Brevet FR2875820A1 — publié le 20060331

L'invention concerne le domaine technique des machines de transformation des matières textiles filiformes, notamment des fils textiles. Plus particulièrement, l'invention concerne les machines constituées d'une pluralité de positions de travail, chaque position comprenant, en alignement et en correspondance, en partie supérieure, un ensemble d'alimentation en fil et, en partie inférieure, un ensemble de transformation et de renvidage. Une application avantageuse concerne le domaine des machines de retordage, notamment des fils de verre, comportant avantageusement un organe dérouleur motorisé et un banc à anneau comme moyen de retordage et de renvidage. On rappelle, pour une meilleure compréhension de la suite de la description et d'une manière parfaitement connue pour un homme du métier que, dans le cas d'un retordage sur banc à anneau, une bobine réceptrice est rendue solidaire d'une broche sur laquelle elle est mise en rotation élevée. Le fil, délivré à partir d'une bobine alimentaire disposée sur un organe support rotatif tel qu'une tavelle par exemple, selon une certaine vitesse d'avancement, passe par un guide-fil, généralement connu sous le nom de fixe-ballon disposé sensiblement dans le prolongement de l'axe de la broche, puis dans un deuxième guide-fil, généralement appelé curseur, libre de circuler sur un anneau coaxial à la broche entourant la bobine réceptrice. En tournant sur elle-même, la bobine réceptrice tracte le fil et l'entraîne en rotation, tandis que le fil entraîne le curseur en rotation et forme un ballon entre ledit curseur et le fixe-ballon. Cette rotation confère la torsion du fil sur lui-même. Le rapport entre la vitesse de rotation de la broche et la vitesse linéaire d'avancement du fil, détermine un taux de torsion. Selon ce procédé, le fil s'enroule sur la bobine au droit du curseur, et donc au droit de l'anneau qui le guide en rotation. L'anneau est donc animé d'un mouvement de va-et-vient pour répartir le fil le long de la bobine. Le plus souvent, le fixe-ballon est lui-même animé d'un mouvement de déplacement vertical synchronisé avec celui de l'anneau, pour réguler la distance entre eux et donc la longueur du ballon et, par suite, la tension du fil résultant des forces centrifuges et aérodynamiques dans ce ballon. Ce procédé de retordage et les machines mettant en oeuvre un tel procédé sont parfaitement connus pour un homme du métier. Par exemple, l'architecture générale de ce type de machine et son mode de fonctionnement ressort de l'enseignement du brevet FR 2.789.409. Selon l'enseignement de ce brevet, l'anneau et le fixe-ballon sont montés sur un bâti central qui présente deux supports indépendants aptes, d'une part, à recevoir simultanément un mouvement de monte et baisse, au cours de la formation de l'enroulement de fil tordu et, d'autre part, être écartés l'un de l'autre en fm d'opération de câblage pour effectuer le cavage et/ou intervenir sur la machine. L'homme du métier sait par ailleurs que la qualité textile obtenue par ce type de procédé de retordage, repose sur la maîtrise du comportement dynamique du fil et des tensions qui en résultent, d'une part, entre la bobine alimentaire et le fixe-ballon et, d'autre part, entre le fixeballon et l'anneau. Entre la bobine alimentaire et le fixe-ballon, la trajectoire du fil est animée d'un mouvement alternatif consécutif du va-et-vient du point de défilement de la bobine. Ce mouvement de balayage forme un triangle qui se traduit par une variation de la longueur libre du fil et des angles d'embarrage du fil sur le fixe-ballon. La hauteur du triangle et son angle au sommet, dépendent de la distance entre un organe dérouleur et le fixe-ballon, et évoluent selon les mouvements de va-et-vient du fixeballon. Entre le fixe-ballon et l'anneau, le fil est animé d'un mouvement de rotation conféré par la broche. La forme et le diamètre de ce ballon résultent de l'équilibre entre, d'une part, la force centrifuge et la résistance aérodynamique et, d'autre part, la tension du fil. La tension résulte de la différence entre la traction exercée par la broche via le curseur, et la force de retenue conférée sur le fil en amont du fixeballon. La qualité textile du procédé de retordage dépend des différentes distances et des angles de défilement. Par exemple, il est connu que la distance élevée entre le fixe-ballon et l'organe de dévidage de bobine alimentaire, permet de réduire