WO2004104280A2 - Dispositif de reglage et de controle de la stabilite de l’equilibre de tension d’un fil synthetique - Google Patents

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tension
cooling zone
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Carlos Matas
Philippe Flechon
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Rieter Textile Machinery France SA
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    • D02—YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
    • D02G—CRIMPING OR CURLING FIBRES, FILAMENTS, THREADS, OR YARNS; YARNS OR THREADS
    • D02G1/00—Producing crimped or curled fibres, filaments, yarns, or threads, giving them latent characteristics
    • D02G1/02—Producing crimped or curled fibres, filaments, yarns, or threads, giving them latent characteristics by twisting, fixing the twist and backtwisting, i.e. by imparting false twist
    • D02G1/04—Devices for imparting false twist
    • D02G1/08—Rollers or other friction causing elements
    • D02G1/082—Rollers or other friction causing elements with the periphery of at least one disc
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D02—YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
    • D02G—CRIMPING OR CURLING FIBRES, FILAMENTS, THREADS, OR YARNS; YARNS OR THREADS
    • D02G1/00—Producing crimped or curled fibres, filaments, yarns, or threads, giving them latent characteristics
    • D02G1/02—Producing crimped or curled fibres, filaments, yarns, or threads, giving them latent characteristics by twisting, fixing the twist and backtwisting, i.e. by imparting false twist
    • D02G1/04—Devices for imparting false twist
    • D02G1/06—Spindles

Definitions

  • the invention relates to the technical field of texturing machines, in particular those equipped with friction pins.
  • a synthetic yarn is unwound from a supply reel by means of a call member, then passes successively through a torsion blocking device, an oven, a cooling zone, a friction pin and a second call member.
  • the difference in speed between the first and the second caller determines a rate of drawing of the wire, while the spindle imposes a twist on the wire on itself, which twist is obtained by friction by applying the wire on a moving organ. This twist extends throughout the wire to the twist blocker.
  • the twisted yarn is placed in the oven to be subjected to a determined temperature to regain its plastic state.
  • the wire becomes longer due to stretching, the twist resulting in a plastic deformation giving the appearance of a crimp. Still in the twisted state, the wire is subjected to the action of the cooling zone to restore the material to its stability and consequently memorize the elongation and crimping of said wire.
  • the oven can consist of a heated track on which the wire is plated. The contact of the wire along this track ensures its heating.
  • the track is slightly curved, so that the wire tension guarantees sufficient contact pressure so that the wire reaches the required temperature level.
  • the cooling zone is, in a known embodiment, constituted by a cold surface, in the form for example of a track having a groove in which the wire is guided.
  • the contact line at the bottom of the groove has a convex curvature to ensure the continuity of the contact under the effect of its tension.
  • the cooling zone may consist of a cylinder (or a convex surface) around which the wire is interwoven, that is to say wound in a helix.
  • the latter generally consists of three parallel axes arranged at the top of a substantially equilateral triangle.
  • Each of the axes carries a stack of discs separated by spacers, the radius of which is substantially greater than the distance from the top of the triangle and its center.
  • the discs are therefore nested one inside the other.
  • the wire, inserted between the discs is forced to pass in the center of the equilateral triangle, between the axes, in a manner substantially parallel to the latter and to bypass each disc by interlocking on it. Under the effect of the rotation of the discs, the contact pressure of the wire on the latter, causes a friction twist of the wire on itself.
  • the stability and balance of the texturing process depend on the value of the above-mentioned tensions, which depend on the elasticity and the plasticity of the yarn with regard to its elongation due to the speed difference between the first and second calls. and the distribution of the voltage differences along the path of the wire resulting from friction.
  • the adjustment of the tension balance of the yarn essentially depends on the configuration of the spindle friction and the choice of speed and temperature parameters.
  • the purpose of adjusting the tension balance is to obtain the required level of wire crimp by minimizing the wear of the wire by the contacts and friction on the various components, in order to keep the tenacity as high as possible. , seeking to perform these operations at the highest possible speed.
  • Another known means consists in modifying the coefficient of friction between the wire and the disc by choosing for example a polyurethane disc which has a better coefficient of adhesion compared to a ceramic disc, or by modifying the surface condition of the disk.
  • Another way to adjust this overlap is to change the distance between the axes of the discs, that is to say the side of the equilateral triangle at the top of which the axes are positioned.
  • the modification of the center distance is generally carried out when stopped by means of shims or rigid locking means, to then allow the spindle to be driven at high speed, without vibration.
  • To keep the equilateral shape of the triangle formed by the axes it is necessary to move at least two of the latter, so that the mechanical rotation of the shafts must allow such a variation in center distance, requiring means of implementation. complex (pulley system, belts, ).
  • the invention proposes to remedy the drawbacks previously developed and to solve the problem posed which is to regulate and control the stability of the voltage balance of a synthetic yarn in a texturing process.
  • a device has been designed and developed applicable in a texturing machine of the type comprising that successively, in combination with sensors capable of measuring the state of the yarn:
  • a friction pin having three parallel axes driven in rotation and arranged along the three vertices of a substantially equilateral triangle, each axis carrying a stack of discs separated by spacers, the radius of the discs being greater than the distance between the center of said discs discs and the center of the triangle, to allow overlapping of the discs;
  • At least one of the axes of the spindle is mounted with displacement capacity by being subject to a control and positioning means for modifying the spacing of said axes corresponding to a deformation of the triangle in order to regulate the tensions, tension ratios , or difference in thread tensions compared to nominal values.
  • only one of the axes is moved relative to the other two, on either side of its average position, so that the triangle remains substantially isosceles.
  • control means is an actuator member capable of ensuring precise angular positioning of the axis, said actuator member being controlled by an electronic computer.
  • the actuator member is a servomotor or stepper motor subject to a screw-nut system coupled to the movable axis by a link.
  • the computer is subject to the various sensors measuring the state of the wire at different points of its course. These sensors can measure tension, temperature, twist, crimp or any combination of these characteristics.
