Installation pour la commande de machines, notamment de machines de filature La présente invention est relative à une installa tion pour la commande de machines, notamment de machines de filature, dans lesquelles au moins un organe dit principal est commandé par un moteur dit principal et au moins un organe dit auxiliaire doit être animé d'une vitesse qui dépend de la vitesse instantanée du moteur principal et de la valeur instantanée d'une variable, qui est influencée par la vitesse du moteur principal et qui doit en outre varier par rapport à la vitesse de l'organe principal selon une loi prédéterminée.
Elle a pour but le réglage automatique et constant de la vitesse dans les conditions énoncées, même pour des gammes de variation très étendues des variables.
A cet effet, l'installation selon l'invention com prend un groupe Ward-Léonard dont le moteur, alimenté par la génératrice, agit sur l'organe auxi liaire précité, le circuit d'excitation de la génératrice étant influencé à la fois par la vitesse instantanée du moteur principal et par un élément sensible à la valeur instantanée de la variable précitée.
Dans une forme d'exécution particulière, le circuit d'excitation de la génératrice est alimenté par un appareil électronique comprenant deux organes d'asservissement, l'un à la vitesse instantanée de l'organe principal, l'autre à la valeur instantanée de la variable précitée.
Dans une utilisation particulière, l'installation est appliquée au métier à filer selon les brevets suisses N ., 299333, 329682 et 328959. L'organe principal est l'arbre commandant les broches, l'organe auxi liaire étant l'arbre commandant les guide-fils, la variable précitée étant la position du dispositif de monte et baisse, la dynamo tachymétrique étant entraînée par l'arbre commandant le dispositif de monte et baisse et le cylindre délivreur.
Dans une autre utilisation particulière, l'installa tion est appliquée à une machine de préparation de filature dite banc à broches . L'organe principal est l'arbre commandant les cylindres étireurs, l'organe auxiliaire étant l'arbre commandant les tubes sur lesquels s'enroulent les mèches, la variable précitée étant le diamètre des bobines en formation.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'installation objet de l'in vention dans son application à un métier à filer tel que décrit dans les brevets suisses Nos 299333, 329682 et 328953.
La fig. 1 est une vue d'ensemble schématique de ladite forme d'exécution de l'installation.
La fig. 2 est un schéma de raccordement élec trique de l'installation de la fig. 1.
La fig. 3 est analogue à la fig. 1, mais se rapporte à un banc à broches.
Le métier à filer de la fig. 1 est destiné à la préparation de bobines qui sont formées de couches coniques successives. Il comprend un cylindre alimen taire 2, sur lequel passent les mèches ou boudins 1, qui sont pressés par des galets.
Des broches 4 parallèles sont montées sur un banc de broches 5 et coopèrent avec des guide-fils 6 montés sur un banc de guide-fils 7.
Les bancs 5 et 7 ont, l'un par rapport à l'autre et suivant la direction des axes des broches 4, des déplacements dont l'un change périodiquement de sens et l'autre est de sens constant. Ces déplacements contribuent à assurer le bobinage des fils sur les broches 4. Dans la forme d'exécution indiquée au dessin, un dispositif de monte et baisse 8 imprime, au banc de guide-fils 7, un mouvement alternatif suivant la direction des axes des broches 4. La descente pro gressive du banc de broches 5 est assurée par l'inter médiaire d'un dispositif à engrenages 40.
Un régulateur de torsion 17 est placé entre la sortie du cylindre 2 et les guide-fils commandés 6, avec interposition éventuelle d'un clapet guide-fil 32 de hauteur réglable.
Chaque mèche passe ensuite sur un des guide-fils tournants 6, commandés positivement à partir d'un arbre 36, puis s'enroule sur une broche 4 commandée positivement à partir d'un arbre 15.
