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Dispositif électrique de réglage du freinage, pour machines à filer et à retordre.
Dans les machines à filer et à retordre, il est con- nu de maintenir constante autant que possible la tension du fil en agissant sur le frein de la partie restant en arrière, et à cet effet on emploie entre autres également des freins électriques qui sont commandés sous la dépendance du point d'arrivée, se modifiant continuellement, du fil sur la bobine formée par lui. Ces dispositifs de réglage ont l'inconvénient que la tension du fil est maintenue constante seulement de façon sûre pour un nombre de tours relativement bas pour un
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minime poids de la bobine et que la tension du fil a odifïe
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fortement avec le nombre-de tours.
Le but de la présente invention est de procurer un dis- positif de réglage qui évite les inconvénients mentionnés et qui permet d'obtenir une grande vitesse de travail, par exem- ple en cas de fibres écrues environ le double ou plus de la vitesse de travail usuelle actuellement située aux environs de 3500-4500 tours des broches.
Ce but est obtenu par l'emploi, suivant la présente in- vention, de dispositifs qui sont connus pour la production d'une traction constante dans les dispositifs d'enroulement, par exemple dans les laminoirs et cela de la manière spéciale telle, suivant la présente invention, que les dispositifs de réglage électriques pour la conservation d'une tension de traction constante lors de l'opération d'enroulement sont em- ployés avec des nombres de tours variables pour le freinage des pièces entraînées, tournant avec un nombre de tours va- riant périodiquement, de machines à filer ou à retordre ac- tionnées avec un nombre de tours constant.
En outre, suivant la présente invention, les freins électriques sont alimentés par une source de courant dont la tension est appropriée au- tomatiquement au nombre de tours de l'ailette ou des broches à chaque instant et au diamètre d'enroulement se modifiant constamment.La source de courant peut être une génératrice dont l'enroulement d'excitation est parcouru par un courant d'excitation variant constamment avec le diamètre d'enroule- ment. Ce courant d'excitation peut être fourni par une machine excitatrice spéciale à deux enroulements magnétiques séparés, doht l'un sert à l'excitation propre et l'autre est alimenté par une génératrice auxiliaire actionnée en concordance avec le nombre de tours des ailettes ou des broches.
La génératri- ce auxiliaire peut en outre être actionnée par le mécanisme étireur/ Le courant d'excitation variant avec le diamètre d'en- roulement est produit par une génératrice à nombre de tours
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constant et est commandé par un régulateur qui est influencé par le mouvement de levée du banc à broches. Toutes les géné- ratrices peuvent en outre, suivant la présente invention, être pourvues de régulateurs qui permettent une mise au point pré- cise de 11 allure du courant de freinage pour la production du moment de freinage nécessaire et de la traction utile pour les différents numéros de fil et le diamètre de la cannette.
La façon d'influencer la tension du fil suivant la présente invention offre un grand avantage par la possibilité de l'em- ploi d'un réglage supplémentaire sans masse de la tension du fil, suivant le principe fondamental connu du régulateur rapi- de. Il est connu que dans l'électrotechnique les régulateurs automatiques sont subdivisés en régulateurs "lents", c'est à dire ceux dans lesquels l'opération de réglage se déroule re- lativement lentement et en régulateurs rapides dans lesquels le réglage doit se faire à peu près instantanément.
Le premier genre de régulateurs est représenté dans la technique de la filature par des dispositifs qui fonctionnent par exemple par déplacement de balais ou réglage de résistances dans le circuit du rotor. Par une conformation appropriée du dispositif suivant la présente invention qui fonctionne en com- binaison avec le régulateur rond, on peut suivant la présente invention produire la vitesse de réglage avec la même rapidité et la même sensibilité que dans les régulateurs rapides connus de l'électrotechnique.
Suivant la présente invention, ce résultat est obtenu par le fait que l'impulsion pour la commande du courant d'exci- tation amené aux freins est composée de deux impulsions dont l'une est émise par un régulateur fonctionnant périodiquement et l'autre par un régulateur commandé par la traction du fil.
Comme régulateurs fonctionnant périodiquement, on peut employer des régulateurs à disque de came par exemple ou également des régulateurs électriques,en particulier le régulateur'rotatif
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employé déjà pour le dispositifde réglage. Comme régulateur commandé par la traction du fil et fonctionnant continûment ou entre des limites de butée réglables, on peut employer avan- tageusement aussi des dispositifs de réglage électriques.
