| JP58098436 | PREPARATION OF FANCY YARN |
| JP2010024601 | TIRE CORD AND TIRE USING THE SAME |
| JP2006132010 | KNIT FABRIC EXCELLENT IN AIR PERMEABILITY |
BONNEFOY, Alain (6 rue Emile Expert, Valence, F-26000, FR)
MATAS, Carlos (9 Allée Katia et Maurice Kraft, Valence, F-26000, FR)
BONNEFOY, Alain (6 rue Emile Expert, Valence, F-26000, FR)
| R E V E N D I C A T I O N S 1. Procédé de transformation de fils par double torsion ou câblage direct dans lequel au moins un des fils (F) est mis en rotation au moyen d'une broche (3) et forme un ballon (6) autour d'un pot ou d'un berceau (7) contenant un système de dévidage ou de renvidage (12), (13), et dans lequel le fil (F) est guidé sur au moins l'un des cotés du ballon (6) par un canal radial (4 et/ou 14) prolongé dans un bras ou un disque mis en rotation solidairement avec la broche (3), caractérisé en ce que : - on forme le ballon (6) en adoptant une trajectoire curviligne, sans s'enrouler sur une réserve ; - on entraîne positivement le fil par deux systèmes (1, 8) à vitesse contrôlée (Vl, V2), l'un en amont et l'autre en aval du ballon (6) ; - en dehors des phases de démarrages et d'arrêt, on ajuste en permanence la vitesse (Vl ou V2) de l'un au moins des deux systèmes d'entraînement (1 ou 8) du fil (F) pour maintenir le diamètre (D) du ballon à une valeur de consigne ou entre deux valeurs mini / maxi paramétrées. 2. Procédé de transformation selon la revendication 1, caractérisé en ce que, en dehors des phases de démarrage et d'arrêt et lorsque vitesse de production est stabilisée, l'un des deux systèmes d'entraînement (1 ou 8) du fil (F) est piloté pour obtenir une vitesse constante (Vl ou V2), qui détermine, en rapport avec la vitesse de rotation de la broche, la torsion, en nombre de tours par mètre, conféré au fil par le procédé. 3. Procédé de transformation selon la revendication 2, caractérisé en ce que, en dehors des phases de démarrage et d'arrêt et lorsque vitesse de production est stabilisée, le système d'entraînement (1) disposé en amont du ballon (3) est piloté à une vitesse (Vl) fixe, et le système d'entraînement (8) disposé en aval du ballon (6) est piloté à une vitesse (V2) ajustable, laquelle vitesse (V2) : - augmente lorsque la grandeur représentative du diamètre maximal (D) du ballon est supérieure à la valeur de consigne et/ou à la valeur maximale paramétrée ; - diminue lorsque la grandeur représentative du diamètre maximal (D) du ballon est inférieure à la valeur de consigne et/ou à la valeur minimale paramétrée. 4. Procédé de transformation selon la revendication 2, caractérisé en ce que, en dehors des phases de démarrage et d'arrêt et lorsque vitesse de production est stabilisée, le système d'entraînement (8), disposé en aval du ballon (6) est piloté à vitesse (V2) fixe, et le système d'entraînement (1), disposé en amont du ballon (3), est piloté à une vitesse (Vl) ajustable, laquelle vitesse (Vl) : - diminue lorsque la grandeur représentative du diamètre maximal (D) du ballon (6) est supérieure à la valeur de consigne et/ou à la valeur maxi paramétrée ; - augmente lorsque la grandeur représentative du diamètre maximal (D) du ballon (6) est inférieure à la valeur de consigne et/ou à la valeur mini paramétrée. 5. Procédé de transformation selon la revendication 1, caractérisé en ce que, en dehors des phases de démarrage , la vitesse de production est variable, et au moins l'un des deux systèmes d'entraînement (1 ou 8) du fil (F) est piloté pour obtenir une vitesse (Vl ou V2) qui détermine, en rapport avec la vitesse de rotation (N) de la broche (3), la torsion, en nombre de tours par mètre, conféré au fil par le procédé. 6. Procédé de transformation selon la revendication 5, caractérisé en ce que, le système d'entraînement (1) disposé en amont du ballon et le système d'entraînement (8) disposé en aval du ballon (6) sont pilotés à des vitesses ajustables, telles que la valeur relative de la différence « vitesse du système (8) placé en aval moins vitesse du système (1) placé en amont » (V2- Vl): augmente lorsque la grandeur représentative du diamètre maximal (D) du ballon (6) est supérieure à la valeur de consigne et/ou à la valeur maximale paramétrée ; - diminue lorsque la grandeur représentative du diamètre maximal (D) du ballon (6) est inférieure à la valeur de consigne et/ou à la valeur minimale paramétrée. 7. Procédé de transformation selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que, en dehors des phases de démarrage et d'arrêt, les corrections positives ou négatives de vitesses (Vl ou V2) appliquées au(x) système(s) d'entraînement (1 et/ou 8) pour maintenir le diamètre (D) du ballon (6) à une valeur de consigne ou entre deux valeurs mini / maxi paramétrées sont calculées à partir de la mesure de la grandeur représentative du diamètre moyennée sur un temps représentant plusieurs tours de la broche. 8. Procédé de transformation selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que, en dehors des phases de démarrage et d'arrêt, les corrections positives ou négatives de vitesses (Vl ou V2) appliquées au(x) système(s) d'entraînement (1 et/ou 8) pour maintenir le diamètre (D) du ballon (6) à une valeur de consigne ou entre deux valeurs mini / maxi paramétrées sont comprises entre 0 % et 3 % de sa vitesse. 9. Procédé de transformation selon la revendication 8, caractérisé en ce que, les corrections positives ou négatives sont effectuées par incrément fixe entre 0 % et 3 % de sa vitesse. 10. Procédé de transformation selon la revendication 8, caractérisé en ce que, les corrections positives ou négatives sont proportionnelles à l'écart entre la valeur mesurée et la valeur cible représentative du diamètre du ballon, et plafonnées à une valeur fixe compris entre 0 % et 3 % de sa vitesse. 