Brevet FR2867172A1 — publié le 20050909

Arrière plan de l'invention L'utilisation de rouleaux pour guider le défilement du tissu dans des installations de traitement de textile est bien connue en soi. La figure 1 illustre une partie 100 d'une unité de carbonisation dans laquelle circule en continu un tissu 101 à précurseur de carbone pour obtenir un tissu carbone. A cet effet, l'unité de carbonisation comprend notamment un séchoir 110 dans lequel le tissu 101 est acheminé avant de pénétrer dans un four de pyrolyse 120 où il sera traité thermiquement par un système de torchères 121 afin de réaliser la carbonisation. Le tissu 101 décrit dans le séchoir 110 un trajet aller et retour depuis l'entrée 111 de ce dernier. Pour permettre un tel trajet dans le séchoir, on utilise un rouleau 130 dit rouleau de renvoi qui est monté dans le séchoir au moyen de deux paliers 131, 132 et sur lequel le tissu 101 défile suivant le sens indiqué par la flèche Si. Dans cette partie de l'installation, le tissu est tracté sans tension sur le rouleau 130 qui est libre en rotation afin de suivre le défilement du tissu. On a observé que lorsqu'un tissu, tel qu'un tissu à armure satin, est tracté sans tension dans le séchoir, celui-ci dévie latéralement sur le rouleau 130 dans un sens qui est fonction du sens de rotation du rouleau imposé par le défilement du tissu. La figure 2 illustre le phénomène observé. Lorsque le tissu 101 défile sur le rouleau 130, il dévie naturellement dans une direction Di. La cause de cette déviation n'a pas pu être déterminée avec précision. Toutefois, des essais effectués sur une longue période ont montré qu'un tissu classique à armure satin formé de fibres à précurseur de carbone (ex. fibres à précurseur rayonne) déviait continuellement de façon sensiblement constante lors de son passage sur le rouleau de renvoi du séchoir. Il semble que la force de frottement qui s'applique sur les fils du tissu à cet endroit possède une composante perpendiculaire à la direction de déplacement du tissu. 2867172 2 Cette dérive latérale du tissu sur le rouleau a un impact important sur le bon fonctionnement de l'installation ainsi que sur la qualité du tissu utilisé. En effet, la déviation latérale qui apparaît au niveau du rouleau 130 se retrouve ensuite sur tout le reste de la ligne de l'unité de traitement que le tissu doit parcourir. De plus, sans interventions régulières pour repositionner le tissu, le tissu dévie sur une distance telle qu'il sort des éléments de guidage mobiles de l'installation. Dans ce cas, le tissu est susceptible d'accrocher d'autres éléments fixes à proximité et de s'endommager à leur contact. Dans l'exemple représenté sur la figure 2, lorsque le tissu 101 dévie audelà d'une distance e, la lisière du tissu rentre en contact avec un palier 132 de support du rouleau, ce qui peut engendrer des déformations et/ou des anomalies sur le tissu (défauts de lisière, décadrage, distension des fils, etc.). La solution actuelle à ce problème de déviation du tissu consiste à faire intervenir régulièrement un opérateur afin de contrôler la position du tissu sur le rouleau et, le cas échéant, d'intervenir pour recentrer manuellement le tissu sur le rouleau. Cependant, une telle intervention présente plusieurs inconvénients. En effet, lorsque l'opérateur procède manuellement au recentrage du tissu, ce dernier exerce une force de traction latérale sur un point isolé du tissu qui entraîne généralement des déformations en raison de la fragilité du tissu. De plus, le défilement du tissu doit être interrompu le temps de l'intervention, ce qui pénalise le rendement des installations de traitement de tissu en continu. Dans l'exemple considéré en figures 1 et 2, l'intervention d'un opérateur présente encore d'autres inconvénients. En effet, pour contrôler et éventuellement corriger la position du tissu, l'opérateur doit ouvrir régulièrement la partie du séchoir qui renferme le rouleau. Ces ouvertures répétées entraînent des variations de températures dans le séchoir qui sont préjudiciables à l'homogénéité de traitement du tissu. 