Quelques exemples de réalisation d'agencements de réglage suivant la présente invention sont représentés aux fig. 1 à 7 parmi lesquels les fig. 1 à 5 et 7 montrent des montages des agencements électriques et la fig. 6 montre un dia- gramme de l'allure du courant de freinage pour une tension à peu près constante du fil. La génératrice de freinage 9 est alimentée par une machine excitatrice particulière 11 qui a deux enroulements excitateurs séparés. L'un des enroulements, par exemple 14, sert d'une manière connue à l'excitation pro- pre de la génératrice,une résistance de réglage permet de met- tre au point la tension à volonté.
Le second enroulement exci- tateur 8 est alimenté par une génératrice auxiliaire 7 action- née en concordance avec la vitesse de rotation des ailettes, c'est à dire par exemple par la commande du mécanisme d'éti- rage, génératrice auxiliaire dont l'excitation étrangère se fait dans l'enroulement 21 de la machine excitatrice 11 de la génératrice de freinage . Les spires 8 travaillent en opposi- tion de l'enroulement d'excitation normal 14, de sorte que lors de l'augmentation du nombre de tours de la génératrice auxi- liaire 7, la tension de la machine excitatrice 11 s'abaisse. de L'induit/Il alimente l'enroulement magnétique 10 de la géné- ratrice .de freinage 9. Ce courant est influencé sous la dépen- dance du diamètre d'enroulement par la résistance 12.
La résis- tance de réglage 12 est actionnée en concordance avec le mou- vement de levée de telle manière que lors d'une montée et d'une descente, le levier de régulateur est renversé une fois (ré- gulateur rond à renversement). La génératrice auxiliaire il est actionnée comme la génénatrice de freinage 9 par un moteur 13 à nombre de tours constant. La disposition décrite ci-dessus
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est représentée à la fig. 1.
Un second exemple de réalisation est visible à la fig.2. On a monté ici en série avec la génératrice 7 une secon- de génératrice auxiliaire 15 qui est actionnée par le moteur 13 à nombre de tours constant. Les induits des génératrices 7 et 15 fonctionnent en opposition, les enroulements d'excitation 21 et 22 sont alimentés par la génératrice 11. Par cette dis- Position, il est possible d'influencer l'enroulement d'exci- tation 8 tout d'abord pour soutenir l'enroulement 14 et dans la suite pour travailler en opposition.
Un troisième exemple de réalisation est représenté à la fig. 3. Dans l'induit de machine excitatrice 11 est in- corporé un enroulement auxiliaire qui est conduit à un collec- teur de courant spécial. La tension prise au collecteur 23 travaille en opposition avec la génératrice auxiliaire 7. Par la disposition de l'enroulement auxiliaire dans l'induit 11, la génératrice 15 (fig.2) devient superflue.
Un quatrième exemple de réalisation est représenté à la fig. 4. Pour appuyer l'action de réglage de la génératri- ce 7, on a prévu dans la génératrice de freinage 9 encore un enroulement de champ 17 qui est également alimenté par la gé- nératrice 11 et dont le courant d'excitation influence le ré- gulateur 16 relié au déplacement des balais du. moteur 4. Pour le reste, la disposition est la même qu'aux fig. 1 et 2.
La figure 5 montre un exemple de réalisation dans lequel la génératrice auxiliaire 7 alimente un régulateur au- tomatique 18,19 qui est gradué de telle façon qu'IL influence la tension de la génératrice 11 sous la dépendance du nombre de tours.
L'allure du courant de freinage nécessaire pour une tension du fil approximativement constante peur des nom- bres de tours variables est représentée approximativement par la courbe de la fig. 6. On a porté sur l'horizontale A-B les nombres de tours et perpendiculairement à celle-ci les inten-
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sites de courant qui sont nécessaires en correspondance avec les nombres de tours dans l'aimant de freinage. La longueur F-E par exemple indique alors la grandeur que doit avoir 1-'au,,-, mentation du courant par rapport à l'intensité de courant de freinage B-D nécessaire pour le plus grand nombre de tours.
Suivant la fig.7, la bobine ou la canette 51 est ac- tionnée d'une manière connue par le fil 49 à enrouler et est freinée par le frein 20. Les enroulements d'excitation de l'ai- mant de freinage 20 sont alimentés par la génératrice 9 qui est actionnée par le moteur 13. Par le moteur 13 est en outre ac- tionnée la génératrice 11. La génératrice 9 possède un enroule- ment d'excitation 10 dans le circuit duquel est disposé le ré- gulateur rond 12. Ceclui-ci est actionné par le banc à anneaux s'élevant et s'abaissant, de tellemanière que son levier de réglage tourne une fois lors d'un jeu du travail. Le courant d'excitation est fourni par la génératrice 11 qui a de son cô- té un enroulement d'excitation 8, un enroulement compound 14 et un enroulement d'excitation 14'.