Le cylindre alimentaire 2 est mû, à l'intervention d'un variateur de vitesse 9, par un arbre moteur 10 qui commande également le dispositif de monte et baisse 8 par l'intermédiaire d'un second variateur de vitesse 50. Le dispositif de monte et baisse est mis en mouvement à l'intervention d'une came 33 associée à un pignon 34 accouplé à une vis 35 com mandée par le variateur 50.
La torsion et l'étirage sont simultanés et s'effec tuent dans la zone comprise entre le cylindre alimen taire et le groupe guide-fil - broche, ces deux organes étant tous deux commandés positivement. Le guide- fil 6, étant en avance ou en retard sur la broche 4, oblige le fil à s'enrouler sur celle-ci, ce qui provoque le renvidage.
Des volants 49 et 51 assurent le réglage des variateurs de vitesse 9 et 50.
Le dispositif à engrenages 40 comprend égale ment un dispositif de variation de vitesse 52 com mandé par un organe 53, de sorte que l'on peut ainsi modifier la valeur de la descente progressive du banc 5, indépendamment de la variation de la fréquence des inversions du sens de déplacement du banc 7.
Les arbres 15 et 36 sont liés à un même méca nisme différentiel 13 ; sur l'arbre 15 est calé un des planétaires 14 du différentiel 13, le second planétaire 16, libre sur l'arbre 15, attaquant l'arbre 36 de com mande des guide-fils.
I1 résulte de ce qui précède que la broche 4 et le guide-fil 6 ont une vitesse instantanée constam ment proportionnelle, respectivement, à celles des planétaires 14 et 16 ; en d'autres termes, ces divers organes sont commandés positivement.
Les satellites du différentiel 13 dépendent d'une couronne 12, dont la vitesse est réglée automatique ment, comme il sera indiqué ci-après.
Les arbres 15 et 10 sont commandés par un moteur unique 100 par l'intermédiaire respective ment de variateurs de vitesse sans glissement 101 et 102. Le sens de rotation relatif de l'arbre 15 par rapport à celui de l'arbre 10 peut être modifié sui vant le sens de torsion du fil à obtenir, par le dépla cement d'un manchon baladeur 106 coulissant sur un arbre cannelé 107 disposé à la sortie du variateur 101. Sur l'arbre 15 est calé un pignon 103, qui engrène soit avec le pignon 104, soit avec le pignon <B>105,</B> selon la position du manchon baladeur<B>106.</B> Ce dernier est commandé par un levier 108, oscillant autour d'un axe 109.
Le moteur 100 entraîne une génératrice à cou rant continu 120 d'un groupe Ward-Léonard dont le moteur 21, alimenté par cette génératrice, com mande la couronne 12 du différentiel 13.
Une dynamo tachymétrique 121 est commandée à partir de l'arbre 10, tandis qu'une autre dynamo tachymétrique 122 est entraînée par l'arbre du moteur 21.
Un appareil électronique 22 est intercalé dans le circuit d'excitation de la génératrice 120. II est asservi au curseur d'un potentiomètre 38 dépendant de la position instantanée du dispositif de monte et baisse.
Un inverseur électrique 123, intercalé dans un des circuits du moteur 21, est en relation, par une bielle 124, avec le levier 108, permettant l'inversion du sens de rotation relatif des arbres 10 et 15, et donne au moteur 21 le sens de rotation approprié. Il est en effet avantageux, bien que non indispen sable, que le sens du renvidage change avec le sens de torsion, afin de maintenir un renvidage soustractif.
On voit à la fig. 2 le schéma de raccordement du groupe Ward-Léonard. L'enroulement d'excitation 126 du moteur 21 est alimenté à tension constante à partir d'un réseau alternatif par l'intermédiaire d'un redresseur 127 équipé de cellules au sélénium.
L'enroulement d'excitation 128 de la génératrice 120 est alimenté par l'appareil électronique 22 qui redresse au moyen de thyratrons une tension alter native d'alimentation. Les balais de la dynamo tachy- métrique 121, entre lesquels existe une tension qui est proportionnelle à la vitesse de l'arbre 10, sont raccordés au potentiomètre<B>38.</B> La tension variable existant entre le curseur<B>129</B> du potentiomètre 38 et une des bornes 130 de celui-ci sert à influencer la grille des thyratrons.