3 Objet et description succincte de l'invention La présente invention a pour but d'apporter une solution qui permet de corriger la déviation du tissu lors de son passage sur un rouleau et ce sans risque d'endommagement du tissu et sans interruption du défilement. Ce but est atteint grâce à un dispositif de recentrage dans une installation comprenant au moins un rouleau de guidage sur lequel un tissu défile suivant une direction et une vitesse déterminées, le tissu déviant latéralement de sa position initiale sur le rouleau suivant une direction fonction du sens de rotation dudit rouleau, le dispositif comprenant, conformément à l'invention, des moyens pour entraîner le rouleau en rotation de manière à créer une vitesse différentielle positive (accélération) entre le rouleau et le tissu et à inverser la direction de déviation latérale du tissu pour le repositionner sur le rouleau. Ainsi, en créant une vitesse différentielle positive entre le rouleau et le tissu, on inverse le sens de la composante latérale de la force de frottement appliquée sur les fils du tissu, ce qui permet de replacer ce dernier dans sa position initiale. La force de traction ainsi créée pour repositionner le tissu s'applique de façon homogène sur toute la surface du tissu en contact avec le rouleau, ce qui élimine les risques de déformation du tissu lors du repositionnement contrairement à une opération de recentrage manuel où un opérateur exerce une force de traction sur un point isolé du tissu. La mise en rotation du rouleau par les moyens d'entraînement peut être commandée automatiquement par des moyens de mesure de la position latérale du tissu sur le rouleau. Le dispositif est alors entièrement automatique et la présence d'un opérateur n'est plus nécessaire. Dans ce cas, les moyens de mesure délivrent successivement un premier signal qui commande la mise en fonction des moyens d'entraînement lorsque la déviation latérale du tissu atteint une position prédéterminée et un second signal qui commande l'arrêt des moyens d'entraînement lorsque le tissu a repris sa position initiale. Les moyens de mesure comprennent au moins deux détecteurs photoélectriques aptes à détecter la lisière du tissu, les deux détecteurs 2867172 4 étant placés au voisinage d'une extrémité du rouleau et décalés suivant l'axe du rouleau pour être disposés respectivement en face d'une première position correspondant à la position initiale du tissu sur le rouleau et d'une seconde position correspondant à la position prédéterminée de déviation latérale qui déclenche la mise en rotation du rouleau par les moyens d'entraînement. Le rouleau peut en outre comprendre un moyen de marquage indiquant la position prédéterminée de déviation latérale qui déclenche la mise en rotation du rouleau, le moyen de marquage facilitant la détection du tissu par les moyens de mesure. Les moyens d'entraînement en rotation du rouleau comprennent un moteur électrique dont le fonctionnement est commandé par les moyens de mesures de la position latérale du tissu. Si le moteur utilisé présente une résistance à l'arrêt non négligeable, les moyens d'entraînement peuvent comprendre en outre une roue libre disposée entre l'arbre du moteur et le rouleau ou des moyens d'embrayage du moteur sur le rouleau. Dans ce dernier cas, les moyens d'embrayage sont commandés par les moyens de mesure pour accoupler sélectivement l'arbre du moteur avec le rouleau lors du fonctionnement du moteur. La présente invention a également pour objet une installation de carbonisation en continu de tissu à précurseur de carbone comprenant une pluralité de rouleaux de guidage sur lesquels défile un tissu à armure satin, au moins un des rouleaux comprenant un dispositif de recentrage automatique tel que décrit précédemment. L'invention a encore pour objet un procédé de rentrage de tissu dans une installation comprenant au moins un rouleau de guidage sur lequel un tissu défile suivant une direction et une vitesse déterminées, le tissu déviant latéralement de sa position initiale sur le rouleau suivant une direction fonction du sens