Le courant circulant dans l'enroulement d'excitation 14' est réglable par le régulateur à main 31 qui peut être mis en court-circuit par l'émetteur de contact 33,34. L'émetteur de contact 33-34 est de son coté dé- pendant de la traction du fil 49 et du régulateur 40 à 42 fonc- tionnant suivant le principe de Tirrill.. La bobine 40 reqoit du réseau 5 un courant alternatif et attire, contre la tension du ressort 41 réglable, au moyen de la vis 42, l'armature du le- vier coudé 38 qui pivote autour du point 36. En conséquence, l'armature 38 forme contact à la vis 35 autant de fois qu'elle oscille en va-et-vient en une minute. Par conséquent, le régu- lateur 31 est aussi souvent mis en court-circuit par l'intermé- diaire de l'émetteur de contact 33,34.
Cet état fondamental est influencé par la traction du fil 49 qui passe à travers l'oeil- let 39 du levier 38. Après la mise au point de la traction cor- recte du fil, la résistance 31 est miss en court-circuit en une
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période de temps bien déterminée qui change avec la traction du fil. On obtient de ce fait que l'excitation de la généra- trice 11, par conséquent le courant d'excitation de la géné- ratrice 9, s'écoulant de la génératrice 11 par l'enroulement 10 sont réglés en concordance avec la variation de la tension du fil. La tension du fil peut donc être réglée par la vis 42.
En cas de rupture du fil, entre en action la sûreté de rupture du fil décrite ci-après. Celle-ci consiste en un levier 45 qui peut tourner autour de l'axe 45' et possède une cheville de butée 47. La cheville 47 est appliquée contre le fil 49. En cas de rupture du fil, le levier 45 devient libre et frappe sur le cliquet 52 dont le talon 53 dégage le verrou mis sous tension par le ressort 57. Le verrou ouvre les con- tacts 54 et 55. Par le contact 54, le circuit pour l'émetteur de contact 33,34 est coupé et par le contact 55 le circuit pour la bobine 40 est coupé. On obtient ainsi que l'émetteur de contacts 33,34, c'ést à dire l'impulsion qui est émise par le régulateur commandé par la traction du fil, est mis hors d'ac- tion.
La machine continue donc à tourner seulement avec le réglage donné par le régulateur fonctionnant périodiquement.
Lors de la remise en service de la machine après élimination de la rupture de fil, le bouton-pousaoir 56 est actionné. Par celui-ci, les contacts 54 et 55 sont fermés dt de ce fait les circuits correspondants sont refermés. 43-48 est un contact oscillant au mercure qui est fermé aussi longtemps que le fil est entier et dont les oscillations sont amorties par les dis- positifs 44,46.
Par le réseau 5 est alimenté le moteur 4 qui action- ne la génératrice 3. La génératrice 3 alimente de son coté le moteur d'ailette non représénté et le moteur 6 pour la commande de la génératrice 21 dont l'induit alimente l'enroulement d'ex- citation 8 de la génératrice 11. Cette disposition a déjà été /
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décrite en détail ci-dessus.
L'invention n'est pas limitée à l'exemple de réali- sation représenté; ainsi à la place des dispositifs indiqués, on peut en employer d'autres atteignant le même but. par exem- ple, pour la production du rythme de vibrations pour le levier 38, on peut employer à la place de courant alternatif du couf rant continu, par exemple l'excitation en courant continu con- nue d'après la réalisation de Tirrill pour la bobine 40.
Grâce à la présente invention, on obtient tout d'a- bord que l'effet de freinage est différent lors de la montée du banc à bobines et lors de la descente, ce qui n'était pas ob- tenu avec les dispositifs de freinage connus jusqu'à présent.
Ceux-ci fonctionnent au contraire de telle manière que les effets de freinage sont identiques entre eux lors de la montée et de la descente du banc à bobines. Par suite de cette réa- lisation des dispositifs de réglage de freinage actuellement connus, on ne pouvait obtenir que des bobines de diamètre mini- me, de petite longueur pour de petits nombres de tours car l'influence obtenue par ces dispositifs sur la tension du fil ne suffisait en aucune manière lorsqu'on devait travailler avec des vitesaes plus élevées.