les irrégularités de vitesse et de tension du mouvement de va et vient du point de dévidage. Toutefois, la capacité d'augmenter certaines distances est limitée étant donné que l'opérateur doit pouvoir accéder aux bobines alimentaires ou autres ensembles d'alimentation pour le chargement et le lancement du fil. Par ailleurs, il est apparu important d'optimiser le rendement de production en augmentant les intervalles d'intervention pour le chargement et le déchargement des bobines alimentaires et des bobines de réception. Il en résulte que ces bobines sont d'un poids élevé, pouvant dépasser les 25 Kg, de sorte que le chargement et déchargement des bobines alimentaires dans la partie supérieure de la machine, est particulièrement pénible. Pour tenter de remédier à ces inconvénients, une solution ressort par exemple de l'enseignement du brevet FR 2.742.167. Selon l'enseignement de ce brevet, l'ensemble d'alimentation en fils à traiter est constitué par un module amovible apte à être adapté sur le bâti de la machine supportant les l'ensemble de retordage, notamment les broches. Ce module, qui constitue un organe indépendant, doit être désolidarisé de la machine pour être déplacé vers une zone de chargement et déchargement. Cette solution ne donne pas totalement satisfaction étant donné qu'elle nécessite l'utilisation d'un organe indépendant pour le transfert des bobines, lequel organe n'est pas intégré à la machine. Cet organe de manutention est complexe et nécessite une infrastructure importante. Une autre solution a été proposée pour d'autres types de machines, comme il ressort du brevet FR 2.794.136. Selon l'enseignement de ce brevet, les bobines alimentaires, qui sont fixes pendant la production, sont disposées sur des supports que l'on peut abaisser par un système de parallélogramme associé à un mouvement de rotation. Une telle solution n'est pas applicable au type de machines concernées par la présente invention. En effet: - Cette solution ne peut pas s'appliquer aux machines dans lesquelles les bobines alimentaires sont disposées sur des dérouleurs rotatifs motorisés, car il faut aussi déplacer les moteurs et leur alimentation électrique. - Cette solution ne peut pas s'appliquer lorsque la position relative des dérouleurs par rapport à la broche, influe le procédé, ce qui exige un positionnement précis. Cette solution bloque l'accès frontal à la machine lorsque le système est abaissé, ce qui impose qu'il soit individuel. Cette solution nécessite des moyens d'assistance pneumatique individuels et indépendants pour chaque position de travail. On observe par ailleurs qu'il n'est pas possible de diminuer, d'une manière significative, la hauteur de la machine étant donné que cette hauteur est limitée par le procédé textile et la qualité souhaitée comme indiqué précédemment. Compte tenu de ce qui précède, il résulte que les machines de retordage ont fréquemment une hauteur du banc de broches de retordage à environ 250 et 300 mm du sol, obligeant l'opérateur à se baisser, tandis que la hauteur de l'ensemble d'alimentation, par exemple les broches d'alimentation, est sensiblement à 2 mètres du sol, nécessitant, de la part de l'opérateur, un effort important pour soulever les bobines en vue du chargement et déchargement. A partir de cet état de la technique, le problème que se propose de résoudre l'invention est de pouvoir améliorer les conditions de travail de l'opérateur, notamment au niveau du chargement et déchargement des différentes bobines alimentaires notamment, et d'améliorer la qualité du travail textile, tout en donnant les possibilités de réglage supplémentaires. Pour résoudre un tel problème, il a été conçu et mis au point une machine de retordage d'une matière textile filiforme comprenant un bâti principal fixe recevant une pluralité de positions de travail, chaque position comprenant en alignement et en correspondance: en partie haute, un ensemble d'alimentation en matière textile; 25 - en partie basse, un ensemble de renvidage et de retordage. Selon l'invention, l'ensemble d'alimentation est assujetti à des moyens aptes à le soumettre à un mouvement de déplacement vertical correspondant à un réglage en hauteur avec éventuellement capacité de blocage en position, par rapport à l'ensemble de renvidage pour permettre, d'une manière concomitante, de faciliter le chargement et le déchargement des organes constituant ledit ensemble d'alimentation sous un effet de rabaissement