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Appareil pour le contrôla et l'étalonnage des épurateurs.
Description.
Les fils textiles présentent des défauts d'épaisseur (points gros ou points minces) de forme, de diamètre et de longueur variables. Ces défauts accidentels, apparaissent à raison d'environ 0,5 à 10 par km de fil, ont une section comprise entre 2 fois et 10 fois la section moyenne, en général, et une longueur comprise entre Imm et plusieurs mètres.
On peut les distinguer suivant leur forme et leur origine ( "boutons", "flammes", etc...).
Au métier à filer, le fil se présente sous la forme de "bobines" ou "fuseaux" de filature, d'un poids d'environ 100 à 200 grammes. L'opération suivante, le bobinage, consiste à fabriquer un "c8ne" de fil de 1 à 2 kg., en dévidant à la suite l'un de l'autre une dizaine de fuseaux environ.
Les défauts d'épaisseur décrits plus haut rendent généralement le fil sur fuseaux impropre à une utilisation directe
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pour le tricotage et le tissage. Il est néseseaire d'éliminer au moine lee défauts les plus gênants, dont la section dépasse un certain niveau prédéterminé (2,5 foie la éjection moyenne par exemple), et dont la longueur est également supérieure à un certain niveau choisi (10 mm par exemple).
Cette opération de "nettoyage" du fil est réalisée préci- sément pendant le bobinage. Sur le trajet du fil entre le fuseau et le cône récepteur, on intercale un petit appareil appelé "épurateur", dont le rôle est de détecter le défaut d'épaisseur et de couper le fil à cet endroit.
Soit automatiquement, soit avec intervention d'une ouvrière, les deux bouta du fil sont ensuite nouée, après enlèvement de la zone défectueuse, et le bobinage reprend.
Les épurateurs utilisés sur bobinoir peuvent être mécaniques ou électroniques.
Les épurateurs électroniques, ayant la meilleure efficacité, sont généralement préférés.
Un épurateur électronique comprend les parties suivantes :
I) une tête de mesure
2) un amplificateur électronique, avec transformation éven- tuelle du signal.
3) des détecteurs de niveau
4) un système de coupure du fil
5) un boîtier central de contr8le, avec les boutons de com- mande et les alimentations.
A l'heure actuelle, on trouve des têtes de mesure fonction- nant suivant deux principes différents : capacitif ou optique.
Dans le premier type, on utilise la variation de capacité produite par l'introduction du fil entre les électrodes d'un condensateur. Sous certaines conditions, cette augmentation de capacité est proportionnelle à la masse de la petite longueur de fil placée entre les électrodes.
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L'épurateur optique ou photoélectrique utilise dans la tête de mesure une cellule photoélectrique, dont le signal de sortie est proportionnel au diamètre du fil ou à une fonction de ce diamètre. Devaa certaine types, une source de lumière produisant dois rayons dirigée projette l'ombre du fil, passant devant une fente dans un éeran, sur la cellule photoélectrique. On mesure donc le"dianètre apparent projeté*' du fil. Dans d'autres types, le fil passe entre une source de lumière diffuce, non directionnelle, et la cellule photo- électrique.
Dane ce cas, la variable mesurée se rapproche davantage d'un "diamètre photoélectrique équivalent", ou diamètre du cercle dont la surface est égale à la surface en section
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.1 lú.t... droite du d'faut)' /1-IÉ Dans tou. les cas, signal neeure, ampl1:fU par Dans toue les cas, sis3 mesure, amplifié par un @ amplificateur électronique, est transmis à des détecteurs de niveau, constitués par des "triggers" qui basculent lorsque l'épaisseur du fil dépasse un seuil choisi. Ce basculement provoque le fonctionnement du dispositif de coupure, qui coupe le fil au voisinage du défaut.
Le choix du niveau de basculement en épaisseur se fait à l'aide d'un bouton sur le boîtier central de contrôle.
Pour la pluspart des épurateurs, il existe en outre une dis-
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-1 " tinction suivant la longueur du défaut" É# T On aura par exemple deux canaux séparés, l'un pour les défauts longs, l'autre pour les défauts courts, dont il sera possible d'ajuster séparément les niveaux de détection en épaisseur.