  • these sensors give information representative of the thread tension. At least one of these sensors is disposed between the output of the spindle and the second calling member, the others being arranged between the first calling member and said spindle, said computer performing, during processing, monitoring of the sensor located at the output of the spindle and of at least one of the other sensors giving information representative of the voltage by comparing it with the nominal values, said computer being programmed to make corrections to the position of the movable axis of said spindle to maintain the voltage difference or wire tension ratio between the sensors placed upstream of the spindle and the one placed at the output of said spindle, at its nominal value.
  • the friction pin advantageously combines with a cooling zone which has means for guiding the wire, at least one of which is adjustable in position to modify one of the parameters of the contact continuity of the wire. and, concomitantly, the value of the tension of said wire between the inlet and the outlet of said cooling zone in order to adjust them with respect to nominal values.
  • the means for guiding the wire are mounted along the cooling zone, so that, passing from one means to another, the wire is wound on the convex surface so that the contact line of said wire describes a substantially helical trajectory.
  • one of the guide means is mounted at the entrance to the cooling zone, the other being mounted at the exit from said zone substantially in alignment, at least one other means being mounted between the two preceding ones, on a part of the cooling zone and in an angularly offset manner with respect to said alignment, so that the line of contact of the wire describes a helical trajectory oriented in one direction between the inlet guide means and the intermediate guide means (s) and in the opposite direction between the said intermediate guide means (s) and the outlet guide means.
  • the intermediate guide means (s) is (are) mobile, while the inlet and outlet guide means are fixed.
  • the different guide means are carried by the convex surface, the mobile guide means (s) is (are) mounted on a rotating part of said convex surface, the means of inlet and outlet guide being mounted on a fixed part of the convex surface.
  • the means (s) movable guide (s) is (are) mounted (s) on the convex surface which is capable of being angularly driven as a whole, the inlet and outlet guide means are independent of said surface, to be fixed. It therefore appears that the design of the cooling zone is advantageously combined with the torsion pin defined above.
  • FIG. 1 is a schematic view of the principle of texturing by false twist
  • FIG. 2 is, on a larger scale, a detailed view of the cooling zone and the spindle;
  • FIG. 3 is a perspective view of an embodiment of the spindle
  • FIG. 5 is an exemplary embodiment of the control mechanism of one of the axes of the spindle.
  • FIG. 6a, 6b, 6c show the use of the cooling zone according to a preferred embodiment and according to which: • Figure 6a corresponds to the launch position;
  • Figure 6c shows the adjustment relative to the working position of the guide means to change the angle of the wire and therefore the length and curvature of the contact line of the wire;
  • Figure 7 is a schematic perspective view showing an embodiment for the drive and the modification of angular positioning of one of the guide means of the wire of the cooling zone;
  • Figure 8 is a view similar to Figure 4 showing another embodiment.
  • the device according to the invention is applicable to a texturing machine of the type that successively comprising, in a known manner, a first call member (A) for the unwinding of the wire (H) from a supply coil (B), a tension blocker assembly (C), an oven (D), a cooling zone (E), a friction pin (H) and a second call member wire (G).
  • sensors, in particular of voltage, (Tl, T2, T3, T4) can be respectively arranged at the entry of the furnace (D) (sensor (Tl)), at the entrance of the cooling zone (sensor (T2) ), at the outlet of the cooling zone (sensor (T3)), and at the outlet of the friction pin (F) (sensor (T4)).
  • the spindle (H) consists of three parallel axes (6, 7, 8) of which the first two (6) and (7) are fixed, the third (8) being mobile.
  • the axes (6), (7) and (8) carry the different discs (14) separated by spacers.
  • the movable axis (8) can have a translational movement or, more preferably, have a rotational movement around an average working position. In this average working position, the triangle formed by the three axes (6, 7, 8) is substantially equilateral.
  • the translational or rotational movement of the movable axis (8) allows it to move a few millimeters on either side of its average position, so that the triangle formed by the three axes becomes substantially isosceles.
  • the radius of the discs (14) is greater than a distance between the center of said discs and the center of the triangle to allow the discs to overlap.
  • the movable axis (8) and the spindle are subject to a precise positioning means (9).
  • this means can be constituted by a servomotor or stepper motor or other types of linear and angular positioning actuators.
  • the actuator member is a stepping motor associated with a screw-nut system (10) (11) fixed to the movable axis (8) by a link (12).
  • the movement of the movable axis (8) can be extended outwards by a greater amplitude to facilitate the introduction of the wire into the discs (14) either manually or automatically.
  • the insertion of the wire is done by movement of return of the axis in its working position.
  • the actuator member (9) can perform this function.
  • the positioning of the movable axis (8) of the spindle, in the working position is controlled by an electronic computer (13).
  • the computer (13) is capable of controlling the complete movement of the movable axis (8) to open the spindle in the threading phase of the thread and then re-position it in its nominal working position by driving the thread in its movement in the spindle to restart production.
  • the computer (13) is subject to the various sensors of the wire, one of which (T4) is disposed between the output of the spindle (H) and the second call member (G).
  • the other sensors (Tl), (T2) and (T3) are arranged between the first call member (A) and said pin (H).
  • the computer (13) performs, during processing, monitoring of the sensor (T4) located at the output of the spindle and of at least one of the other sensors giving information representative of the voltage by comparing it with the nominal values.
  • the computer (13) is programmed to make corrections to the position of the movable axis (8) of said spindle to maintain the voltage difference or wire tension ratio between the sensors (Tl, T2, T3) placed upstream of the spindle and that (T4) placed at the output of said spindle (H), at its nominal value.
  • the limits of the correction, as well as the minimum and maximum thresholds of the other sensors are chosen by the user to allow compensation for tolerated variations in yarn count, draw rate or sizing rate of raw materials, as well as variations in operating conditions, reducing variations in the quality of the resulting wire.
  • the computer is able to stabilize the cyclic voltage variations and therefore to postpone the initiation of pumping phenomena and consequently to increase the production speeds.