1 1. Dispositif de transformation de fils par double torsion ou câblage direct dans lequel au moins un des fils (F) est mis en rotation au moyen d'une broche (3) et un ballon (6) autour d'un pot ou d'un berceau fixe (7), contenant un système de dévidage ou de renvidage (12), (13) et deux éléments de guidage du fil (F), l'un en amont, l'autre en aval du ballon (6) et dont au moins un est en forme de canal radial (4 ou 14), solidaire de la broche (3) et tournant avec elle, le fil (F) passant de l'un à l'autre de ces deux éléments, caractérisé en ce qu'il comporte : - deux systèmes (1, 8) d'entraînement du fil (F), l'un disposé en amont et l'autre en aval du ballon (6), assujettis à un système de pilotage (23, 24), l'un au moins des systèmes d'entraînement (1, 8) étant piloté selon une consigne de vitesse ajustable ; un moyen de mesurer le diamètre maximal (D) du ballon (6), et/ou d'obtenir une grandeur représentative du diamètre maximale (D) du ballon ; - un système de commande (UC) programmé pour effectuer des corrections sur la consigne de la (ou des) vitesse(s) ajustable(s) du (ou des) système(s) d'entraînement (1, 8), pour que, en dehors des phases de démarrages et d'arrêt, la ou les vitesse(s) qui est (sont) ajustable soit (soient) ajustée(s) en permanence pour maintenir le diamètre maximal (D) du ballon (6) à une valeur de consigne ou entre deux valeurs mini / maxi paramétrées. -12- Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que le pot ou le berceau (7) qui contient le système de dévidage ou de renvidage (12,13) de la bobine (11), est entouré par un ou plusieurs anneaux (15) coaxiaux avec la broche, servant à guider le fil (F) lorsque la broche est à l'arrêt et tant que la vitesse de production de broche n'est pas atteinte et que le ballon (6) n'a pas atteint sa forme et son diamètre nominal sous l'effet de la force centrifuge. 13. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que le fil (F) qui forme le ballon (6) est guidé par le (ou les) élément(s) de guidage en forme de canal radial (4, 14) jusqu'à un diamètre sensiblement inférieur au diamètre maximal (D) du ballon (6). 14. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que l'extrémité du canal radial (4 et/ou 14), à partir duquel le fil (F) forme le ballon (6) sans s'enrouler sur une réserve, est située à un diamètre compris entre 40% et 80% du diamètre maximal (D) du ballon. 15. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que le moyen de mesurer le diamètre maximal (D) ou une grandeur représentative du diamètre maximal (D) du ballon est constitué par un capteur (16) de tension du fil (F) disposé entre le dispositif d'entraînement (1) du fil (F) placé en amont du ballon (6) et l'entrée de la broche (3). 16. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que le moyen de mesurer le diamètre maximal (D) ou une grandeur représentative du diamètre maximal (D) du ballon est constitué par un capteur (16) de tension du fil (F) disposé entre la sortie de la broche (3) et le dispositif d'entraînement (8) du fil (F) placé en aval du ballon (6). 17. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que le moyen de mesurer le diamètre maximal (D) ou une grandeur représentative du diamètre maximal (D) du ballon est une mesure de la puissance, ou du couple, absorbée par le ou les moteurs pour l'entraînement en rotation de la broche (3) et avec elle du ballon (6), ou une mesure du courant absorbé par le ou les moteur(s) pour l'entraînement de la broche (3). 18. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que le moyen de mesurer le diamètre maximal (D) ou une grandeur représentative du diamètre maximal (D) du ballon est composé d'au moins deux « barrières optiques », constitués par une source lumineuse (18) et un détecteur photosensible (19) entre lesquels un faisceau lumineux (17) est établi, dont on détecte l'interruption par le passage du fil (F) du ballon (6). 19. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que le moyen de mesurer le diamètre maximal (D) ou une grandeur représentative du diamètre maximal (D) du ballon est constitué par un capteur optique de type CCD (20) linaire ou matricielle associé à une source lumineuse (21) en forme de rayon (par exemple LED ou laser), ledit capteur optique (20) localise le point (22) de lumière réfléchie par le fil (F) lorsqu'il traverse ledit rayon lumineux. 20. Dispositif selon la revendication 11 , caractérisé en ce que le moyen de mesurer le diamètre maximal (D) ou une grandeur représentative du diamètre maximal (D) du ballon est constitué par un capteur optique de type CCD matriciel associé à une source lumineuse stroboscopique synchronisée avec la rotation de la broche, ledit capteur optique localisant l'image et donc la forme du fil formant le ballon lorsqu'il est éclairé par l'éclair. 21. Dispositif selon la revendication 11 , caractérisé en ce que le moyen de mesurer le diamètre maximal (D) ou une grandeur représentative du diamètre maximal (D) du ballon est constitué par un capteur acoustique disposé à proximité du ballon et détectant l'intensité et/ou la forme de l'onde de pression formée par la tramée aérodynamique du fil lors de son passage. 22. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que le moyen de mesurer le diamètre maximal (D) ou une grandeur représentative du diamètre maximal (D) du ballon est constitué par un capteur de force ou de vibration, associé à un élément mécanique disposé tangentiellement à la surface du ballon, détectant le contact dudit ballon sur ledit élément. |
L'invention se rattache au secteur technique des machines de transformation de fils textiles.