Afin d'éviter les problèmes de dérive liés à l'utilisation d'un couplage direct entre la tête de mesure et les détecteurs de niveau (amplificateur à courant continu), tous les épurateurs
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existant à l'heure actuelle utilisent un couplage indirect dans la chaîne d'amplification (liaisons CR capacité - réale- tance).
Par conséquent, l'épurateur n'est sensible qu'à des variations du "signal ''épaisseur* du fil, à condition encore qu'elles soient suffisamment rapides.
Par conséquent, quand le fil est à l'arrêt dans l'épurateur, il n'y a pas de signal à la sortie de l'amplificateur électronique précédant le détecteur de niveau.
Toutefois, des que le fil est en mouvement, les variations de section qui apparaissent alors sont transmises par l'ampli- ficateur au détecteur.
Il n'est donc pas possible de réaliser un Etalonnage statique des épurateurs, simplement en plaçant un fil calibra dans la tête de mesure et en lisant le signal de sortis correspondant.
Il faudra au contraire créer drs variations à une cadence très rapide, ce qui poux. se faire notamment des de façons
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suivantes. On peut faire 48:tUe(r cI8D. la the de A1}JIwre una boucle de fil "jD.thft1qu,p0rt8t oa 4JaiS88RI" ealits'éa area précision,, a une viteasa <m m<<M ordr <t<M la vitesse de bobi- nage. Ou bien, on pourra atro41a1r8 tmna la ttta amra puis retirer, avec une 8I'8D4. vitaasw a'tmtrodmetiem et de retrait, un fil calibra.
L'objet de la par6sense 1aY¯t1c8 at ...1c:1¯.t - dispo- sitit d'wtalennaga de aaeemt s .
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de la fente de mesure de l'épurateur un morceau de fil tenu à la main, afin de déterminer approximativement la sensibilité et de choisir les réglages adéquats, est connu depuis long- temps des techniciens de la filature.
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--1 , el L'appareil décrit dans ce brevet réalise, de manière précise l'OJe'e, et bien définie, une sucession d'opérations analogues, à une 'Ji' ou deux cadences spécifiées suivant le type d'épurateur.
En effet, l'existence de deux canaux séparés, pour les défauts courts et les défauts longs, oblige à contrôler sépa- rément, à la cadence adaptée, chaque canal avec son trigger correspondant.
Il s'agit donc de créer, à l'entrée de l'amplificateur con- necté à la tête de mesure, un signal possédant un temps de montée, une durée et un temps de chute correspondant à ceux d'un défaut court, et un second signal poseédant les caracté- ristiques d'un défaut long. La cadence de production de ces signaux devra également être différente pour les défauts longs et les défauts courts, afin de revenir à l'état d'équilibre entre deux signaux successifs, compte tenu des constantes de temps différentes des deux canaux "défauts courts" et "défauts longs".
D'autres exigences d'ordre plus pratique sont posées à l'appareil :
I) il doit être universel, c.à.d. utilisable sur tous les types d'épurateurs, capacitifs ou optiques, de toutes marquée, et sur loua les bobinoirs portant ces épurateurs.
2) il doit permettre un contrôle très rapide directement sur le bobinoir, sens démontage de l'épurateur.
3) il doit être d'emploi facile pour un personnel peu qualifié.
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Ll usmble de con ocm41t1ccu' . conduit à une ec!lwt1OD part1cna11ftoe <xpo<<< é.1.-a.Pft8.
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Chapitre 3. Description de l'appareil de contr8le et d'étalonnage des épurateurs.
L'appareil comporte un boitier électronique, et une tête de contr8le mécanique reliée par un câble à ce boitier.
La partie électronique reconstitue, à la cadence adéquate, les signaux de commande correspondant aux défauts courts ou aux défauts longs.
Ces signaux actionnent un couple d'électro-aimants rotatifs, montés sur le même axe, plaoés dans le bottier électronique.
Un câble sous gaine métallique (analogue à un déclencheur d'appareil photographique) transmet le mouvement à un étrier portant le fil étalon calibré, dans la tête de contrôle mécanique.
Cette solution de commande par câble a été adoptée pour répondre à la condition d'universalité déjà citée.
En effet, pour certains épurateurs, il serait poreible de loger un petit électro-aimant de commande directement dans la tête de contrôle, en contact avec l'épurateur.