  • the friction pin (H) as defined and illustrated is advantageously combined with a cooling zone (E) which has means for guiding the wire (2a, 2b, 2c) of which at least one is adjustable in position to modify one of the parameters of the continuity of the contact of the wire and, concomitantly, the value of the tension of said wire between the entry and the exit of said cooling zone (E) in view to adjust them in relation to nominal values ( Figures 2, 6a, 6b, 6c, 7 and 8).
  • the cooling zone consists of at least one cylinder (1).
  • guide members (2a, 2b, 2c) of the wire (F) for example in the form of ceramic bars.
  • the guide members (2a, 2b, 2c) are arranged so that, passing from one guide member to another, the wire is wound on the cylinder (1) so that the contact line follows said cylinder in a substantially helical shape for example ( Figures 6a, 6b, 6c).
  • one of the members (2a) can be disposed at the inlet of the cooling cylinder (1), the other member (2c) being disposed at the outlet of the cylinder, while the member ( 2b) is arranged between the two preceding ones, being angularly offset with respect to the axis (XX ') of the cylinder.
  • the contact line delimits a helical path in a direction between the guide member (2a) and the intermediate guide member (2c), and in the opposite direction between said intermediate guide member (2b) and the guide member (2c).
  • At least one of the guide members (2b) is adjustable in position to modify one of the parameters of the contact continuity of the wire and, concomitantly, the value of the latter's voltage between the inlet and the outlet of the cooling cylinder (1) in order to adjust them with respect to nominal values.
  • one of the guide members (2b) is subject to means for being angularly displaced relative to the other two members (2a) and (2c), so as to modify the angle of the propeller and consequently the length and the curvature of the contact line of its various guide members.
  • the intermediate guide member (2b) is made mobile while the other two guide members at the inlet (2a) and at the outlet (2b) of the cylinder (1) are made fixed.
  • the different guide members (2a, 2b, 2c) are carried by the cylinder (1), the movable guide member (2b) is mounted on a rotating part of the cylinder (1 ) constituted for example by a ring (3), the inlet (2a) and outlet (2c) guide means are mounted on a fixed part of the cylinder (1) (FIG. 8).
  • the mobile guide means (2b) is mounted on the cylinder (1) which is able to be driven angularly as a whole.
  • the inlet (2a) and outlet (2c) guide means are independent of the cylinder (1) to be fixed.
  • the rotating part receiving the movable guide means (2b) is subject to an actuator member (4) capable of ensuring precise angular positioning on the corresponding guide member ( Figure 7).
  • This actuator member can be constituted by an actuator, a servomotor, a stepping motor, etc.
  • the actuator member (4) is controlled by the electronic computer (13), subject to the various voltage sensors (T1, T2, T3, T4) ( Figure 1).

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Yarns And Mechanical Finishing Of Yarns Or Ropes (AREA)
  • Tension Adjustment In Filamentary Materials (AREA)

Abstract

Le dispositif trouve une application dans une machine de texturation du type de celle comprenant successivement, en combinaison avec des capteurs aptes à mesurer l'état du fil fil (T1, T2, T3, T4) - un organe d'appel (A) pour le dévidage dudit fil à partir d'une bobine d'alimentation (B) ; - un moyen de blocage de la torsion (C) ; un four (D) ; une zone de refroidissement (E) ; une broche de friction (H) présentant trois axes parallèles (6, 7, 8) ; un deuxième organe d'appel du fil ; dont l'un au moins est monté avec capacité de déplacement en étant assujetti à un moyen de commande et de positionnement (9) pour modifier l'écartement desdits axes correspondant à une déformation du triangle en vue de réguler les tensions, rapports de tension, ou différence de tensions du fil par rapport à des valeurs nominales.

Description

DISPOSITIF DE REGLAGE ET DE CONTROLE DE LA STABILITE DE L'EQUILIBRE DE TENSION D'UN FIL
SYNTHETIQUE
L'invention concerne le domaine technique des machines de texturation, notamment celles équipées de broches de friction.
D'une manière parfaitement connue, pour un homme du métier, selon le principe à la base de la texturation, un fil synthétique est dévidé d'une bobine d'alimentation au moyen d'un organe d'appel, puis passe successivement dans un dispositif bloqueur de torsion, un four, une zone de refroidissement, une broche de friction et un deuxième organe d'appel. La différence de vitesse entre le premier et le deuxième organe d'appel, détermine un taux d'étirage du fil, tandis que la broche impose une torsion au fil sur lui-même, laquelle torsion est obtenue par friction en appliquant le fil sur un organe en mouvement. Cette torsion se prolonge tout au long du fil jusqu'au bloqueur de torsion. Le fil ainsi retordu est placé dans le four pour être soumis à une température déterminée pour retrouver son état plastique. A cette température, le fil s'allonge du fait de l'étirage, la torsion se traduisant par une déformation plastique donnant l'aspect d'une frisure. Toujours à l'état retordu, le fil est soumis à l'action de la zone de refroidissement pour redonner à la matière sa stabilité et mémoriser par conséquent l'allongement et la frisure dudit fil.
Différentes solutions techniques ont été proposées pour la réalisation notamment du four, de la zone de refroidissement et de la broche de friction. Par exemple, le four peut être constitué d'une piste chauffée sur laquelle le fil est plaqué. Le contact du fil le long de cette piste assure son chauffage.
Pour assurer le contact du fil sur la totalité de la longueur du four, la piste est légèrement bombée, pour que la tension du fil garantisse une pression de contact suffisante afin que le fil atteigne le niveau de température requis.
En ce qui concerne la zone de refroidissement, cette dernière est, dans un mode de réalisation connue, constituée par une surface froide, sous forme par exemple d'une piste présentant une rainure dans laquelle le fil est guidé. La ligne de contact en fond de rainure présente une courbure convexe pour assurer la continuité du contact sous l'effet de sa tension. Dans une autre forme d'exécution, la zone de refroidissement peut être constituée par un cylindre (ou une surface convexe) autour duquel le fil est embarré, c'est-à-dire enroulé en hélice. Cette solution ressort par exemple du brevet EP 0 744481.