et/ou d'assurer un réglage textile, le niveau haut correspondant à une position de travail, tandis que le niveau bas correspond à une position de chargement- déchargement. A titre d'exemple indicatif, et d'une manière parfaitement connue pour un homme du métier, l'ensemble de renvidage comprend: - une broche verticale entraînée en rotation et sur laquelle est montée une bobine de réception; un système anneau-curseur entourant ladite broche, la matière textile formant un ballon entre le curseur qu'elle entraîne en rotation et un élément de guidage dit fixe-ballon disposé dans l'axe géométrique de la broche et au-dessus de cette dernière; le système anneau-curseur et fixeballon est animé d'un mouvement de monte et baisse; L'ensemble d'alimentation est constitué par des broches alimentaires telles que des tavelles par exemple, lesquelles sont avantageusement motorisées. Pour résoudre le problème posé de rapprocher l'ensemble d'alimentation par rapport à l'ensemble de renvidage et de retordage, les moyens de dévidage et organes associés sont regroupés sur une platine ou châssis monté avec capacité de réglage et de guidage en hauteur sur une partie du bâti en étant asservi à un dispositif de monte et baisse. La platine ou châssis du ou des ensembles d'alimentation évolue entre une position supérieure dite de travail et une position inférieure dite de chargement-déchargement, la position supérieure est utilisée lorsque les broches correspondantes aux ensembles d'alimentation associés sont en production, tandis que la position inférieure est sélectionnée lorsque les broches sont arrêtées pour l'évacuation d'un support vide et l'installation d'une nouvelle bobine de l'ensemble d'alimentation avant de relancer la production. Selon une autre caractéristique, la platine ou châssis coopère avec des organes d'entraînement du type mécanique et/ou électrique et/ou pneumatique et/ou hydraulique. Les organes d'entraînement sont actionnés manuellement ou commandés. A partir de cette conception de base: soit chaque position de travail présente une platine ou châssis; soit la platine ou châssis est commun à l'ensemble des positions de travail; soit la platine regroupe les organes de dévidage d'un groupe de position de travail qui correspond à un découpage sectionnel. Selon une autre caractéristique, dans le cas où le bâti de machine présente une structure verticale dont chacune des faces comprend, pour chaque position de travail, un ensemble d'alimentation et un ensemble de renvidage: les ensembles d'alimentation de toutes les positions de travail d'une même face sont associés à une platine de déplacement vertical indépendante de celle où sont associés les ensembles d'alimentation de l'autre face; ou bien, chaque face est subdivisée en sections d'un nombre déterminé de positions de travail, les ensembles d'alimentation de chaque section sont regroupés sur une platine de déplacement vertical indépendante de celle des sections adjacentes. Par ailleurs, le système anneau-curseur et le fixe-ballon relatifs à une position de travail, sont commandés par des dispositifs de monte et baisse qui leurs sont propres et indépendants du système monte et baisse de l'ensemble d'alimentation. Selon l'invention: la commande du dispositif animant le mouvement de monte et baisse des ensembles d'alimentation, est inter-verrouillée avec la commande des autres organes de la machine pour que la production ne puisse pas être démarrée lorsque lesdits ensembles sont en position basse; la commande du dispositif assurant le mouvement de monte et baisse des fixe-ballons et capteurs associés, est interconnectée avec la commande des dispositifs de monte et baisse des ensembles d'alimentation, de sorte que les fixe-ballons sont abaissés lorsque l'ensemble d'alimentation correspondant est en position basse; L'invention est exposée ci-après plus en détail à l'aide des figures des dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une vue de côté à caractère schématique de la machine de retordage selon l'état antérieur de la technique; la figure 2 est une vue de face de la machine selon l'état antérieur de la technique, correspondant à la figure 1; la figure 3 est une vue de côté d'une machine de retordage selon l'invention et dans le cas où le dispositif de monte et baisse de l'ensemble d'alimentation est commun aux deux faces; la figure 4 est une vue semblable à la figure 3 dans lequel le dispositif monte et baisse de l'ensemble