de rotation dudit rouleau, procédé dans lequel, conformément à l'invention, on applique une vitesse différentielle positive (accélération) entre le rouleau et le tissu lorsqu'une déviation latérale est détectée de manière à inverser la direction de déviation latérale du tissu pour repositionner le tissu sur le rouleau. Brève description des dessins D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description suivante de modes particuliers de réalisation de l'invention, donnés à titre d'exemples non limitatifs, en référence aux dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 est une vue schématique en coupe d'une partie d'une installation de carbonisation en continu de tissu, - la figure 2 est une vue de face, suivant le repère II, de la partie d'installation de carbonisation représentée sur la figure 1, - les figures 3A, 3B et 3C sont des vues schématiques montrant la structure et le fonctionnement du dispositif de recentrage de tissu conformément à un mode de réalisation de l'invention. Description détaillée des modes de réalisation de l'invention Le dispositif de recentrage de tissu de la présente invention s'applique d'une manière générale à toutes les installations dans lesquelles le phénomène de déviation latérale du tissu lors de son passage sur un rouleau est observé. Un mode de réalisation et de mise en oeuvre du dispositif de recentrage automatique de tissu selon la présente invention va être décrit en relation avec les figures 3A à 3C qui illustrent très schématiquement une partie d'une installation comprenant un rouleau 10 de renvoi autour duquel circule un tissu 1, comme par exemple un tissu à armure satin. Le rouleau comprend une partie 11 sur laquelle défile le tissu 1 entraînant le rouleau en rotation suivant le sens de rotation Sdef indiqué sur la figure 3A. Pour maintenir un bon contact entre le rouleau et le tissu tout en limitant les risques de détérioration du tissu lors de son passage sur le rouleau, la partie 11 peut être recouverte d'une mousse ou de tout autre type de revêtement adapté. Le rouleau 10 comprend en outre à ses extrémités un épaulement 12 formé dans le prolongement de l'axe du rouleau. Cet épaulement formant moyeu est supporté de chaque côté par un palier 14 fixé à une structure 15 de l'installation telle qu'une enceinte de séchoir comme décrit précédemment. 2867172 6 Sur la figure 3A, en fonctionnement normal, le rouleau 10 est entraîné en rotation par le frottement du tissu en contact permanent avec celui-ci. Comme expliqué précédemment, lors de son passage sur le rouleau 10, le tissu 1 dévie latéralement dans une direction Ddev qui est fonction du sens de rotation imposé au rouleau 10 par le frottement du tissu 1 contre la surface de celui-ci. Ainsi, tel que représenté sur la figure 3A, le rouleau étant entraîné par le tissu dans un sens de rotation indiqué par la flèche Sdef, le tissu 1 dévie latéralement vers la droite (Ddev). Si le sens de défilement du tissu et, par conséquent, le sens de rotation du rouleau étaient inversés, le tissu dévirait alors latéralement vers la gauche. Lors de manipulations effectuées pour recentrer manuellement le tissu sur le rouleau, il a été observé que l'application d'une vitesse différentielle positive (accélération de la rotation du rouleau) entre le rouleau et le tissu permettait de décaler le tissu latéralement dans une direction opposée par rapport à la direction dans laquelle le tissu dévie lorsque le rouleau est entraîné librement en rotation par le frottement du tissu. Plus précisément, cet effet technique a été constaté pour la première fois lors d'une manipulation consistant à entraîner directement le rouleau en rotation alors que le défilement du tissu était interrompu. Ainsi, en inversant le sens de la composante de la force de déviation appliquée sur le fils du tissu, on corrige la déviation latérale, ce qui permet de recentrer le tissu sur le rouleau sans avoir à le manipuler directement. Afin d'obtenir un tel effet, le dispositif de recentrage selon l'invention comprend en premier lieu des moyens pour appliquer