En ce qui concerne la broche de friction, cette dernière est généralement constituée de trois axes parallèles disposés au sommet d'un triangle sensiblement équilatéral. Chacun des axes porte un empilage de disques séparés par des entretoises, dont le rayon est sensiblement supérieur à la distance du sommet du triangle et son centre. Les disques sont donc imbriqués les uns dans les autres. Le fil, inséré entre les disques, est contraint de passer au centre du triangle équilatéral, entre les axes, d'une manière sensiblement parallèle à ces derniers et de contourner chaque disque en s'embarrant dessus. Sous l'effet de la rotation des disques, la pression de contact du fil sur ces derniers, provoque une torsion par friction du fil sur lui-même.
Compte tenu de ces dispositions, il en résulte que, pour l'essentiel, les moyens de transfert des mouvements mécaniques et les moyens de transfert thermiques sont assurés par des pression du fil sur les surfaces, de sorte qu'il est difficile d'assurer la stabilité d'un tel processus.
Pour une bonne compréhension de la suite de la description, on désignera par (Tl), la tension du fil entre la sortie du bloqueur de torsion et l'entrée du four, par (T2) la tension du fil à la sortie du four et l'entrée de la zone de refroidissement, par (T3) la tension du fil entre la sortie de la zone de refroidissement et l'entrée de la broche de torsion, par (T4) la tension du fil entre la sortie de la broche de torsion et le deuxième organe d'appel ou délivreur.
La stabilité et l'équilibre du procédé de texturation dépendent de la valeur des tensions sus-indiquées, lesquelles dépendent de l'élasticité et de la plasticité du fil eu égard à son allongement du fait de la différence de vitesse entre le premier et deuxième appel et la répartition des écarts de tension le long du trajet du fil résultant des frottements.
Etant donné que, dans la plupart des machines de texturation, la géométrie des pistes du four et de la zone de refroidissement est figée au moment de la conception, le réglage de l'équilibre des tensions du fil dépend essentiellement de la configuration de la broche de friction et du choix des paramètres de vitesse et de température. Le réglage de l'équilibre des tensions a pour but d'obtenir le niveau requis de frisure du fil en minimisant l'usure du fil par les contacts et les frictions sur les différents composants, afin de conserver au fil une ténacité aussi haute que possible, en recherchant à effectuer ces opérations à la vitesse la plus élevée possible.
Il paraît donc important de pouvoir configurer la broche de torsion pour qu'elle confère au fil un niveau de torsion suffisant pour que le fil mémorise la frisure attendue. Une telle tension doit être parfaitement stable, ce qui est difficile à obtenir, étant donné que l'entraînement par friction n'est pas positif, étant donné que le fil glisse sur le disque.
Différentes solutions peuvent être envisagées pour ajuster la capacité d'entraînement en rotation par friction du fil par les disques.
Il est par exemple possible de faire varier le nombre de disques. Ceci multiplie le nombre de zones de contact et donc la surface sur laquelle la friction s'exerce.
Un autre moyen connu consiste à modifier le coefficient de friction entre le fil et le disque en choisissant par exemple un disque en polyuréthane qui présente un meilleur coefficient d'adhérence par rapport à un disque en céramique, ou en modifiant l'état de surface du disque.
II est également possible pour contrôler cette friction, de modifier le niveau de chevauchement des disques. En effet, plus les disques se chevauchent, plus le fil est contrait à s'enrouler autour de chacun d'eux pour le contourner, ce qui a pour effet d'augmenter à la fois la longueur et la pression du contact. Pour ajuster ce recouvrement, il faut sélectionner le diamètre des disques.
Ces différentes opérations nécessitent une intervention manuelle importante au niveau du montage et démontage des disques avec l'obligation d'augmenter le nombre de jeux de disques en stock.
Un autre moyen de régler ce recouvrement consiste à changer la distance entre les axes des disques, c'est-à-dire le côté du triangle équilatéral au sommet duquel les axes sont positionnés. La modification de l'entraxe s'effectue généralement à l'arrêt au moyen de cales ou de moyens de blocage rigides, pour permettre ensuite à la broche d'être entraînée à haute vitesse, sans vibration. Pour conserver la forme équilatérale du triangle formé par les axes, il convient de déplacer au moins deux de ces derniers, de sorte que la mécanique de mise en rotation des arbres doit permettre une telle variation d'entraxe, nécessitant des moyens de mise en œuvre complexes (système de poulies, courroies, ...).
Il résulte de ce qui précède que l'optimisation d'une broche est une opération difficile qu'il convient de réaliser pour chaque type de fil et qui nécessite des interventions lourdes sur la machine de texturation.
D'une manière importante, un autre problème connu de l'homme du métier dans le domaine des machines de texturation est la stabilité de l'équilibre de tension en cours de production.
Pour une configuration donnée, on peut régler, au moins en théorie, les tensions (Tl, T2, T3, T4), sous réserve qu'il n'y ait pas d'autres paramètres susceptibles d'influencer le processus. D'autres paramètres peuvent intervenir : * le coefficient de friction entre le fil et les différents organes de texturation qui dépend notamment :
- de la torsion du fil,
- de l'état de surface des pièces en contact, - de l'encrassement et de la pollution,
- du taux d'ensimage ;
* l'élasticité du fil qui dépend notamment :
- de son titre,
- de sa torsion, - de sa température.
Parmi d'autres inconvénients, on peut noter les instabilités cycliques dues aux influences mutuelles des paramètres entre eux provoquant des phénomènes de dérive ou de pompage. Ainsi, on observe, à partir d'une certaine vitesse, une augmentation de la torsion jusqu'au moment où la surtorsion ainsi créée provoque une baisse du coefficient de friction provoquant, inversement, un glissement du fil, et donc une diminution de la tension de la torsion jusqu'à ce que le coefficient de friction remonte, et ainsi de suite. Ce phénomène dit de « pompage » limite la montée en vitesse des machines de texturation du type fausse torsion équipées de broches de friction.