On peut citer par exemple les machines de transformation des fils par torsion sur eux-mêmes ou par enroulement les uns sur les autres basées sur la rotation d'une broche, la torsion ou l'enroulement étant réglé par le rapport entre la vitesse de rotation de la broche et la vitesse d'avancement du ou des fils.
L'invention concerne plus particulièrement les procédés de production de fils résultant de l'assemblage par torsion, câblage ou guipage de plusieurs fils dont au moins l'un des fils mis en rotation par la broche, tourne autour d'un organe en formant autour de ce dernier un « ballon ». Par simplification, dans ce qui suit, on désignera par « fil » (F) un fil simple ou plusieurs fils assemblés préalablement, et par « ballon » la trajectoire adoptée par le fil dans son mouvement de rotation autour d'un organe ou l'espace délimité par cette trajectoire lorsque le fil tourne.
L'invention concerne plus particulièrement :
- Les systèmes de double torsion ou de câblage direct, tels qu'illustrés figure 1, pour lesquels le ballon (6) entoure un pot ou berceau fixe (7) à l'intérieur duquel est disposé une ou des bobines alimentaires du fil
(11) à transformer.
- Les systèmes d'assemblage par double torsion et renvidage, tels qu'illustrés figure 2, désignés par « broches renvideuses » selon lesquels le ballon (6) tourne autour d'un pot ou berceau fixe (7) à l'intérieur duquel est disposé un système de renvidage (12, 13) du fil transformé sur une bobine (11).
Dans les deux cas, le fil (F) est mis en rotation au moyen d'une broche (3), dans laquelle il rentre par un canal axial (2) et ressort par un canal radial
(4) pour rejoindre un élément de guidage (10 ou 14), fixe ou tournant à la même vitesse que la broche. Sous les effets combinés de la force centrifuge, de sa tension et de la résistance de l'air, le fil (F) adopte, dans sa rotation, une trajectoire délimitant un volume de révolution que l'on désigne par « ballon » (6).
Dans tous les cas, le système est équipé de moyens connus par l'homme de métier tel des freins, cabestans, délivreurs... (1, 8) aptes à le faire avancer le fil (F) à une vitesse déterminée, et à le dévider et/ou le renvider sous des tensions réglables et/ou contrôlées.
Le problème que se propose de résoudre l'invention est de former un ballon (6) de forme optimisée et stable.
Selon la forme la plus courante de réalisation des procédés, comme cela est illustré figure 1, le canal radial (4) de la broche (3) débouche sur une partie (5) cylindrique ou conique sur laquelle le fil (F) s'enroule avant de la quitter pour former le ballon (6), en adoptant une trajectoire incurvée. La partie cylindrique ou conique (5), désignée par l'homme de métier par le terme de « réserve » ou « magasin », contribue à assurer la stabilité du ballon (6).
Un premier désavantage de cette solution est que le réglage de l'équilibre doit être fait pour chaque type ou titre de fil et chaque vitesse de production. Les brevets GB0982865, GBl 132892 ou DE3130614 proposent des moyens de résoudre ce problème, sans y parvenir de façon satisfaisant.
Un deuxième désavantage d'une telle solution est que, pour un volume déterminé pour y loger la bobine (1 1) et son système de dévidage ou de renvidage, la forme de type tronc toroïdale ou ogivale du ballon (6) déterminé par la trajectoire curviligne du fil (F), impose un diamètre extérieur et un volume élevé, et par conséquent des forces centrifuges, des tensions, des pertes aérodynamiques, une consommation d'énergie et un encombrement élevés.