sélectivement une vitesse de rotation au rouleau supérieure à celle de défilement du tissu afin de créer une vitesse différentielle positive entre le rouleau et le tissu. A cet effet et tel qu'illustré sur la figure 3A, le dispositif comprend un moteur 20 destiné à entraîner le rouleau 10 en rotation à une vitesse supérieure à celle du défilement du tissu. Le moteur 20 peut être un moteur électrique rotatif de tout type. Toutefois, suivant le type de moteur utilisé, il faut s'assurer que celuici ne gêne pas la libre rotation du rouleau dans les phases de fonctionnement normal. Dans le cas d'un moteur dont l'arbre présente une résistance négligeable lorsque le moteur n'est pas alimenté, aucun moyen particulier n'est nécessaire pour soulager le rouleau de la résistance du moteur. En revanche, pour les types de moteurs qui présentent une résistance à 2867172 7 l'arrêt non négligeable qui est susceptible de freiner voire bloquer la rotation du rouleau, il faut monter des moyens d'accouplement sélectif entre le rouleau et le moteur. Un exemple de réalisation d'un tel montage est illustré sur la figure 3A avec l'interposition d'une roue libre 40 entre l'arbre 21 du moteur 20 et l'épaulement 12 du rouleau formant moyeu. La roue libre 40 utilisée ici fonctionne sur le principe bien connu de la roue libre utilisée depuis longtemps dans les bicyclettes pour désolidariser le mouvement de l'axe de la roue arrière de celui de l'ensemble de la transmission. Ainsi, avec la roue libre 40, l'arbre 21 du moteur n'agit sur l'épaulement 12 que lorsqu'il tourne à une vitesse supérieure à celle du rouleau 10. A cet effet, la roue libre 40 comprend d'une part, un tambour 41 accouplé à l'arbre 21 du moteur par des organes de fixation 22 et un pignon 42 solidaire de l'épaulement 12, d'autre part. Par conséquent, lorsque le moteur 20 tourne à une vitesse plus élevée que celle du rouleau 10, le tambour 41 s'accroche aux éléments du pignon entraînant alors le rouleau à la vitesse de rotation du moteur. Dans tous les autres cas (i.e. vitesse moteur nulle ou inférieure à la vitesse de rotation du rouleau), le rouleau est libre en rotation vis-à-vis du moteur. La roue libre 40 telle que décrite avec la figure 3A ne représente qu'un exemple des moyens d'accouplement sélectif qui peuvent être utilisés dans la présente invention. Un grand nombre d'autres dispositifs bien connus peuvent être utilisés comme par exemple des systèmes d'embrayage du type à friction ou équivalent. L'avantage de l'utilisation d'une roue libre est que son fonctionnement est totalement passif et ne nécessite aucune commande. La commande du moteur 20 peut être réalisée par un opérateur si celui-ci peut contrôler visuellement la position du tissu sur le rouleau. Dans ce cas, l'opérateur commande la mise en marche du moteur lorsqu'il constate une déviation latérale. L'opérateur maintien le moteur en fonction jusqu'à ce que le tissu soit correctement repositionné sur le rouleau. Le fonctionnement du moteur 20 peut être également commandé de façon automatique, que ce soit pour sa mise en marche lorsqu'un repositionnement du tissu est nécessaire ou son arrêt une fois le tissu repositionné. A cet effet, le dispositif selon l'invention peut comprendre en outre des moyens de mesure de la position latérale du tissu sur le rouleau reliés au moteur 20 pour le commander. Dans le mode de réalisation 2867172 8 illustré sur les figures 3A à 3C, le dispositif de l'invention comprend un appareil 30 qui est équipé de deux détecteurs photoélectriques 31 et 32 aptes à détecter la présence/absence du tissu dans leur zone de détection. Les deux détecteurs sont disposés de façon décalés suivant l'axe du rouleau dans une zone proche de l'extrémité de la partie 11 du rouleau 10. Plus précisément, le détecteur 31 est placé en face de la position dans laquelle la lisière 2 du tissu se trouve lorsque celui-ci est correctement positionné sur le tissu. Le détecteur 32 est quand à lui placé au niveau du point de déviation maximale du tissu au-delà duquel le moteur 20 doit être mis en marche pour repositionner le