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'1 &du. 'W'" / ]fXalheureWJElDent, pour certains types d'épuratoures, le fl$$' mon"a6ê ainsi réalisé est trop volumineux; pour d'autres types, l'amplificateur de l'épurateur est pertubé par le champs de l'aectro-ei188"t, trop proche, au moment de la commande. a 9a >/ )Ii Le boîtier électronique est ici universel; le passage nAL."c4, d'un type d'épurateur à un autre ne fait par simple manoeuvre d'un commutateur. Par contre, la tête de contrôle mécanique est j/ propre li Chaqu.l' 'pu:n.teur, et cet r4aJ.1.'e pour ..adapter Jr' exactement à la face portant la tête de mesure.
Le corps de la tlte de contrôle, 1'8l186 eA matière aynthetique (nylon par exemple) moulée par 1D3.otlJ est donc conçue pour être t w bon 88I'oh." et comporter le et%imm d'unin 0. i
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On se reportera aux figures :L et 2 pour la description de cette tête de contr8le. (La fleure 2 est une vue en coupe, Il &4à h dans le plan des aiguilles et du fil-étalon.) ' Le corps de la tête (1) est maint<mu en contact avec l'épura- f teur (2), sur sa face portant la fente de mesure (3) dans -1 d laquelle passe le fil, à l'aide d"un système de guidage et e de e centrage approprié. Le fil étalon calibre (4) qui en fonction- If nement est introduit et retiré de cette fente, est représenté ici en position intermédiaire.
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Dans le corps de la tête, on a foré deux logements cylin- .4 t driques dans lesquels se meuvent à frottement doux deux aiguilles d'acier (5), portées à la base par un étrier (6). Ce-dernier est actionné par l'éme du câble métallique sous gaine ou "flexible" 4 r(7), 4uà-mU lui-mtme commandé par le couple d'électro-ai- a ' µj7aituéa dans le boitier électronique. situes dans boîtier électronique.
Quand le fil est introduit dans la fente de mesure, des que les réglages de l'épurateur correspondent au seuil de sen- sibilité, le couteau (8) de l'épurateur fonctionne. le fil- étalon risque donc d'être coupé ou au moins entaillé; il faut prévoir un dispositif de protection. On peut envisager pour cela plusieurs solutions. Par exemple, une plaque de matière synthétique avec un logement en U pour le fil, solidaire de l'étrier par l'intermédiaire d'un ressort, peut progresser dans la fente en même temps que le fil-étalon, jusqu'à ce que le couteau la bloque. Le fil peut encore être protégé par un petit cylindre de plexiglas.9 enfila à l'endroit du couteau.
A l'essai, un tel système s'est révélé peu sûr. On emploi donc un système de blocage du couteau constitué par une petite lame en acier (9) recourbée à son extrémité suivant la figure, qui se loge dans la fente de mesure (3). Cette lame d'acier permet donc 10 passage du fil, mais bloque le couteau à sa position de
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...,..... ct4paft..
(& n J¯/ ' 1a .. r T ( 188e (9) pénétre dans la faute de memxe sur %ne (e,...,l petite lergoew selant!' en face du couteau, et ne se trouve 4: ,ÎÎ dcac pas dane 10 oh*npa du condensateur de memoee ou de la 4, ! 4fta JI88 -po cad......,..... mesure À - 7 - . ,
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cellule photoélectrique. la lame (9) est portée par Lme tige coulissante, et peut être manuellement enfoncée ou retirée à volonté dana la fente de mesure. On la maintient en position retirée auesi longtemps que l'opérateur positionne la tête de contrôle; dès que ce¯le-ci est correctement centrée sur la fente de mesure, une pression du doigt sur la tige (10) fait pénétrer la lame (9) dans la fente, en même temps qu'une rampe sur la tige (10) actionne le bouton (11) du microswitch (12).
Ce dernier établit le contact électrique qui déclenche le générateur d'impulsions de commande du boîtier électronique.
La commande par électro-aimants du câble flexible est re- présentée à la figure 3. Deux électro-aimants rotatifs 13 et 14, montéa tête-bêche sur leméme axe, commandent alter- nativement et succesivement le câble flexible en poussée et en traction. L'àme (15) du flexible est soudée dans un loge- ment de la tige (16), jouant le rôle de rotule, grâce à un alésage spécial, légèrement incurvé.