Pour les broches renvideuses telles qu'illustrées figure 2, pour lesquelles le volume du système de renvidage (12, 13) à loger dans le ballon (6) est élevé, il a été proposé de guider le ballon (6) entre des anneaux ou des surfaces cylindriques telles qu'illustrée dans les brevets US2487838 ou GB948845, mais un tel système endommage le fil par friction à haute vitesse. Il a aussi été proposé, de guider le fil (F) par des canaux radiaux (4, 14) se prolongeant dans des bras ou des disques, placés de part et d'autre du système de renvidage (12, 13), lesquels bras étant mis en rotation à la même vitesse, et le fil (F) passant d'un bras à l'autre d'une façon sensiblement rectiligne, sans s'enrouler sur une « réserve ». Pour que le fil (F) ne prenne pas une forme curviligne sous l'effet de la force centrifuge, il est maintenu sous une tension élevée, par exemple grâce au dispositif d'entraînement (1) disposés en amont de l'entrée de la broche agissant en frein. Il en résulte que l'espace délimité par le fil (F) en rotation a une forme proche d'un cylindre qui est plus avantageuse. Mais une telle solution impose que les bras ou disques portant les éléments de guidage du fil (F) atteignent un diamètre sensiblement égal à celui du ballon, ce qui crée des contraintes mécaniques et une consommation d'énergie élevée. De plus, il est nécessaire d'appliquer au fil une tension élevée qui tend à l'endommager.
L'invention à pour but de remédier à ces inconvénients.
L'invention porte sur un procédé de transformation de fils par double torsion ou câblage direct dans lequel au moins un des fils est mis en rotation au moyen d'une broche et forme un ballon autour d'un pot ou d'un berceau contenant un système de dévidage ou de renvidage, et dans lequel le fil qui forme le ballon est guidé sur au moins l'un des cotés du ballon par un canal radial prolongé dans un bras ou un disque en rotation avec la broche.
Selon l'invention : on forme le ballon en adoptant une trajectoire curviligne, sans s'enrouler sur une réserve ; on entraîne positivement le fil par deux systèmes à vitesse contrôlée, l'un en amont et l'autre en aval du ballon, - en dehors des phases de démarrages et d'arrêt, on ajuste en permanence la vitesse de l'un au moins des deux systèmes d'entraînement du fil pour maintenir le diamètre du ballon à une valeur de consigne ou entre deux valeurs mini / maxi paramétrées.
Selon l'invention, le fil est guidé par un (ou des) élément(s) de guidage en forme de canal radial jusqu'à un diamètre sensiblement inférieur au diamètre maximal du ballon. De préférence, l'extrémité du canal radial, à partir duquel le fil forme le ballon sans s'enrouler sur une réserve est située à un diamètre compris entre 40% et 80% du diamètre maximal du ballon. Selon un premier mode de réalisation de l'invention, en dehors des phases de démarrage et d'arrêt et lorsque vitesse de production est stabilisée, l'un des deux systèmes d'entraînement du fil est piloté pour obtenir une vitesse constante, qui détermine, en rapport avec la vitesse de rotation de la broche, la torsion, en nombre de tours par mètre, conféré au fil par le procédé.
Selon ce premier mode de réalisation de l'invention, en dehors des phases de démarrage et d'arrêt et lorsque vitesse de production est stabilisée, le système d'entraînement disposé en amont du ballon est à vitesse fixe, et le système d'entraînement disposé en aval du ballon est piloté à une vitesse ajustable, laquelle vitesse :
- augmente lorsque la grandeur représentative du diamètre maximal du ballon est supérieure à la valeur de consigne et/ou à la valeur maximale paramétrée;
- diminue lorsque la grandeur représentative du diamètre maximal du ballon est inférieure à la valeur de consigne et/ou à la valeur minimale paramétrée.
Selon une variante de ce premier mode de réalisation de l'invention, en dehors des phases de démarrage et d'arrêt et lorsque vitesse de production est stabilisée, le système d'entraînement disposé en aval du ballon est à vitesse fixe, et le système d'entraînement disposé en amont du ballon est piloté à une vitesse ajustable, laquelle vitesse - diminue lorsque la grandeur représentative du diamètre maximal du ballon est supérieure à la valeur de consigne et/ou à la valeur maxi paramétrée; - augmente lorsque la grandeur représentative du diamètre maximal du ballon est inférieure à la valeur de consigne et/ou à la valeur mini paramétrée.
Selon un deuxième mode de réalisation, en dehors des phases de démarrage et d'arrêt, la vitesse de production est variable, et au moins l'un des deux systèmes d'entraînement du fil est piloté pour obtenir une vitesse qui détermine, en rapport avec la vitesse de rotation de la broche, la torsion, en nombre de tours par mètre, conféré au fil par le procédé.