Lors du filage sur des bobines, l'enroulement est effectué, suivant la présente invention, pour tenir compte de la solidité des bobines, en deux mesures de temps différen- tes ; l'enroulement du grand diamètre au petit diamètre se fait avec une autre vitesse du banc de levée que dans le sens in- verse. En général, on choisit le rapport de 1:2 à 1:3.
Lors du filage avec des bobines entraînées de forme pointue, le nombre de tours des ailettes et par conséquent le débit sont habituellement constants. Le porte-bobine doit mar- cher tantôt rapidement, tantôt lentement. Suivant que l'enrou- lement se fait sur un grand diamètre ou un petit diamètre, l'in- tensité du courant réglant la tension du fil ne suivra pas seu- lement, suivant la présente invention, l'allure des tractions
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de fil conformément à la variation de diamètre, mais elle tien- dra compte également du travail d'accélération et de ralentis- sement qui est provoqué par' la marche plus rapide et plus len- te des bobines.
L'influence de ces forces a été négligée dans les dispositifs connus jusqu'à présent,de freinage à courants tour- billonnants et pour cette raison le filage était impossible en cas de grands poids de la bobine et de grande vitesse. Le régulateur rond 12 avec ses résistances spécialement montées tient compte de ces nouvelles conditions d'exploitation. Il peut être conformé de deux manières, d'une part pour le régla- ge ultérieur à la main, mais d'autre part, comme régulateur fondamental avec un régulateur supplémentaire qui compense au- tomatiquement les différences se produisant avec l'accroisse- ment de poids de la bobine. La considération de ces points sui- vant la présente invention, lors du filage, offre les grands avantages techniques suivants :
1.- Vitesse de filage plus élevée et meilleure qualité du fil.
2. - Plus grande capacité des bobines valant six fois et plus,suivant la grosseur du fil, la capacité des bobines usuel- les jusqu'à présent.
3. - Plus petit nombre de ruptures de fil, d'une part à cause du réglage automatique. D'autre part, c'est un fait dé- montré que la plupart des ruptures de fil se produisent , dans les procédés de filage usuels jusqu'à présent, sur des bobines cylindriques, au commencement et à la fin de l'opération de fi- lage. Toute rupture de fil implique un rattachement qui repré- sente une diminution de la qualité, sa suppression est un avan- tage.
4. - Une plus grande amélioration de la qualité par suite de l'augmentation de capacité des bobines..Par suite de la plus grande capacité, il se produit, lors du traitement ultérieur,
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moins de noeuds par unité de longueur.
Ceci est particulièrement avantageux pour la filature, on diminue ainsi le danger d'une rupture de fil de chaîne, dans le métier à tisser, par exemple au sixième dans le cas d'une capa- cité sextuple.
5.- Augmentation de rendement par suite de la plus longue durée de l'extraction individuelle.
6. - Augmentation de rendement par suite d'une plus longue durée de marche, des manoeuvres de service moins nombreuses et de la plus grande vitesse d'extraction.
6. - Les bobines brutes peuvent par suite de leur grande capacité être envoyées directement au tissage pour la suite du traitement et on évite ainsi le rebobinage actuel.
Aux avantages esquissés ci-dessus des dispositifs de ré- glage pour la tension du fil pendant la formation de la bobine, s'ajoute encore celui expliqué en détail ci-après :
Tous les réglages de tension du fil connus jusqu'à présent ont le défaut de leur dépendance par rapport au nombre de tours, c'est à dire que le fil peut être seulement filé correctement pour un nombre de tours déterminé, les autres conditions res- tant les mêmes. En cas d'une augmentation du nombre de tours, il se produit une trop forte tension du fil et des ruptures de fil, en cas de diminution du nombre de tours une tension trop minime et des bobines à enroulement trop lâche, la formation de boucles, une résistance trop faible du fil et des ruptures de fil par suite de l'action centrifuge.
Ce défaut a des effets particulièrement défavorables dans le cas de freins à courants tourbillonnants, vu que la force de freinage dépend -du carré du nombre de tours, et de la saturation ; est pratiquement nulle dans le voisinage de l'état d'arrêt.
Suivant la présente invention, cet inconvénient est évité.
Elle offre entre autres les avantages suivants :
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1.- Il est possible de faire continuer à marcher le porte- bobine jusqu'à l'arrêt de l'ailette avec une certaine tension du fil et d'obtenir un arrêt simultané de l'ailette et du porte bobine.