Le levier 17, fixé sur le manchon 18 reliant les deux axes des électro-aimants, est réglable pour ajuster la course du câble.
Le boîtier électronique comporte quatre parités:
I) un générateur de signaux de commande pour les électro- aimants, représenté figure 4.
2) une alimentation, représentée figure 5.
3) un générateur d'impulsions, destiné à produire un signal de déblocage des triggers de détections de l'épurateur, représenté figure 6 (haut de la figure).
4) un amplificateur de signalisation représenté figure 6 (bas de la figure).
Le générateur de signaux de commande fonctionne comme suit (figure 4) :
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un multivibrateur, formé par les transistors TI,T2,T3,T4, fournit des impulsions dont la période et le rapport cyclique peuvent être choisies à l'aide du commutateur SI, sélectionnant les condensateurs CI,02,03 et C4,C5,C6.
La période pour le canal " défaits courts" est de l'ordre de une seconde,celle pour le canal "défauts longs" de l'ordre de 3 secondes.
Le rapport cyclique est très petit, surtout pour les "défauts courts*, pour lesquels l'impulsion de commande sur l'électro-aimant de poussée dure 10 millisecondes environ.
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1 Ley/s impulsions recueillies sur le collecteur de T4 sont / envoyées, d'une part, vers 1'électro-aimant de poussée BLI, après amplification par T5 et T6, d'autre part, à l'électro- aimant de traction EL2, à travers l'amplificateur formé par T7, T8 et T9.
Pour le fonctionnement en "défauts courts", l'électroaimant de poussée reçoit, le premier, une impulsion d'une durée d'environ 10 ms ; immédiatement à la fin de cette impulsion, l'électroaimant de traction reçoit une impulsion d'environ 40 ms.
La combinaison de ces deux commandes positives très courtes transmet au fil-étalon un déplacement extrêmement rapide ; sur l'entrée du trigger "défauts courts" de l'épurateur un signal électrique d'une durée de 10 ms, avec des temps de menthe et de descente de 2 ms.est obtenu.
Par suite des frottements inévitables dans le flexible, il s'est avéré nécessaire d'utiliser deux commandes positives en poussée et en traction, pour obtenir un signal très bref, exigé pour le contrôle du canal "défauts courts".
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-i dt6ié, -i Pour le contrôle du canal "défauts longs", la cadence 1 lolà X des électro-aimants est de l' ordre de 3 secondes; on produit
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sur le trigger correspondant, dans l'épurateur, un signal d'une durée de lOOmillisecondes environ, avec un temps de montée long de l'ordre de 70 ms. Los électro-aimants ELI et EL2 reçoivent successivement des signaux de l'ordre de 100 me (poussée) et 50 ma (traction).
Dans l'alimentation sur secteur, représentée figure 5, une tension HT2 obtenue sur un diviseur à résistances alimenta les étages à faible puissance du générateur de signaux de commande (fig. 4) et du générateur d'impulsions (fig. 6). Lors du
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t fonctionnement des électro-aimante, la chute de courant dans l:7lr1" la résistance r interne de ce diviseur réagit sur le 1"J fonctionnement des générateurs, réduisant notamment l'ampli- ( tude du générateur d'impulsions (fig. 6).
Le haut de la figure 6 représente un générateur d'impulsions pour le déblocage des triggers de l'épurateur, alimenté en P6 par la tension HT2, et dont la sortie P7 est connectée à une ligne d'alimentation des épurateurs. Le rôle de ce générateur d'impulsions peut être expliqué comme suit.
On a vu plus haut que seules les variations du signal étaient transmises de la tête de mesure aux triggers. Par conséquent, l'épurateur ne peut pas faire de distinction entre une augmentation de 100 % du signal correspondant à une épaisseur de fil valant deux fois la moyenhe , et le même accroissementde 100% obtenu lorsqu'on introduit le fil dans la tête de mesure.
Après chaque coupure, le fil renoué,introduit à nouveau dans l'épurateur, risque donc d'être coupé à nouveau inutilement parce que le signal produit excède le niveau de détection.
Pour éviter ces coupes inutiles, la plupart des épurateurs possèdent un circuit de blocage des "triggers" de détection, lorsque le fil n'est pas entraîné dans la fente de mesure.