d'alimentation est séparé pour chaque face; la figure 5 est une vue de face de la machine selon l'invention où le dispositif monte et baisse du système d'alimentation est indépendant par module. La machine de retordage est du type de celle comprenant un bâti principal (1) fixe recevant une pluralité de positions de travail. Chaque position comprend, en alignement et en correspondance, en partie haute, un ensemble d'alimentation (A) et, en partie basse, un ensemble de renvidage et de retordage (R). On désigne par (4) la matière filiforme à traiter sous forme notamment d'un fil. D'une manière connue, le bâti principal (1) présente une embase (la) reposant au sol par l'intermédiaire de pieds, par exemple, et présentant sensiblement, dans sa partie médiane, une structure porteuse verticale (lb). En partie basse, l'ensemble de renvidage et de retordage (R) comprend, par exemple, des broches de retordage (5) disposées côte à côte, fixées au niveau inférieur du bâti, par exemple sur l'embase (la) constituant une poutre. Les différentes broches de retordage (5) reçoivent des bobines de réception (7). D'une manière coaxiale aux broches de retordage (5), sont disposés des anneaux (10) de guidage d'un curseur (9) disposés côte à côte par l'intermédiaire d'un système (11) apte à conférer un mouvement de va et vient sensiblement vertical, généralement connu sous le nom de mouvement monte et baisse. Le système (11) est disposé par exemple au niveau de la structure verticale (lb) du bâti. Des fixe-ballons (8) et des éventuels capteurs ou guide-fils, sont disposés côte à côte et assujettis à un système (6) apte à leur conférer, comme précédemment, un mouvement de va-et-vient sensiblement vertical. Le système (6) peut également être positionné au niveau de la structure vertical (lb) du bâti. On rappelle que ces dispositions sont parfaitement connues par l'homme du métier et ressortent par exemple de l'enseignement des brevets précités FR 2.789.409 et FR 2.742.167. Selon l'invention, l'ensemble d'alimentation (A) peut être constitué par des bobines alimentaires (2) montées sur des organes de déroulage (3), en étant assujetti à des moyens aptes à le soumettre à un mouvement de déplacement vertical correspondant à un réglage en hauteur par rapport à l'ensemble de renvidage et de retordage précité, pour permettre, d'une manière concomitante, de faciliter le chargement et le déchargement des bobines alimentaires (2) sous un effet de rabaissement et/ou d'assurer un réglage textile. Comme il sera indiqué dans la suite de la description, le niveau haut (14) de l'ensemble d'alimentation (2, 3) correspond à une position de travail, tandis que le niveau bas (15) correspond à une position de chargement/déchargement. Par exemple, comme le montrent les figures des dessins, les organes de déroulage (3) sont montés sur des platines intermédiaires (12) accouplées au bâti (1), par un dispositif de monte et baisse (13) apte à assurer un déplacement substantiellement vertical. Ce dispositif de monte et baisse (13) peut être constitué de moyens mécaniques tels que, par exemple, des vérins, des leviers, des systèmes à vis, des systèmes de treuil, ou tout autre moyen éventuellement associé à des organes de blocage en position. L'ensemble du dispositif (13) peut être déplacé manuellement ou asservi à des moyens de commande, tels que des organes électriques, hydrauliques, pneumatiques, ... Compte tenu des caractéristiques à la base de l'invention, le dispositif (13) de déplacement en hauteur de la platine (12) recevant les organes dérouleurs, peut être utilisé pour ajuster la position desdits dérouleurs en fonction des réglages textiles de la machine. Le dispositif est actionné lors du réglage de la machine en vue du lancement d'une nouvelle production. Dans une forme de réalisation, les organes dérouleurs (3), dans toutes les positions de travail, sont associés au même dispositif de monte et 15 baisse (13) par l'intermédiaire de la platine (12). Dans le cas où la machine est subdivisée en faces indépendantes (figure 4) et délimitée en deux sections, une broche (5) de chaque section peut être arrêtée et démarrée indépendamment de l'autre, à des fins de déchargement et de rechargement. Dans ce cas, les dérouleurs (3), de toutes les positions de travail d'une même face de machine, sont associés à un dispositif de monte et baisse (13) par l'intermédiaire d'une platine (12), indépendant de celui auquel sont associés les organes