tissu sur le rouleau. L'appareil 30 de mesure de la position latérale du tissu sur le rouleau est relié au moteur 20 via deux liaisons 33, 34 transmettant respectivement un premier signal de commande pour mettre en marche le moteur et un second signal de commande pour arrêter le moteur. On explique maintenant le fonctionnement du dispositif de recentrage de tissu de l'invention en relation avec le mode de réalisation représenté sur les figures 3A à 3C. Comme expliqué précédemment, la figure 3A représente la phase de fonctionnement dans laquelle le rouleau 10 tourne librement entraîné seulement par les frottements du tissu qui défile. Durant cette première phase, le tissu dévie dans la direction Ddev jusqu'à une position où la lisière 2 du tissu passe devant le détecteur 32. Le détecteur 32 peut être formé d'une cellule photosensible qui détecte toute augmentation de lumière intervenant à proximité. Dans ce cas, la portion du rouleau située en face du détecteur 32 peut être recouverte d'une bande 13 plus sombre que le tissu afin que la cellule puisse détecter facilement une variation de lumière correspondant à l'apparition de la lisière du tissu sur la bande 13. Comme illustré sur la figure 3B, lorsque la lisière 2 du tissu passe devant le détecteur 32, l'appareil 30 envoie un signal de commande de démarrage au moteur 20 pour qu'il entraîne le rouleau 10 à une vitesse déterminée Vmot supérieure à la vitesse imposée par le défilement du tissu. Lorsque le dispositif de recentrage met en oeuvre des moyens d'embrayage, un signal de commande similaire est envoyé simultanément à ces derniers pour accoupler le moteur au rouleau. Grâce à la vitesse différentielle positive créée entre le rouleau et le tissu, le sens de la composante latérale de la force de déviation appliquée 2867172 9 au tissu est inversé. Le tissu se décale alors dans une direction opposée Drec qui va permettre de repositionner le tissu dans sa position initiale. Sur la figure 3C, le moteur 20 a entraîné le rouleau 10 en rotation jusqu'à ce que le tissu 1 retrouve sa position initiale qui est mesurée par le détecteur 31. A l'inverse du détecteur 32, le détecteur 31 réagit à la disparition du tissu 1 dans sa zone de détection. La variation de lumière due au retrait de la lisière de sa zone de détection indique que le tissu est repositionné sur le rouleau. A cet instant, l'appareil 30 envoie un signal d'arrêt au moteur 20 pour suspendre l'entraînement du rouleau à la vitesse du moteur. Un signal identique est envoyé aux moyens d'embrayage lorsque ceux-ci sont présents dans le dispositif. On revient alors dans la configuration de la figure 3A dans laquelle le rouleau est entraîné naturellement par le défilement du tissu qui dévie de nouveau suivant la direction Ddev. Ces phases sont répétées automatiquement tant que le tissu circule dans l'installation. Ainsi, le tissu peut défiler en continu pendant tout le traitement, aucune interruption du défilement n'étant nécessaire pour le repositionner. Il n'y a plus de risques d'accrochage de la lisière sur des éléments de l'installation. Les moyens de mesure de la position latérale du tissu sur le rouleau décrit ci-dessus ne sont qu'un exemple de réalisation possible. De nombreux autres moyens de détection bien connus sont envisageables, comme par exemple des dispositifs de détection par contact disposés sur le rouleau. Avec le dispositif de l'invention, la force créée pour repositionner le tissu est appliquée de façon homogène sur toute la surface du tissu en contact avec le rouleau. Ainsi, les risques d'endommager le tissu lors du repositionnement sont très fortement réduits en comparaison avec ceux qui existent lors des manipulations par un opérateur où la force de traction est exercée sur un point isolé du tissu. Selon un mode de réalisation, le dispositif de l'invention est entièrement automatique (moteur asservi en marche/arrêt par des moyens de mesure de la position latérale du tissu), les interventions d'un opérateur, même pour le contrôle visuel du positionnement du tissu, ne sont plus nécessaires. Cela permet