On a proposé, pour détecter et surveiller de telles instabilités ou dérives, de placer entre la broche et le deuxième système d'appel, un capteur de tension afin de mesurer la tension (T4). En effet, il a été observé qu'une partie des phénomènes exposés précédemment se traduisent par une variation de la tension (T4). Il est donc apparu important de pouvoir la surveiller et de détecter toute dérive en la comparant à des seuils minimum et maximum. En ce qui concerne les broches de tension du type de celles décrites précédemment, un des problèmes à résoudre réside dans la difficulté d'introduire le fil au centre du disque. Cette opération consiste à pousser le fil entre les disques pour le positionner au milieu du triangle formé par les axes. Bien souvent, cette opération est manuelle et est réalisée à l'aide d'un outil spécial. L'opération est complexe, de sorte qu'il est extrêmement difficile de réaliser cette opération par des moyens automatiques
Pour tenter de remédier à ces inconvénients, on a proposé une broche dite ouvrable dont l'un des axes peut s'écarter de la position de travail pour permettre l'introduction du fil. L'introduction du fil peut être manuelle et éventuellement automatisée.
A partir de l'analyse de l'état antérieur de la technique, l'invention se propose de remédier aux inconvénients précédemment développés et de résoudre le problème posé qui est de régler et de contrôler la stabilité de l'équilibre de tension d'un fil synthétique dans un process de texturation.
Pour remédier aux inconvénients précités et résoudre le problème posé, il a été conçu et mis au point un dispositif applicable dans une machine de texturation du type de celle comprenant successivement, en combinaison avec des capteurs aptes à mesurer l'état du fil :
- un organe d'appel pour le dévidage dudit fil à partir d'une bobine d'alimentation ;
- un moyen de blocage de la torsion ;
- un four ;
- une zone de refroidissement ; - une broche de friction présentant trois axes parallèles entraînés en rotation et disposés selon les trois sommets d'un triangle sensiblement équilatéral, chaque axe portant un empilage de disques séparés par des entretoises, le rayon des disques étant supérieur à la distance entre le centre desdits disques et le centre du triangle, pour permettre un chevauchement des disques ;
- un deuxième organe d'appel du fil ;
L'un au moins des axes de la broche est monté avec capacité de déplacement en étant assujetti à un moyen de commande et de positionnement pour modifier l'écartement desdits axes correspondant à une déformation du triangle en vue de réguler les tensions, rapports de tension, ou différence de tensions du fil par rapport à des valeurs nominales.
Selon une forme de réalisation avantageuse, un seul des axes est déplacé par rapport aux deux autres, de part et d'autre de sa position moyenne, de sorte que le triangle demeure sensiblement isocèle.
Pour résoudre le problème posé d'assurer un positionnement précis de l'axe mobile, le moyen de commande est un organe actionneur apte à assurer un positionnement angulaire précis de l'axe, ledit organe actionneur étant asservi par un calculateur électronique.
Selon une autre forme de réalisation, l'organe actionneur est un servomoteur ou moteur pas à pas assujetti à un système vis-écrou accouplé à l'axe mobile par une biellette.
Selon une autre caractéristique, le calculateur est assujetti aux différents capteurs mesurant l'état du fil en différents points de son parcours. Ces capteurs peuvent mesurer la tension, la température, la torsion, la frisure du fil ou toute combinaison de ces caractéristiques.
Dans une forme préférée de l'invention, ces capteurs donnent une information représentative de la tension du fil. Au moins l'un de ces capteurs est disposé entre la sortie de la broche et le deuxième organe d'appel, les autres étant disposés entre le premier organe d'appel et ladite broche, ledit calculateur effectuant, en cours de traitement, une surveillance du capteur situé à la sortie de la broche et d'au moins un des autres capteurs donnant une information représentative de la tension en la comparant aux valeurs nominales, ledit calculateur étant programmé pour effectuer des corrections de la position de l'axe mobile de ladite broche pour maintenir la différence de tension ou rapport de tension du fil entre les capteurs placés en amont de la broche et celui placé à la sortie de ladite broche, à sa valeur nominale.
La broche de friction, telle que définie, se combine avantageusement, avec une zone de refroidissement qui présente des moyens de guidage du fil dont l'un au moins est réglable en position pour modifier l'un des paramètres de la continuité de contact du fil et, d'une manière concomitante, la valeur de la tension dudit fil entre l'entrée et la sortie de ladite zone de refroidissement en vue de les ajuster par rapport à des valeurs nominales.
Selon une forme de réalisation avantageuse, les moyens de guidage du fil sont montés le long de la zone de refroidissement, de sorte qu'en passant d'un moyen à l'autre, le fil s'enroule sur la surface convexe pour que la ligne de contact dudit fil décrive une trajectoire sensiblement en hélice. Pour résoudre le problème posé d'assurer un positionnement précis du moyen de guidage du mobile, l'un des moyens de guidage est monté à l'entrée de la zone de refroidissement, l'autre étant montée à la sortie de ladite zone sensiblement en alignement, au moins un autre moyen étant monté entre les deux précédents, sur une partie de la zone de refroidissement et d'une manière décalée angulairement par rapport audit alignement, de sorte que la ligne de contact du fil décrive une trajectoire en hélice orientée dans un sens entre les moyens de guidage d'entrée et le ou les moyen(s) de guidage intermédiaire(s) et en sens inverse entre le ou lesdits moyen(s) de guidage intermédiaire(s) et les moyens de guidage de sortie.
Selon une autre forme de réalisation, le ou les moyens de guidage intermédiaire(s) est (sont) mobiles, tandis que les moyens de guidage d'entrée et de sortie, sont fixes.