Selon ce deuxième mode de réalisation de l'invention, en dehors des phases de démarrage et d'arrêt, le système d'entraînement disposé en amont du ballon et le système d'entraînement disposé en aval du ballon sont pilotés à des vitesses ajustables, telles que la valeur relative de la différence « vitesse du système placé en aval moins vitesse du système placé en amont »:
- augmente lorsque la grandeur représentative du diamètre maximal du ballon est supérieure à la valeur de consigne et/ou à la valeur maximale paramétrée;
- diminue lorsque la grandeur représentative du diamètre maximal du ballon est inférieure à la valeur de consigne et/ou à la valeur minimale paramétrée.
Selon un perfectionnement de l'invention, en dehors des phases de démarrage et d'arrêt, les corrections positives ou négatives de vitesses appliquées au(x) système(s) d'entraînement pour maintenir le diamètre du ballon à une valeur de consigne ou entre deux valeurs mini / maxi paramétrées sont calculées à partir de la mesure de la grandeur représentative du diamètre moyennée sur un temps représentant plusieurs tours de la broche. Selon un autre perfectionnement de l'invention, en dehors des phases de démarrage et d'arrêt, les corrections positives ou négatives de vitesses appliquées au(x) système(s) d'entraînement pour maintenir le diamètre du ballon à une valeur de consigne ou entre deux valeurs mini / maxi paramétrées sont comprises entre 0 % et 3 % de la vitesse.
Selon une variante de ce dernier perfectionnement de l'invention, les corrections positives ou négatives sont effectuées par incrément fixe entre 0 % et 3 % de la vitesse.
Selon une autre variante de ce dernier perfectionnement de l'invention, les corrections positives ou négatives sont proportionnelles à l'écart entre la valeur mesurée et la valeur de consigne représentative du diamètre du ballon, et plafonnées à une valeur fixe compris entre 0 % et 3 % de la vitesse.
L'invention porte également sur un dispositif de transformation des fonctions par double torsion ou câblage direct dans lequel, au moins un des fils est mis en rotation par une broche pour former un ballon autour d'un pot ou d'un berceau fixe, ledit dispositif présentant :
- deux systèmes d'entraînement du fil, l'un disposé en amont et l'autre en aval du ballon, assujettis à un système de pilotage, l'un au moins des dispositifs d'entraînement étant piloté selon une consigne de vitesse ajustable ; - un moyen de mesurer le diamètre maximal du ballon, et/ou d'obtenir une grandeur représentative du diamètre maximale du ballon ;
- un système de commande programmé pour effectuer des corrections sur la consigne de la (ou des) vitesse(s) ajustable(s) du (ou des) système(s) d'entraînement, pour que, en dehors des phases de démarrages et d'arrêt, la ou les vitesse(s) qui est (sont) ajustable soit (soient) ajustée(s) en permanence pour maintenir le diamètre maximal du ballon à une valeur de consigne ou entre deux valeurs mini / maxi paramétrées.
Selon l'invention, comme il sera indiqué dans la suite de la description, différents moyens de mesure du diamètre maximal du ballon ou de mesure d'une grandeur représentative du diamètre maximal du ballon peuvent être envisagés.
L'invention sera mieux comprise en se reportant aux illustrations suivantes.
- La figure 1 présente une vue à caractère schématique du procédé de câblage direct selon l'art antérieur. - La figure 2 présente une vue à caractère schématique du procédé de double torsion ou de câblage au moyen d'une broche renvideuse selon l'art antérieur.
- La figure 3 présente une vue à caractère schématique du procédé de double torsion ou de câblage au moyen d'une broche renvideuse selon l'invention.
- La figure 4 présente un exemple de mode de réalisation du système de contrôle apte à réaliser l'invention.
- Les figures 5, 6 montrent des exemples de mode de mesure du diamètre du ballon au moyen de barrières optiques. - La figure 7 montre un exemple de mode de mesure de diamètre du ballon avec un capteur type CCD. Pour une meilleure compréhension de la suite de la description, les mêmes repères que ceux utilisés pour illustrer l'art antérieur sont utilisés selon les différentes formes de réalisation de l'invention.
Le terme « diamètre maximal » (D) du ballon (6) ou « valeur représentative du diamètre maximal » (D) du ballon désigne le diamètre maximal, ou tout diamètre mesuré ou évalué dans la zone où il est proche de sa valeur maximale, ou toute valeur corrélée avec ce diamètre.