enrouleurs de l'autre face. Dans une forme de réalisation, la machine, ou chaque face de machine, peut être subdivisée en section, par exemple de 4, 6 ou 8 positions d'une même face contiguë. Les broches (5) de chaque section peuvent être arrêtées et démarrées indépendamment des modules adjacents à des fins de chargement et de déchargement. Les organes enrouleurs (3) correspondant aux broches (5) de chaque module, seront regroupés sur une platine (12) indépendante, et équipée des moyens de monte et baisse (13) indépendants de ceux des organes dérouleurs adjacents. Quelle que soit la forme de réalisation de la machine de retordage, les bancs d'anneaux (10) et les fixe-ballons (8) peuvent être commandés par des dispositifs monte et baisse (11) et (6), indépendants des sections adjacentes. A noter que la commande du dispositif monte et baisse (13) des organes dérouleurs (3), peut être interconnectée par la commande des autres organes de la machine par des moyens mécaniques, électriques ou informatiques, pour que la production textile ne puisse pas être démarrée lorsque les modules dérouleurs sont en position basse. De même, la commande du dispositif (6) assurant le mouvement de monte et baisse des fixe-ballons (8) et des éventuels capteurs associés, peut être interconnectée par des moyens mécaniques, électriques ou informatiques, avec la commande du dispositif de monte et baisse (13) de sorte que les fixe-ballons (8) sont abaissés lorsque les organes dérouleurs (3) sont en position basse. Le dispositif (13) est déterminé pour évoluer entre deux positions, à savoir la position haute dite de travail (14) et la position basse dite de chargement et déchargement (15). Le dispositif est actionné lorsque la production est interrompue pour effectuer les opérations de déchargement et rechargement de la machine. Il en résulte que la position haute (14) est utilisée lorsque les broches correspondantes aux organes de déroulage (2, 3) associés sont en production, la position basse (15) étant sélectionnée lorsque lesdites broches sont arrêtées afin de permettre à l'opérateur d'évacuer le support vide d'installer une nouvelle bobine alimentaire avant de relancer la production. A noter que la position haute (14) de travail peut être fixe ou prédéterminée en fonction d'un réglage textile de la machine. Par exemple, cette position haute est évolutive en cours de formation de bobine selon une loi d'évolution préprogrammée en fonction du réglage textile. A partir de ce résultat, le dispositif (13) est assujetti à des moyens de pilotage du type mécanique, électrique ou électronique, aptes à assurer la remontée à la hauteur de départ programmé, puis à piloter les platines supportant les dérouleurs à la position haute de travail prédéterminée, afin d'effectuer le mouvement selon la loi d'évolution préprogrammée. Les avantages ressortent bien de la description, en particulier on souligne et on rappelle: la possibilité de déplacer verticalement l'ensemble d'alimentation afin de le rabaisser pour faciliter le travail de l'opérateur notamment pour le chargement et le déchargement des bobines que présente ledit ensemble; la possibilité de régler en hauteur l'ensemble d'alimentation pour permettre, d'une manière concomitante, un réglage textile. 14 REVENDICATIONS -1- Machine de retordage d'une matière textile filiforme comprenant un bâti principal fixe (1) recevant une pluralité de positions de travail, chaque position comprenant en alignement et en correspondance: en partie haute, un ensemble d'alimentation (A) en matière textile; en partie basse, un ensemble de renvidage et de retordage (R), caractérisée en ce que l'ensemble d'alimentation (A) est assujetti à des moyens aptes à le soumettre à un mouvement de déplacement vertical dans un plan sensiblement parallèle à celui ou à ceux intégrant lesdits ensembles (A) et (R) correspondant à un réglage en hauteur par rapport à l'ensemble de renvidage (R) pour permettre, d'une manière concomitante, de faciliter le chargement et le déchargement d'organes (2, 3) que présente ledit ensemble d'alimentation (A) sous un effet de rabaissement (niveau bas (15) ) et/ou d'assurer un réglage textile, en ajustant le niveau haut (14) correspondant à une position de travail. -2- Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens aptes à assurer le déplacement en hauteur de l'ensemble d'alimentation (A) sont constitués par une platine (12) montée avec capacité de réglage et de