Selon une autre caractéristique, les différents moyens de guidage sont portés par la surface convexe, le ou les moyen(s) de guidage mobile(s) est (sont) monté(s) sur une partie tournante de ladite surface convexe, les moyens de guidage d'entrée et de sortie étant montés sur une partie fixe de la surface convexe.
D'une manière avantageuse, pour résoudre le problème posé de contrôler la stabilité et l'équilibre de tension du fil, pour permettre de modifier la répartition des tensions entre la broche de torsion et la piste de refroidissement, le ou les moyen(s) de guidage mobile(s) est (sont) monté(s) sur la surface convexe qui est apte à être entraînée angulairement dans son ensemble, les moyens de guidage d'entrée et de sortie sont indépendant de ladite surface, pur être fixés. Il apparaît donc que la conception de la zone de refroidissement se combine avantageusement avec la broche de torsion définie précédemment.
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 à caractère schématique du principe de texturation par fausse torsion ;
- la figure 2 est, à une échelle plus importante, une vue en détails de la zone de refroidissement et de la broche ;
- la figure 3 est une vue en perspective d'une forme de réalisation de la broche ;
- la figure 4a montre la broche en position ouverte ;
- la figure 4b montre la broche en position de travail ; - la figure 4c montre le réglage ;
- la figure 5 est un exemple de réalisation du mécanisme de commande de l'un des axes de la broche.
- les figures 6a, 6b, 6c montrent l'utilisation de la zone de refroidissement selon une forme de réalisation préférée et selon lesquelles : • la figure 6a correspond à la position de lancement ;
• la figure 6b correspond à la position de travail ;
• la figure 6c montre l'ajustement par rapport à la position de travail du moyen de guidage pour modifier l'angle du fil et donc la longueur et la courbure de la ligne de contact du fil ; - la figure 7 est une vue en perspective à caractère schématique montrant un exemple de réalisation pour l'entraînement et la modification de positionnement angulaire de l'un des moyens de guidage du fil de la zone de refroidissement ; - la figure 8 est une vue semblable à la figure 4 montrant un autre mode de réalisation.
Comme le montre la figure 1, le dispositif selon l'invention est applicable à une machine de texturation du type de celle comprenant successivement, d'une manière connue, un premier organe d'appel (A) pour le dévidage du fil (H) à partir d'une bobine d'alimentation (B), un ensemble bloqueur de tension (C), un four (D), une zone de refroidissement (E), une broche de friction (H) et un deuxième organe d'appel du fil (G). Plusieurs capteurs, notamment de tension, (Tl, T2, T3, T4) peuvent être respectivement disposés à l'entrée du four (D) (capteur (Tl)), à l'entrée de la zone de refroidissement (capteur (T2)), à la sortie de la zone de refroidissement (capteur (T3)), et à la sortie de la broche de friction (F) (capteur (T4)).
On rappelle, d'une manière connue, que la différence de vitesse entre le premier organe d'appel (A) et le deuxième organe d'appel (G) détermine un taux d'étirage du fil (F), la broche (H) impose une torsion dudit fil sur lui-même. Cette torsion est obtenue par friction en appliquant le fil sur un organe en mouvement. La torsion ainsi conférée au fil se propage le long de ce dernier jusqu'au bloqueur de tension (C). Le fil ainsi retordu circule dans le four (D) supportant une température telle que sa matière retrouve une phase plastique. A cette température, le fil, sous l'effet de l'étirage, s'allonge, la torsion se traduisant par une déformation plastique s'apparentant à une frisure. Le fil est refroidi le long de la zone (E), à l'état retordu, afin de redonner à la matière sa stabilité et mémoriser ainsi l'allongement et la frisure dudit fil. Comme le montre notamment la figure 3, la broche (H) est constituée de trois axes parallèles (6, 7, 8) dont les deux premiers (6) et (7) sont fixes, le troisième (8) étant mobile. Les axes (6), (7) et (8) portent les différents disques (14) séparés par des entretoises. L'axe mobile (8) peut avoir un mouvement de translation ou, d'une manière préférée, avoir un mouvement de rotation autour d'une position moyenne de travail. Dans cette position moyenne de travail, le triangle formé par les trois axes (6, 7, 8) est sensiblement équilatéral. Le mouvement de translation ou de rotation de l'axe mobile (8) lui permet de se déplacer de quelques millimètres de part et d'autre de sa position moyenne, de sorte que le triangle formé par les trois axes devient sensiblement isocèle.
On rappelle, d'une manière connue, que le rayon des disques (14) est supérieur à a distance entre le centre desdits disques et le centre du triangle pour permettre un chevauchement des disques.
L'axe mobile (8) et la broche sont assujettis à un moyen de positionnement précis (9). Par exemple, ce moyen peut être constitué par un servomoteur ou moteur pas à pas ou d'autres types d'actionneurs de positionnements linéaires et angulaires. Par exemple, comme le montre la figure 5, l'organe actionneur est un moteur pas à pas associé à un système vis-écrou (10) (11) fixé à l'axe mobile (8) par une biellette (12).
Dans une réalisation avantageuse, le mouvement de l'axe mobile (8) peut être prolongé vers l'extérieur selon une plus grande amplitude pour faciliter l'introduction du fil dans les disques (14) soit manuellement, soit d'une manière automatique. L'insertion du fil se fait par mouvement de retour de l'axe dans sa position de travail. L'organe actionneur (9) peut assurer cette fonction. Selon une autre caractéristique, le positionnement de l'axe mobile (8) de la broche, en position de travail, est piloté par un calculateur électronique (13).
Le calculateur (13) est capable de piloter le déplacement complet de l'axe mobile (8) pour ouvrir la broche dans la phase d'enfilage du fil et de le re-positionner ensuite dans sa position nominale de travail en entraînant le fil dans son mouvement dans la broche afin de relancer la production.