L'invention porte donc sur un procédé de transformation de fils par double torsion ou câblage direct dans lequel au moins un des fils (F), est mis en rotation au moyen d'une broche (3) à une vitesse (N), et forme un ballon (6) autour d'un pot ou d'un berceau (7) contenant un organe de dévidage ou de renvidage d'une bobine (11), dans lequel : - le fil (F) est guidé sur au moins l'un des cotés du ballon (7) par un élément tournant présentant un canal radial (4, 14) prolongé dans un bras ou un disque en rotation;
- le fil (F) forme le ballon (6) en adoptant une trajectoire curviligne, sans s'enrouler sur une réserve; - le fil (F) est entraîné par deux systèmes d'entraînement à vitesses contrôlées (Vl, V2), l'un (1) en amont et l'autre (8) en aval du ballon
(7);
- en dehors des phases de démarrage et d'arrêt, la vitesse (Vl ou V2) de l'un au moins des deux systèmes d'entraînement (1, 8) du fil (F) est ajustée en permanence pour maintenir le diamètre maximal (D) du ballon (6) à une valeur de consigne ou entre deux valeurs mini / maxi paramétrées. Selon l'invention, le (ou les) élément(s) de guidage (4, 14) en forme de canal radial, guide(nt) le fil (F) jusqu'à un diamètre sensiblement inférieur au diamètre maximal (D) du ballon. De préférence, l'extrémité du canal radial (4, 14), à partir duquel le fil (F) forme le ballon (6) sans s'enrouler sur une réserve, est située sur un diamètre compris entre 40% et 80% du diamètre maximal (D) dudit ballon (6).
Selon une caractéristique importante de l'invention, le pot ou le berceau (7) qui contient le dispositif de dévidage ou de renvidage (12,13) de la bobine (11), est entouré par un ou plusieurs anneaux (15) coaxiaux avec la broche, servant à guider le fil (F), tant que la vitesse de production de broche n'est pas atteinte et que le ballon (6) n'a pas atteint sa forme et son diamètre nominal sous l'effet de la force centrifuge. La surface extérieure desdits anneaux est polie et/ou revêtue d'un traitement de surface pour permettre au fil (F) de glisser en minimisant les frictions et l'abrasion au cours des phases d'accélération et de décélération.
Selon un premier mode de réalisation, en dehors des phases de démarrage et d'arrêt et lorsque vitesse de production est stabilisée, l'un des deux systèmes d'entraînement du fil (1 ou 8) est piloté pour obtenir une vitesse (Vl ou V2) constante, qui détermine, en rapport avec la vitesse de rotation (N) de la broche (3), la torsion, en nombre de tours par mètre, conféré au fil (F) par le procédé. Cette vitesse constante peut être obtenue, par exemple, par un variateur de vitesses (23 ou 24) effectuant d'asservissement en boucle fermée de la vitesse sur une consigne constante.
Théoriquement, pour une forme de ballon (6) parfaitement stabilisée, la vitesse du deuxième système d'entraînement (1 ou 8) du fil (F) devrait être exactement égale à celle du premier, pour que la longueur de fil (F) entre les deux systèmes d'entraînement (1 et 8) soit constante. En pratique, du fait de l'incertitude des vitesses en raison des tolérances de fabrication des systèmes, des erreurs des systèmes d'asservissement en vitesse, des micro-glissements du fil (F) dans ces dispositifs, il est impossible de maintenir un tel système dans un état de fonctionnement parfaitement constant, et il en résulte que le diamètre maximal (D) du ballon (6) tend à dériver, c'est à dire augmenter ou diminuer jusqu'à créer un disfonctionnement. Pour palier à cette dérive, selon l'invention, la vitesse (Vl ou V2) du deuxième système d'entraînement (1 ou 8) à une vitesse ajustable.
Cette vitesse ajustable peut être obtenue, par exemple par un variateur de vitesses (23 ou 24) effectuant un asservissement en boucle fermée de la vitesse sur une consigne ajustable.
Selon ce premier mode de réalisation de l'invention, en dehors des phases de démarrage et d'arrêt et lorsque la vitesse de production est stabilisée, le système d'entraînement (1), disposé en amont du ballon (2), est à vitesse (Vl) fixe, tandis que le système d'entraînement (8) disposé en aval du ballon (6) est piloté à une vitesse (V2) ajustable. Lorsque la grandeur représentative du diamètre (D) maximal du ballon (6) est supérieure à la valeur de consigne et/ou à la valeur maximale paramétrée, la vitesse (V2) du système d'entraînement (8) disposé en aval du ballon (6) est augmentée, et lorsque la grandeur représentative du diamètre maximal (D) du ballon (6) est inférieure à la valeur de consigne et/ou à la valeur minimale paramétrée, la dite vitesse (V2) est diminuée.
Selon une variante de ce premier mode de réalisation de l'invention, en dehors des phases de démarrage et d'arrêt et lorsque vitesse de production est stabilisée, le système d'entraînement (8) disposé en aval du ballon (6), est à vitesse (V2) fixe, et le système d'entraînement (1) disposé en amont du ballon (6) est piloté à une vitesse (Vl) ajustable. Lorsque la grandeur représentative du diamètre maximal (D) du ballon (6) est supérieure à la valeur de consigne et/ou à la valeur maxi paramétrée, la vitesse (Vl) du système d'entraînement (8) disposé en aval du ballon (6) est diminuée, et lorsque la grandeur représentative du diamètre maximal (D) du ballon (6) est inférieure à la valeur de consigne et/ou à la valeur mini paramétrée, ladite vitesse (Vl) est augmentée.