La dynamo tachymétrique 122 donne une tension proportionnelle à la vitesse de la couronne 12 du différentiel, donc à la vitesse qu'il s'agit de modifier automatiquement. En fait, on met cette tension en opposition avec la tension 129 -<B>130</B> et c'est la diffé rence entre ces deux tensions qui est utilisée, éven tuellement après amplification, pour la commande de la grille des thyratrons.
Un voltmètre 125 est branché aux bornes de la dynamo tachymétrique 121 et est gradué en mètres par minute pour donner la vitesse de base de pro duction.
La quantité d'étirage est réglée par modification de la vitesse relative de l'arbre 2, en agissant sur le volant 49 du variateur de vitesse 9 (fig. 1).
La manoeuvre du volant 51 du variateur de vitesse 50 permet de modifier, en fonction du dia mètre du fil, la fréquence des inversions du sens de déplacement du dispositif de monte et baisse. Il en résulte donc une modification du pas d'enroulement du fil sur la broche et de la quantité de fil enroulé par couche complète (ascendante et descendante), c'est-à-dire de l'aiguillée.
En agissant sur l'organe de commande 53 du variateur 52, on règle, suivant le diamètre du fil, la rapidité de l'écartement progressif des bancs 5 et 7.
La vitesse de renvidage, c'est-à-dire la produc tion, est réglée par modification de l'écart de vitesse entre le guide-fil et la broche.
Le métier est prévu pour la formation de bobines, telles que 11, qui sont formées de couches coniques successives. Le diamètre de renvidage varie donc constamment de sorte que, ayant réglé la vitesse de renvidage pour un diamètre de renvidage donné, il faut, pour maintenir constante cette vitesse de renvi- dage, rendre constamment variable la vitesse relative du guide-fil et de la broche, la loi de variation devant être bien déterminée. C'est précisément au moyen du réglage automatique de la vitesse de la couronne 12 du différentiel 13 qu'on arrive à ce résultat.
Ce réglage automatique dépend de l'appareil électronique 22 qui est asservi à la vitesse de production par la dynamo tachymétrique 121 et, par le potentiomètre 38, à la position instantanée 'du dispositif de monte et baisse, donc d'un système dont dépend la forma tion de la bobine, donc finalement du diamètre de renvidage.
Grâce à la commande, au moyen d'un groupe Ward-Léonard, on maintient la proportionnalité de toutes les vitesses non seulement en régime, mais encore pendant les périodes de démarrage et d'arrêt du métier. Le résultat visé est donc atteint à partir d'une vitesse nulle jusqu'à la vitesse de régime et de celle-ci jusqu'au retour à la vitesse nulle. Il en résulte que les fils ne subissent à aucun moment des variations de tension ou de torsion.
Pendant les périodes de démarrage ou d'arrêt, la génératrice 120 a une vitesse inférieure à la vitesse de régime, mais son courant d'excitation continue à varier en fonction des deux variables : vitesse de l'arbre 10 et position du dispositif de monte et baisse. La génératrice 120 débitant un courant proportionnel à sa vitesse et à son courant d'excitation, la vitesse du moteur 21, qui est excité à tension constante, varie non seulement en fonction des deux variables, mais encore proportionnellement à la vitesse du moteur 100, de sorte que les réglages corrects sont maintenus pendant le démarrage et le ralentissement avant l'arrêt.
Grâce à la présence de la dynamo tachymétrique 122, la vitesse du moteur 21 varie fidèlement et rapidement suivant les impulsions données par la dynamo tachymétrique 121 et le potentiomètre 38.