Le calculateur (13) est assujetti aux différents capteurs du fil dont l'un (T4) est disposé entre la sortie de la broche (H) et le deuxième organe d'appel (G). Les autres capteurs (Tl), (T2) et (T3) sont disposés entre le premier organe d'appel (A) et ladite broche (H). Le calculateur (13) effectue, en cours de traitement, une surveillance du capteur (T4) situé à la sortie de la broche et d'au moins un des autres capteurs donnant une information représentative de la tension en la comparant aux valeurs nominales. Le calculateur (13) est programmé pour effectuer des corrections de la position de l'axe mobile (8) de ladite broche pour maintenir la différence de tension ou rapport de tension du fil entre les capteurs (Tl, T2, T3) placés en amont de la broche et celui (T4) placé à la sortie de ladite broche (H), à sa valeur nominale.
Ces corrections s'effectuent dans des plages limitées par des minimum et maximum préprogrammés correspondant à une plage normale de variation compatible avec la qualité du fil à produire. Au-delà de ces limites, le calculateur émettra une alerte ou une décision de stopper le procédé de texturation pour éviter de produire du fil dans des conditions en dehors des limites acceptables. De même, les capteurs placés sur le parcours du fil (F) peuvent être individuellement surveillés par le calculateur (13) qui peut ainsi détecter une dérive du procédé de texturation, même si le dispositif de pilotage de la position de l'axe mobile est capable de compenser en partie les effets au niveau de la zone ou piste de refroidissement. Les limites de la correction, ainsi que les seuils minimaux et maximaux des autres capteurs sont choisis par l'utilisateur pour permettre de compenser des variations tolérées de titre de fil, de taux d'étirage ou taux d'ensimage des matières premières, ainsi que des variations des conditions de fonctionnement, en réduisant les variations de qualité du fil qui en résulte.
A l'intérieur de ces mêmes limites, le calculateur est apte à stabiliser les variations cycliques de tension et donc de repousser l'amorçage des phénomènes de pompage et par conséquent d'augmenter les vitesses de production.
D'une manière avantageuse, la broche de friction (H) telle que définie et illustrée est avantageusement combinée avec une zone de refroidissement (E) qui présente des moyens de guidage du fil (2a, 2b, 2c) dont l'un au moins est réglable en position pour modifier l'un des paramètres de la continuité du contact du fil et, d'une manière concomitante, la valeur de la tension dudit fil entre l'entrée et la sortie de ladite zone de refroidissement (E) en vue de les ajuster par rapport à des valeurs nominales (figures 2, 6a, 6b, 6c, 7 et 8).
Comme le montre notamment la figure 2, la zone de refroidissement
(E) est constituée d'une surface sur laquelle le fil (F) est plaqué, sa face étant conçue de sorte que la ligne de contact entre le fil et cette dernière soit sensiblement convexe pour assurer la continuité du contact sous l'effet de la tension du fil. Par exemple, la zone de refroidissement est constituée d'au moins un cylindre (1). En combinaison avec le cylindre de refroidissement (1), sont convenablement montés des organes de guidage (2a, 2b, 2c) du fil (F), par exemple sous forme de barreaux en céramique. Les organes de guidage (2a, 2b, 2c) sont disposés de manière à ce qu'en passant d'un organe de guidage à l'autre, le fil s'enroule sur le cylindre (1) pour que la ligne de contact suive ledit cylindre selon une forme sensiblement en hélice par exemple (figures 6a, 6b, 6c). Selon ce mode de réalisation, l'un des organes (2a) peut être disposé à l'entrée du cylindre de refroidissement (1), l'autre organe (2c) étant disposé à la sortie du cylindre, tandis que l'organe (2b) est disposé entre les deux précédents, en étant décalé angulairement par rapport à l'axe (X-X') du cylindre. Il en résulte que la ligne de contact délimite une trajectoire en hélice dans un sens entre l'organe de guidage (2a) et l'organe de guidage intermédiaire (2c), et en sens inverse entre ledit organe de guidage intermédiaire (2b) et l'organe de guidage (2c).
Selon une caractéristique à la base de l'invention, l'un au moins des organes de guidage (2b) est réglable en position pour modifier l'un des paramètres de la continuité de contact du fil et, d'une manière concomitante, la valeur de la tension de ce dernier entre l'entrée et la sortie du cylindre de refroidissement (1) en vue de les ajuster par rapport à des valeurs nominales. Autrement dit, l'un des organes de guidage (2b) est assujetti à des moyens pour être déplacé angulairement par rapport aux deux autres organes (2a) et (2c), de façon à modifier l'angle de l'hélice et par conséquent la longueur et la courbure de la ligne de contact de ses différents organes de guidage. Selon une réalisation préférée mais qui ne doit cependant pas être considéré comme rigoureusement limitative, l'organe intermédiaire de guidage (2b) est rendu mobile tandis que les deux autres organes de guidage à l'entrée (2a) et à la sortie (2b) du cylindre (1) sont rendus fixes.
Par exemple, selon un mode d'exécution, les différents organes de guidage (2a, 2b, 2c) sont portés par le cylindre (1), l'organe de guidage mobile (2b) est monté sur une partie tournante du cylindre (1) constitué par exemple par une bague (3), les moyens de guidage d'entrée (2a) et de sortie (2c) sont montés sur une partie fixe du cylindre (1) (figure 8).
Selon un autre mode de réalisation, le moyen de guidage mobile (2b) est monté sur le cylindre (1) qui est apte à être entraîné angulairement dans son ensemble. Les moyens de guidage d'entrée (2a) et de sortie (2c) sont indépendants du cylindre (1) pour être fixes.
La partie tournante recevant le moyen de guidage mobile (2b) est assujettie à un organe actionneur (4) apte à assurer un positionnement angulaire précis sur l'organe de guidage correspondant (figure 7). Cet organe actionneur peut être constitué par un actuateur, un servomoteur, un moteur pas à pas, .... L'organe actionneur (4) est asservi au calculateur électronique (13), assujetti aux différents capteurs de tension (Tl, T2, T3, T4) (figure 1).
Les avantages ressortent bien de la description.