Selon un deuxième mode de réalisation, en dehors des phases de démarrage et d'arrêt, la vitesse de production est variable, et au moins l'un des deux systèmes d'entraînement (1 ou 8) du fil (F) est piloté pour obtenir une vitesse (Vl ou V2) qui détermine, en rapport avec la vitesse de rotation (N) de la broche (3), la torsion, en nombre de tours par mètre, conféré au fil par le procédé.
Selon ce deuxième mode de réalisation de l'invention, en dehors des phases de démarrage et d'arrêt, le système d'entraînement (1) disposé en amont du ballon et le système d'entraînement (8) disposé en aval du ballon (6) sont piloté à des vitesses ajustables, telles que la valeur relative de la différence « vitesse du système (8) placé en aval moins vitesse du système (1) placé en amont » (V2-V1): augmente lorsque la grandeur représentative du diamètre maximal (D) du ballon (6) est supérieure à la valeur de consigne et/ou à la valeur maximale paramétrée;
- diminue lorsque la grandeur représentative du diamètre maximal (D) du ballon (6) est inférieure à la valeur de consigne et/ou à la valeur minimale paramétrée. Quel que soit le mode de réalisation précédemment cité, en dehors des phases de démarrage et d'arrêt, les corrections positives ou négatives de vitesses (Vl ou V2) appliquées au(x) système(s) d'entraînement (1 et/ou 8) pour maintenir le diamètre (D) du ballon (6) à une valeur de consigne ou entre deux valeurs mini / maxi paramétrées sont établies par comparaison entre la valeur mesurée de la grandeur représentative du diamètre (D) du ballon (6) et la valeur de consigne et/ou les valeurs mini et maxi. Du fait de la nature flexible et élastique du fil (F) et du fait que la forme instantanée du ballon (6) découle d'un équilibre entre les tensions, les forces aérodynamiques et la force centrifuges, le diamètre maximal (D) est sujet à des variations ou instabilités instantanées qui ne sont pas représentatives d'une dérive.
Pour assurer la stabilité du procédé: - Selon un perfectionnement de l'invention, lesdites corrections sont donc calculées à partir de la mesure de la grandeur représentative du diamètre (D) du ballon (6) moyennée sur un temps représentant plusieurs tours de la broche (3).
- Selon un autre perfectionnement de l'invention, en dehors des phases de démarrage et d'arrêt, afin que les corrections n'introduisent pas d'instabilités ou de pompage, les corrections positives ou négatives de vitesses (Vl ou V2) appliquées au(x) système(s) d'entraînement (1 et/ou 8) pour maintenir le diamètre (D) du ballon (6) à une valeur de consigne ou entre deux valeurs mini / maxi paramétrées sont comprises entre 0 % et 3 % de la vitesse.
Selon une variante de ce dernier perfectionnement de l'invention, les corrections positives ou négatives sont effectuées :
- par incrément fixe entre 0 % et 3 % de la vitesse; - par incréments proportionnels à l'écart entre la valeur mesurée et la valeur cible représentative du diamètre du ballon, et plafonnées à une valeur fixe compris entre 0 % et 3 % de la vitesse.
L'invention porte également sur un dispositif de retordage ou de câblage de fils au moyen d'une broche (3), au moins un des fils étant mis en rotation pour former un ballon (6) autour d'un pot ou d'un berceau fixe (7).
Selon l'invention ledit dispositif présente : - deux systèmes d'entraînement du fil (1, 8) l'un disposé en amont et l'autre en aval du ballon (8), assujettis à un système de pilotage (23 et/ou 24), par exemple un variateur de vitesse ou de fréquence ;
- deux éléments de guidage du fil (F) l'un en amont, l'autre en aval du ballon (F) et dont au moins un est en forme de canal radial (4 et/ou 14), solidaire de la broche et tournant avec elle, le fil (F) passant de l'un à l'autre de ces deux éléments ;
- un moyen de mesurer le diamètre maximal (D) du ballon, et/ou d'obtenir une grandeur représentative du diamètre maximal (D) du ballon ; - au moins l'un des systèmes d'entraînement (1, 8) étant piloté selon une consigne de vitesse ajustable ;
- un système de commande (UC), tel une carte électronique, un automate, un calculateur, programmé pour effectuer des corrections de la ou des vitesses ajustables du ou des systèmes d'entraînement (1, 8), pour maintenir le diamètre maximal (D) du ballon ou sa valeur représentative égal à une valeur de consigne donnée et/ou entre deux valeurs min / max. données. Plusieurs moyens sont proposés pour obtenir une grandeur représentative le diamètre maximal (D) du ballon (6). Ces moyens sont donnés à titre d'exemples nullement limitatifs de mode de réalisation.