Au lieu d'être entraînée par le moteur 100, la génératrice 120 pourrait l'être par le moteur de l'aspirateur de mèches cassées, ce moteur étant alors alimenté de manière à continuer à tourner pendant les périodes d'arrêt du métier pour la levée et le changement de bobines. Les moyens de commande automatique, tels que ceux appliqués dans l'installation de la fig. 1 au moteur 21, peuvent être prévus notamment pour d'autres machines utilisées en filature, par exemple pour la machine de préparation de filature appelée banc à broches .
Cette machine, représentée très schématiquement à la fig. 3, sert à la transformation de rubans de fibres en mèches.
A la sortie de cylindres étireurs 201, les rubans viennent s'enrouler sur les tubes 202 tout en rece vant la torsion voulue par des ailettes 203 solidaires de broches 204. Pour une vitesse de rotation donnée des cylindres étireurs, donc pour une vitesse de délivrance donnée, il faut que la vitesse de renvidage soit maintenue constante. Or, à mesure que les mèches s'enroulent sur les tubes, le diamètre des bobines en formation augmente, de sorte que la vitesse des tubes 202 doit varier suivant une loi déterminée, par rapport à celle des ailettes 203. L'enroulement des mèches peut ainsi s'effectuer avec une tension constante quel que soit le diamètre sur lequel s'opère l'enroulement.
Le mouvement différentiel des tubes 202 et des ailettes 203 peut s'obtenir par l'emploi d'un méca nisme différentiel 205, monté comme indiqué ci-après.
Un moteur principal 206, entraîne, par l'inter médiaire d'un variateur de vitesse sans glissement 207, un arbre 208 commandant les cylindres éti- reurs 201.
Le moteur 206 commande aussi, par l'intermé diaire d'un variateur de vitesse sans glissement 210, un arbre 211 sur lequel est monté un des planétaires 212 du différentiel 205 ; cet arbre 211 entraîne les broches 204, donc les ailettes 203.
Le second planétaire 213 du différentiel 205 entraîne un arbre cannelé 214, qui commande un arbre 215, qui fait tourner les tubes 202. Un mou vement alternatif vertical est communiqué à un chariot 216, donc à l'ensemble des tubes 202 et à l'arbre 215, par un dispositif de monte et baisse 217.
Le moteur 206 entraîne une génératrice 218 d'un groupe Ward-Léonard, dont le moteur 219 met en rotation la couronne 220 du différentiel 205.
Un appareil électronique 221, analogue à l'appa reil 22 des fi-. 1 et 2, alimente le circuit d'excitation de la génératrice 218 ; il est asservi, d'une part, par une dynamo tachymétrique 222, à la vitesse de l'arbre 208, donc à celle des cylindres délivreurs et, d'autre part, au diamètre des bobines en formation par une cellule photoélectrique 223 éclairée, au début de chaque course du dispositif de monte et baisse 217, par une source lumineuse 224.
Pour augmenter la rapidité et la fidélité de la variation de vitesse de la couronne 220, une dynamo tachymétrique 228 est disposée sur l'arbre du moteur 219. La tension aux bornes de cette dynamo peut alors être mise en opposition avec la tension résultante de la cellule 223 et de la dynamo tachymétrique 222, pour la commande de l'appareil électronique 221. Comme dans l'installation des fi-.<B>1</B> et 2, la régulation de la vitesse de l'arbre<B>215</B> se fait automa tiquement en fonction de la vitesse de l'arbre 208 et du diamètre des bobines en formation ; de plus, cette régulation existe aussi bien pendant les périodes de régime qu'à la mise en marche ou à l'arrêt.
Le potentiomètre 3 8 des fig. 1 et 2 peut être remplacé par d'autres appareils dont une caracté ristique, de préférence électrique ou magnétique, varie avec la position du dispositif de monte et baisse ou du diamètre instantané de la bobine en formation ; on pourrait notamment utiliser une cel lule photoélectrique comme à la fig. 3.
Les moteurs 100 et 206 ou un autre moteur faisant partie de la machine considérée ne doivent pas nécessairement entraîner les génératrices 120 et 218, les groupes Ward-Léonard pouvant avoir des moteurs d'entraînement complètement séparés.