Claims

R E V E N D I C A T I O N S
-1- Dispositif de réglage et de contrôle de la stabilité de l'équilibre de tension d'un fil synthétique en cours de production d'une machine de texturation du type de celle comprenant successivement, en combinaison avec des capteurs aptes à mesurer l'état du fil (Tl, T2, T3, T4) :
- un organe d'appel (A) pour le dévidage dudit fil à partir d'une bobine d'alimentation (B) ; - un moyen de blocage de la torsion (C) ;
- un four (D) ;
- une zone de refroidissement (E) ;
- une broche de friction (H) présentant trois axes parallèles (6, 7, 8) entraînés en rotation et disposés selon les trois sommets d'un triangle sensiblement équilatéral, chaque axe portant un empilage de disques
(14) séparés par des entretoises, le rayon des disques étant supérieur à la distance entre le centre desdits disques et le centre du triangle, pour permettre un chevauchement des disques ;
- un deuxième organe d'appel du fil ; caractérisé en ce que l'un au moins des axes (8) de la broche est monté avec capacité de déplacement en étant assujetti à un moyen de commande et de positionnement (9) pour modifier l'écartement desdits axes correspondant à une déformation du triangle en vue de réguler les tensions, rapports de tension, ou différence de tensions du fil par rapport à des valeurs nominales.
-2- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un seul des axes est déplacé par rapport aux deux autres, de part et d'autre de sa position moyenne, de sorte que le triangle demeure sensiblement isocèle. -3- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de commande (9) est un organe actionneur apte à assurer un positionnement angulaire précis de l'axe, ledit organe actionneur (9) étant asservi par un calculateur électronique (13).
-4- Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'organe actionneur (9) est un servomoteur ou moteur pas à pas assujetti à un système vis-écrou (10) - (11) accouplé à l'axe mobile (8) par une biellette (12).
-5- Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le calculateur (13) est assujetti aux différents capteurs aptes à mesurer l'état du fil dont l'un (T4) est disposé entre la sortie de la broche (H) et le deuxième organe d'appel (G), les autres (Tl), (T2) et (T3) étant disposés entre le premier organe d'appel (A) et ladite broche (H), ledit calculateur (13) effectuant, en cours de traitement, une surveillance du capteur (T4) situé à la sortie de la broche et d'au moins un des autres capteurs donnant une information représentative de la tension en la comparant aux valeurs nominales, ledit calculateur (13) étant programmé pour effectuer des corrections de la position de l'axe mobile (8) de ladite broche pour maintenir la différence de tension ou rapport de tension du fil entre les capteurs placés en amont de la broche et celui placé à la sortie de ladite broche, à sa valeur nominale.
-6- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la zone de refroidissement (G) délimite une surface sur laquelle est plaqué le fil (F), de sorte que la ligne de contact entre ledit fil et ladite surface soit, essentiellement, convexe pour assurer la continuité du contact sous l'effet de la tension du fil et présente des moyens de guidage du fil (2a, 2b, 2c) dont l'un au moins est réglable en position pour modifier l'un des paramètres de la continuité de contact du fil et, d'une manière concomitante, la valeur de la tension dudit fil entre l'entrée et la sortie de ladite zone de refroidissement (E) en vue de les ajuster par rapport à des valeurs nominales.
-7- Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens de guidage du fil (2a, 2b, 2c) sont montés le long de la zone de refroidissement, de sorte qu'en passant d'un moyen à l'autre, le fil s'enroule sur la surface convexe pour que la ligne de contact dudit fil décrive une trajectoire sensiblement en hélice.
-8- Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'un des moyens de guidage (2a) est monté à l'entrée de la zone de refroidissement, l'autre étant monté à la sortie de ladite zone sensiblement en alignement, au moins un autre moyen étant monté entre les deux précédents, sur une partie de la zone de refroidissement et d'une manière décalée angulairement par rapport audit alignement, de sorte que la ligne de contact du fil décrive une trajectoire en hélice orientée dans un sens entre les moyens de guidage d'entrée et le ou les moyen(s) de guidage intermédiaire(s) et en sens inverse entre le ou lesdits moyen(s) de guidage intermédiaire(s) et les moyens de guidage de sortie.
-9- Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que le ou les moyens de guidage intermédiaire(s) (2b) est (sont) mobiles, tandis que les moyens de guidage d'entrée (2a) et de sortie (2e), sont fixes.
-10- Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que les différents moyens de guidage sont portés par la surface convexe, le ou les moyen(s) de guidage mobile(s) (2b) est (sont) monté(s) sur une partie tournante de ladite surface convexe, les moyens de guidage d'entrée (2a) et de sortie (2c) étant montés sur une partie fixe de la surface convexe.
-11- Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que le ou les moyen(s) de guidage mobile(s) (2b) est (sont) monté(s) sur la surface convexe qui est apte à être entraîné angulairement dans son ensemble, les moyens de guidage d'entrée (2a) et de sortie (2c) sont indépendants de ladite surface, pour être fixes.
-12- Dispositif selon les revendications 5 et 11, caractérisé en ce que la partie tournante recevant le ou les moyens de guidage mobile est assujettie à un organe actionneur apte à assurer un positionnement angulaire précis, ledit organe actionneur étant asservi au calculateur électronique.
-13- Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que le calculateur est assujetti aux différents capteurs de tension du fil en étant programmé pour effectuer les corrections, soit :
- de la position de l'axe mobile de la broche de friction pour maintenir la tenson du fil à l'entrée de ladite broche ;
- de la différence ou rapport de tension du fil entre des capteurs placés en amont de la zone de refroidissement et de capteur placés en aval de ladite zone ;
- de la différence ou rapport de tension du fil entre des capteurs placés en amont de la broche de friction et au moins un capteur placé à la sortie de ladite broche. -14- Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que la zone de refroidissement est constituée par au moins un ensemble rectiligne de forme allongée de section transversale convexe notamment cylindrique.
-15- Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens de guidage fixes et mobiles, sont constitués par des barreaux, notamment en céramique.
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