Pour un type et un titre de fil donné, et pour une vitesse de rotation
(N) donnée de la broche, il a été observé que la tension du fil (F) mesurée entre les dispositifs d'entraînement (8 ou 14) augmente fortement lorsque le diamètre maximal (D) du ballon (6) augmente et donc que la mesure de la tension du fil (F) fournit une grandeur représentative du diamètre (D). Selon ce moyen, la consigne de diamètre maximal (D) ou les valeurs mini/maxi à obtenir sont converties en consigne de tension ou valeur mini/maxi de tension valable pour un type et un titre de fil et pour une vitesse (N) de broche. Sur la base de ce principe, la tension du fil (F) peut être mesure par un capteur (16), qui peut être disposé, tel que représenté sur la figure 4: - soit entre la sortie de la broche (3) et le système d'entraînement (8) du fil placé en aval du ballon (6) ; soit, d'une manière préférée, entre le système d'entraînement du fil (1) placé en amont du ballon et l'entrée de la broche (3).
Pour un type et un titre de fil donné, et pour une vitesse de rotation
(N) donnée de la broche, il a été observé que le couple ou la puissance absorbée par la broche (3) pour sa mise en rotation augmente fortement lorsque le diamètre maximal (D) du ballon (6) augmente et donc que la mesure de cette puissance, de ce couple, ou encore du courant absorbé par le moteur entraînant la broche fournit une grandeur représentative du diamètre maximal (D). Selon ce moyen, la consigne de diamètre maximal (D) ou les valeurs mini/maxi à obtenir sont converties en consigne ou valeur mini/maxi de puissance, couple ou courant tension valable pour un type et un titre de fil et pour une vitesse de broche. La mesure directe du diamètre (D) du ballon (6) peut aussi être réalisée par des moyens optiques.
Les figures 5 et 6 montrent un exemple de réalisation d'une telle mesure au moyen d'un dispositif composé d'au moins deux « barrière optique » (17), composées d'une source lumineuse (18) et d'un détecteur photosensible (19) entre lesquels un faisceau lumineux est établi, dont on détecte l'interruption par le passage du fil (F) du ballon (6). Les deux « barrières optiques » étant positionnées de façon à ce que l'une soit coupée lorsque le ballon atteint le diamètre mini et l'autre le diamètre maxi visés. Un traitement logique de la sortie des deux barrières optiques indique si le diamètre (D) du ballon est inférieur au mini, en les valeurs mini/maxi, ou supérieur à la valeur maximale visée.
La figure 7 montre un exemple de réalisation d'une telle mesure au moyen d'un dispositif composé d'un capteur optique de type CCD linaire ou matricielle (20) associé à une source lumineuse (21) en forme de rayon (par exemple LED ou laser). Le rayon lumineux étant par exemple dirigé radialement vers l'axe de la broche au droit de la zone ou le diamètre du ballon (6) est maximal, lorsque le fil coupe ledit rayon, il est émet par réflexion un signal lumineux capté par le capteur CCD, dont un traitement localise le point d'émission (22) selon l'axe parallèle au rayon, qui est représentatif du diamètre du ballon en ce point.
Une variante de réalisation, au moyen d'un capteur optique de type CCD matriciel associé à une source lumineuse stroboscopique synchronisée avec la rotation de la broche, permet de capturer l'image en deux dimensions et donc la forme du fil (F) formant le ballon (6) lorsqu'il est éclairé par l'éclair, et d'en déduire le diamètre (D).
La mesure d'une grandeur représentative du diamètre du ballon peut être aussi évaluée au moyen d'un capteur acoustique disposé à proximité du ballon (6). En raison de sa rotation dans l'air, le fil (F) génère une onde de pression aérodynamique détectable par un capteur acoustique placé à proximité tel un microphone. L'intensité du signal détecte, pour une vitesse de rotation et un type de fil donné, augmente fortement lorsque la distance entre le ballon et le capteur diminue et fournit donc une grandeur représentative du diamètre du ballon. Selon ce moyen, la consigne de diamètre (D) ou les valeurs mini/maxi à obtenir sont converties en consigne ou valeur mini/maxi de l'intensité de l'onde acoustique, valable pour un type et un titre de fil et pour une vitesse de broche. .
La mesure d'une grandeur représentative du diamètre du ballon peut être aussi évaluée au moyen d'un capteur de force ou de vibration, associé à un élément mécanique disposé tangentiellement à la surface du ballon (6). En raison de sa rotation dans l'air, le fil (F) crée par friction ou impact sur l'élément un effort ou une vibration détectable par le capteur. L'intensité du signal détecté, pour une vitesse de rotation et un type de fil donné, augmente fortement lorsque la trajectoire du ballon interfère avec l'élément mécanique. L'élément mécanique étant disposé en une position tangente au diamètre minimal visé, la consigne de diamètre (D) ou les valeurs mini/maxi à obtenir sont converties en consigne de valeur mini/maxi de l'intensité de la force ou de la vibration détectée, valable pour un type et un titre de fil et pour une vitesse de broche. Les avantages ressortent bien dans la description. L'invention propose une solution simple et fiable pour former un ballon stable, notamment pour les procédés de double torsion ou de câblage direct, en utilisant des moyens de guidages du fil de diamètre réduit, tout en offrant un volume dans le ballon particulièrement avantageux. Il en résulte d'une part une consommation d'énergie sensiblement réduite, et d'autre part une tension dans le fil dans le ballon très inférieure, par rapport aux procédés conventionnels.