guidage en hauteur sur une partie du bâti (1) en étant asservie à un dispositif de monte et baisse (13). -3- Machine selon la revendication 2, caractérisée en ce que la platine (12) coopère avec des organes d'entraînement du type mécanique et/ou électrique et/ou pneumatique et/ou hydraulique. -4- Machine selon la revendication 3, caractérisée en ce que les organes d'entraînement sont actionnés manuellement ou commandés. - 5- Machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que chaque position de travail présente une platine (12). -6- Machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la platine ou châssis est commun à l'ensemble des positions de travail. - 7- Machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans laquelle le bâti (1) présente une structure verticale dont chacune des faces présente, pour chaque position de travail, un ensemble d'alimentation (A) et un ensemble de renvidage (R), caractérisée en ce que les ensembles d'alimentation (A) de toutes les positions de travail d'une même face, sont associés à une platine (12) de déplacement vertical indépendante de celle où sont associés les ensembles d'alimentation de l'autre face. - 8- Machine l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans laquelle le bâti (1) présente une structure verticale dont chacune des faces présente, pour chaque position de travail, un ensemble d'alimentation (A) et un ensemble de renvidage (R), caractérisée en ce que chaque face est subdivisée en sections d'un nombre déterminé de positions de travail, les ensembles d'alimentation de chaque section sont regroupés sur une platine (12) de déplacement vertical indépendante de celle des sections adjacentes. - 9- Machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 dans laquelle l'ensemble de renvidage (R) comprend: une broche verticale (5) entraînée en rotation et sur laquelle est montée une bobine de réception (7) ; un système anneau-curseur (9, 10) entourant ladite broche, la matière textile formant un ballon entre le curseur qu'elle entraîne en rotation et un élément de guidage dit fixe-ballon (8) disposé dans l'axe géométrique de la broche et au-dessus de cette dernière; - le système anneau-curseur et fixe-ballon est animé d'un mouvement de monte et baisse; caractérisée en ce que le système anneau-curseur et le fixe-ballon relatifs à une position de travail, sont commandés par des dispositifs indépendants aptes à créer le mouvement de monte et baisse. - 10- Machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que la commande du dispositif assurant le mouvement de monte et baisse des ensembles d'alimentation, est inter-verrouillée avec la commande des autres organes de la machine pour que la production ne puisse pas être démarrée lorsque lesdits ensembles sont en position basse. - 11- Machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que la commande du dispositif assurant le mouvement de monte et baisse des fixe-ballons et capteurs associés, est interconnectée avec la commande des dispositifs de monte et baisse des ensembles d'alimentation, de sorte que les fixe-ballons sont abaissés lorsque l'ensemble d'alimentation correspondant est en position basse. -12- Machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisée en ce que la platine (12) du ou des ensembles d'alimentation (A) évolue entre une position supérieure dite de travail et une position inférieure dite de chargement-déchargement, la position supérieure est utilisée lorsque les broches correspondantes aux ensembles d'alimentation associés sont en production, tandis que la position inférieure est sélectionnée lorsque les broches sont arrêtées pour l'évacuation d'un support vide et l'installation d'une nouvelle bobine de l'ensemble d'alimentation avant de relancer la production. -13- Machine selon la revendication 12, caractérisée en ce que la position supérieure est fixe. -14- Machine selon la revendication 12, caractérisée en ce que la position supérieure est prédéterminée en fonction du réglage textile. -15- Machine selon l'une quelconque des revendications 12 et 14, caractérisée en ce que la position supérieure est évolutive en cours de formation de bobines selon une loi programmée en fonction du réglage textile, les platines des ensembles d'alimentation étant assujetties à des moyens de pilotage aptes à positionner lesdites platines à la position supérieure prédéterminée pour les soumettre aux mouvements selon la loi d'évolution programmée.