notamment de garantir une 2867172 -10- température homogène dans les appareils de traitement thermique (séchoir, four, ...). De plus, le dispositif selon l'invention est peu encombrant et s'intègre facilement sur des rouleaux existants. L'invention offre, par conséquent, une solution économique qui s'adapte à la plupart des systèmes de traitement de textile sans modifications importantes. -11-REVENDICATIONS 1. Dispositif de recentrage dans une installation comprenant au moins un rouleau de guidage (10) sur lequel un tissu (1) défile suivant une direction et une vitesse déterminées, le tissu déviant latéralement de sa position initiale sur le rouleau suivant une direction (Ddev) fonction du sens de rotation (Sdef) dudit rouleau, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour entraîner le rouleau (10) en rotation de manière à créer une vitesse différentielle positive entre le rouleau (10) et le tissu (1) et à inverser la direction de déviation latérale du tissu pour le repositionner sur le rouleau. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens de mesure (30) de la position latérale du tissu sur le rouleau pour commander le fonctionnement des moyens d'entraînement du rouleau. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de mesure de la position latérale (30) du tissu sur le rouleau délivrent aux moyens d'entraînement du rouleau un premier signal pour commander la mise en fonction desdits moyens d'entraînement lorsque la déviation latérale du tissu atteint une position prédéterminée et un second signal pour commander l'arrêt des moyens d'entraînement lorsque le tissu a repris sa position initiale. 4. Dispositif selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que les moyens de mesure (30) comprennent au moins deux détecteurs photoélectriques (31, 32) aptes à détecter la lisière (2) du tissu (1), les deux détecteurs étant disposées au voisinage d'une extrémité du rouleau, respectivement à une première position correspondant à la position initiale du tissu sur le rouleau et à une seconde position correspondant à la position prédéterminée de déviation latérale qui déclenche la mise en rotation du rouleau par les moyens d'entraînement. 2867172 -12- 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le rouleau (10) comprend un moyen de marquage (13) correspondant à la position prédéterminée de déviation latérale qui déclenche la mise en rotation du rouleau de manière à faciliter la détection du tissu. 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les moyens d'entraînement en rotation du rouleau comprennent un moteur électrique (20) dont le fonctionnement est commandé par les moyens de mesure (30) de la position latérale du tissu. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens d'entraînement comprennent en outre une roue libre (40) disposée entre l'arbre (21) du moteur et le rouleau (10). 8. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens d'entraînement comprennent en outre des moyens d'embrayage disposés entre l'arbre du moteur et le rouleau, les moyens d'embrayage étant commandés par les moyens de mesure (30) pour accoupler sélectivement le moteur avec l'arbre du rouleau lors du fonctionnement du moteur. 9. Installation de carbonisation en continu de tissu à précurseur de carbone comprenant une pluralité de rouleaux de guidage (10) sur lesquels défile un tissu (1) caractérisé en ce qu'au moins un des rouleaux comprend un dispositif de recentrage automatique selon l'une des revendications 1 à 8. 10. Procédé de rentrage de tissu (1) dans une installation comprenant au moins un rouleau de guidage (10) sur lequel un tissu défile suivant une direction et une vitesse déterminées, le tissu déviant latéralement de sa position initiale sur le rouleau suivant une direction (Ddev) fonction du sens de rotation (Sdef) dudit rouleau, caractérisé en ce qu'on applique une vitesse différentielle positive entre le rouleau et le tissu lorsqu'une déviation latérale est détectée de manière à inverser la direction de déviation latérale du tissu pour repositionner le tissu sur le rouleau.