37 tournent en direction des flèches H et I. Les rubans de fibres 5 sont transportés à travers la fente entre les cylindres 46, 37. Les ressorts à lame 30 pénètrent dans la fente et appuient depuis le haut sur les rubans de fibres 5, la surface en rotation des cylindres 46 servant de contre-surface. Les figures 6a, 6b montrent un mode de réalisation dans lequel l'organe de mesure 9 est intégré dans le guidage de ruban 6. Les ressorts à lame a à 30n fixés sur un côté sur l'élément de sommation 39 appuient par leur autre extrémité ouverte sur un ruban de fibres 54a à 5n respectif. Selon cette réalisation, il est possible de palper un nombre alternant de rubans de fibres 5a à 5n, par exemple seulement six rubans de fibres à la place des huit rubans illustrés. Grâce aux parois latérales 6a, 6b, les rubans de fibres sont latéralement réunis, c'est-à-dire que le composite de fibres est comprimé latéralement indépendamment du nombre de rubans de fibres Sa à 5n. On peut associer à chaque ruban de fibres 5a à 5n un élément de palpage respectif 30a à 30n, de sorte qu'une mesure individuelle est réalisée. On peut cependant également associer à un rulban de fibres 5 plus d'un seul élément de palpage individuel 30 (parmi plusieurs éléments de palpage 30a à 30n). Il est également possible de prévoir une réalisation dans laquelle un élément de palpage 30 (parmi plusieurs éléments de palpage 30a à 30n) est associé à plus d'un seul ruban de fibres. L'élément de sommation 39 assure respectivement une sommation des débattements des éléments de palpage 30a à 30n. De cette manière, on obtient un résultat de sommation différencié. Revendications 1. Dispositif sur un banc d'étirage (1) pour mesurer l'épaisseur d'un composite de fibres constitué par des rubans de fibres (5), comportant un guidage (6) de rubans de fibres à l'entrée dans le poste d'étirage (2), dans lequel les rubans de fibres (5) rentrant les uns à côté des autres sont guidés dans un plan et à travers un organe de mesure (9), et dans lequel est prévu un élément de palpage (30a à 30n) chargé et mobile qui forme conjointement avec une contre-surface (36) un étranglement pour le composite de fibres passant constitué de rubans de fibres (5) en le comprimant, et dont la modification de position due à des différences d'épaisseur du composite de fibres agit sur un dispositif convertisseur pour générer une impulsion de commande, caractérisé en ce que l'élément de palpage comporte une pluralité d'éléments capteurs (30a à 30n), et chaque élément capteur (30a à 30n) est monté et mis sous précontrainte de façon mobile pour un déplacement lors d'écarts d'épaisseur d'un ruban de fibres respectif (5a à 5n), les déplacements des éléments capteurs individuels (30a à 30n) étant additionnés. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que tous les éléments capteurs (30a à 30n) sont reliés par un élément de retenue (39) monté en rotation et mis sous précontrainte par un élément de force (42), auquel est fourni le résultat de sommation des déplacements des éléments capteurs individuels (30a à 30n). 3. Dispositif selon l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'élément capteur (30a à 30n) est nmis sous précontrainte par un ressort ou similaire. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les éléments capteurs (30a à 30n) sont formés par un ressort à lame. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les ressorts à lame (30a à 30n) sont fixés d'un seul côté. 6. Dispositif selon l'une ou l'autre des revendications 1 et 5, caractérisé en ce que la contre-surface est la surface enveloppe d'un cylindre en rotation (46). 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'organe de mesure (9) est agencé avant le guidage de ruban (6). 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'organe de mesure (9) est intégré dans le guidage de ruban (6). 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les éléments capteurs (30a à 30n) sont reliés par un élément de retenue commun (39) monté en rotation ou en translation et mis sous précontrainte par un élément de force (42), auquel est fourni le résultat de sommation des déplacements des éléments capteurs individuels (30a à 30n), dans lequel les éléments capteurs (30a à 30n) comportent à l'une de leurs extrémités une région de fixation qui est fermement reliée à l'élément de retenue (39), les éléments capteurs (30a à 30n) formant un élément directionnel pour le mouvement de rotation ou de translation de l'élément de retenue (39) précontraint et la région de palpage étant formée par l'autre extrémité des éléments capteurs (30a à 30n). 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'élément capteur (30a à 30n) est un ressort à lame.