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Le signal produit par lee variations de section de fil, redreeed par une diode, fournit une tension continue qui débloque ce circuit de blocage. Mais lorsque le fil est absent ou non entraîné, les "triggers" de détection sont inhibés, ce qui empêcherait l'épurateur de réagir à l'insertion du fil-étalon.
Le générateur d'impulsions du haut de la figure 6 produit donc des impulsions à une fréquence suffisamment élevée ( da l'ordre de 20.000 Hertz) et avec un rapport cyclique très petit, qui sont utilisées pour débloquer le circuit d'inhibition.
Ces impulsions jouent le même rôle que le signal "variations de section- du fil; elles sont injectées à l'épurateur en un point bien accessible, en général par lee alimentations, de manière à apparaître sur le circuit de blocage des triggers.
Les impulsions doivent être choisies suivant les conditions citées ci-dessus, de manière à produire après redressement en crête par diode une tension continue suffisante pour le déblocage des triggers. D'autre part, après filtrage par les différentes constantes de temps des circuits de liaison vers les triggere, elles doivent produire un signal négligeable, à l'entrée du trigger, vis à vis de celui produit par l'insertion du fil- étalon.
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Le multivibrateur constitué par les transistors TIO et TII, alimenté par HT2, crée les impulsions qui, après amplification -1 .Oe,"Ààk1 #a%par TI3 et TI4, sont injectées par la broche P7 aux épura- ( y.'/ i teurs. Par exemple, dans un épurateur donné, un circuit série If constitué par un condensateur de 1 microfarad en série avec une résistance de 150 Ohm, relie la broche P7 à la ligne d'alimentation-24 Volt des épurateurs.
Le signal ainsi injecté parvient au circuit de blocage.
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Le circuit du bas de la figure 6 est un système de signa- lisation, indiquant à l'opérateur que le couteau de l'épura- teur est actionné, c.à.d. que le niveau de détection du trimer est dépassé.
Sur la broche PI, on prélève sur l'épurateur un signal qui présente une variation au moment où le couteau est action- né. Par exemple, sur un épurateur donné, la polarisation du transistor de puissance passe de -I à -10 Volt lorsque le couteau est actionné.
Cette variation de tension, amplifiée par les transistors TI5 et TI6, est utilisée pour allumer une lampe 1 de signalisa- tion qui s'éclaire lorsque le couteau est actionné.
Pour les épurateurs capacitifs, le fil-étalon utilisé est en matière synthétique (mono-filament de nylon par exemple): pour les épurateurs photo-électriques, il est de préférence métallique, avec surface mate.
L'emploi du contrôleur peut être décrit comme suit:
Les réglages du boîtier central de l'installatim d'épura- teurs sont fixés à des valeurs choisie., . l'exception du régla-
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ge de niveau de détecti# - 6paissanr. (boutcu 'TBm* sur nn type donné d'épurateur).
Un opérateur manoeuvre ce dernier à partir du réglage le moins sensible (Na 10 par ex) , en augmentant très progressive-
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7 <uef-Moment la eemBibilité. le second op4rat8al" ..a¯" ¯t min (11-- la tate de CODU81e contre l'eparmttfar.
':1-..4 Lorsque le réglage de ..a1b11.1t' "1aI..1 . k' J,eàku TQfi' ù* :t%2L'\A4 COJT88pOD48t . l' 4pa18HV da fiÀ4%lm est f r atteint, le onteaa est .ot1GIID', et la lac" de eJMtliwtiaa 81au..e. On note le nC188e OOft'..,.d8D\,q1I1 servi-M d'indien 4 ±z± 14e 8&8ib1.Ut. pour 1"épu t¯ omtrolé. f<1 1 11
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Le montage de la figure 6 (générateur d'impulsions et lampe de signalisation) est de préférence séparé et connecté en intercalaire, dans la sortie des câbles du boîtier prin- cipal de commande des épurateurs.
Il est ainsi directement à portée de l'opérateur qui ma- :oeuvre le bouton de réglage, et qui doit constater en même temps le fait que le couteau est actionné.
Revendications.
I. Appareil de contrôle et d'étalonnage des épurateurs, consistant à introduire dans la fente de mesure un fil- étalon à une cadence déterminée, le déplacement de ce fil étalon étant produit par un électro-aimant, recevant des signaux de commande d'un générateur électronique.