2..- La machine peut démarrer très rapidement en partant de l'arrêt. Dans le cas de la réalisation de la machine avec un réglage suivant la présente invention, on peut employer pour sa commande, par exemple des moteurs à inversion de ôles.
3. - Les grandes vitesses de rotation de l'ailette font parai- tre avantageuse une commande électrique individuelle de celle-ci.
Pour la simplification de l'installation d'ensemble, il ne fau- drait pas envisager alors dans certaines circonstances des transformateurs individuels pour chaque machine ou chaque côté de machine, mais plusieurs réseaux avec des nombres de périodes différents. Des essais ont montré que la machine peut par exem- ple être amenée directement de 3000 à 10.000 tours de l'ailette sans ruptures de fil. Des variations du nombre de tours dans d'aussi larges limites sont seulement possibles avec la dispo- s ition suivant la présente invention.
La production d'une tension de fil pratiquement çonstante pour un nombre de tours variant dans de larges limites, par exemple dans le. rapport de 1:2 a pour la manoeuvre de la ma- chine encore l'avantage supplémentaire de faciliter le travail.
Les vitesses élevées de travail impliquent entre autres une plus grande consommation de mèche douce. Le changement de mèche doit se produire fe plus souvent pendant le fonctionnement. Il prend, dans certaines circonstances, un temps plus long que l'é- limination d'une rupture de fil normale d'autant plus que les températures plus élevées de l'eau de filage, impliquées par cette vitesse plus rapide de passage, rendent difficile cette manoeuvre de service.
La conséquence en est une formation de gradins dans la bo- bne. Comme les bobines doivent être transportées plus loin
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sans rebobinage pour la production d'économies, de semblables bobines ne sont pas utilisables pour cette application.
L'achèvement de l'opération seproduit en général presque simultanément en plusieurs points de filage. Il est par consé- quent à désirer de pouvoir diminuer la vitesse de filage pen- dant de semblables travaux d'une manière simple sans devoir changer la position du régulateur de tension de fil. Il doit être possible d'effectuer des augmentations ou des diminutions des nombres de tours pour une teneur constante dufil.
Le dispositif suivant la présente invention offre cet avantage. La nouvelle machine est avantageusement faite rela- tivement longue et pourvue d'une commande électrique indivi- duelle. La commande se fait au moyen de boutons-poussoirs dis- posés en différents endroits.
Les points de vue mentionnée ci-dessus n'ont encore ja- mais été considérés jusqu'à présent dans des dispositifs de ré- glage pour machines à filer et à retordre, les propositions faites pour l'élimination des inconvénients mentio-rnés sont nouvelles, :les avantages produits sont très grands.
Il est possible avec une machine suivant la présente in- vention : lu D'obtenir, avec des nombres de tours essentiellement plusêlevés qu'antérieurement, un fil irréprochable.
2 De rendre l'opération de filage indépendante de l'ha- bileté de la fileuse.
3 D'abaisser considérablement les dépenses par unité de fil.
4 De maintenir constante encore mieux qu'auparavant, pen- dant l'opération d'enroulement, la traction du fil, de sorte que le fabricat est encore plus uniforme qu'auparavant.
50 D'augmenter la portée de réglage et par conséquent la portée de nombre de tours ou de diamètre pour les bobines à for- mer.
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En cas d'emploi des dispositifs de freinage connus jusqu'à présent, il n'était pas possible d'augmenter les nombres de tours de l'ailette ou de la broche. C'est seulement par le dispositif de réglage automatique de freinage, indépendant du nombre de tours, grâce auquel la tension de fil est maintenue à la même valeur pendant toute l'extraction et grâce auquel on obtient le démarrage et l'arrêt désirés enfonctionnement, sans manoeuvre spéciale, qu'il était possible d'obtenir des nombres de tours notablement plus élevés.
Revendications. l.- Dispositif électrique de réglage du freinage, pour machines à filer et à retordre ou machines analogues, pour maintenir cons- tante la tension du fil s'enroulant, pendant toute l'extraction, caractérisé en ce qu'on emploie des dispositifs de réglage élec- triques pouvant maintenir une tension de traction constante lors de l'opération d'enroulement avec des nombres de tours variables, pour le freinage des pièces entrainées tournant à un nombre de tours variant périodiquement de machines à filer et à retordre actionnées avec un nombre de tours constant.