"PROCEDE ET DISPOSITIF POUR LA COMMANDE D'UN BATTANT DE METIER
A TISSER".
La présente invention est relative à un mécanisme pour la commande du mouvement d'un battant sur métier à tisser mécanique.
<EMI ID=1.1>
mouvements des organes d'un métier sont commandés à partir d'un mouvement de rotation que l'on transforme le plus souvent en un déplacement différent.
On sait maintenant utiliser directement le mouvement rotatif pour entraîner un tire-trame. Par contre, le battant doit toujours être
soumis à une oscillation alternative entre une position avant de frappe
et une position arrière d'ouverture de la foule des fils de chaîne. Cette oscillation peut être obtenue par un système bielle-manivelle ou par
une came. Les cames "simple effet" ne suffisent plus pour les cadences et les techniques modernes de tissage ; en effet, le galet-guide tend à se décoller du contour de la came. Ceci est particulièrement vrai lorsque
<EMI ID=2.1>
"conjuguées", à savoir une came intérieure et une came extérieure qui définissent entre elles un chemin de guidage.
<EMI ID=3.1>
- l'usinage des cames exige une très haute précision, afin d'éviter tout jeu ou tout point dur ;
- chaque profil de came ne permet de réaliser qu'un seul type d'oscillation du battant, si bien que ce système de commande est onéreux
(il faut prévoir un jeu de cames conjuguées pour chaque type de loi d'oscillation)
- le mouvement du battant restant lié à celui des autres organes ' de la machine (mécanique d'armure, etc...), le démarrage et surtout l'arrêt instantanés du métier nécessitent la mise en oeuvre d'une énergie considérable ; on atteint actuellement des cadences telles qu'il devient pratiquement impossible d'arrêter le métier sur moins d'une période.
Ce phénomène est encore aggravé par la largeur des tissages, donc l'augmentation de la masse du battant ; ;lA - au moment de la frappe, le battant arrive en fin de course avant; la vitese du peigne est pratiquement nulle et le tassement de la duite s'effectue dans des conditions qui ne permettent pas d'obtenir
les plus beaux tissus.
Pour remédier à ces inconvénients, on a essayé des dispositifs hydrauliques ou pneumatiques qui sont restés peu satisfaisants, notamment
sur le plan du rendement énergétique.
La présente invention a pour but d'éviter ces inconvénients
en réalisant un dispositif à commande indépendante pour assurer le
mouvement du battant d'un métier à tisser ou d'une machine de tissage, le procédé de déplacement et les dispositifs utilisés autorisant un rendement énergétique maximal, ainsi que le réglage de la puissance de frappe.
Un procédé selon l'invention pour la commande du mouvement
d'un battant d'uns =chine ou d'un métier à tisser mécanique, est
caractérisé en ce qu'il consiste à faire agir sur le battant au moins
un élément élastique à double effet capable d'appliquer au battant un mouvement oscillant, tandis que l'on calcule cet élément pour que la
période propre du système soit telle que la durée d'oscillation soit inférieure à la durée d'un cycle de frappe de la machine à sa cadence ' maximale, alors qu'on apporte, extérieurement, la seule énergie correspondant aux pertes intrinsèques au dispositif oscillant, réglable en fonction
du tissu désiré.
Suivant une autre caractéristique, le battant oscille entre
une position arrière et une position avant, puis revient à une position arrière dans laquelle on peut le bloquer à volonté en attente. La manoeuvre du battant consiste
- à l'amener à une position arrière déterminée où on le verrouille ;
- à déverrouiller le battant pour déclencher le mouvement oscillant aller et retour ;
- à exercer une poussée complémentaire vers l'avant au moment - à verrouiller, pendant une durée prédéterminée, le battant revenu en position arrière, avant de déclencher le cycle suivant .
Suivant une autre caractéristique, le mouvement d'oscillation
<EMI ID=4.1>
façon discontinue, et auquel il suffit de fournir l'énergie correspondant
aux pertes mécaniques provoquées par l'imperfection du système, pour entretenir indéfiniment le mouvement.
Suivant une autre caractéristique, le mouvement oscillant peut être appliqué soit à un battant animé d'un déplacement circulaire autour
d'un axe de rotation, soit.à un battant mobile suivant un déplacement rectiligne de translation.
Suivant une autre caractéristique, la position arrière du battant après un aller et retour est fonction des pertes d'énergie internes au
système d'oscillation d'une part, et, d'autre part, de l'énergie dépensée
en fin de course avant pour la frappe du tissu. On peut donc régler facilement l'appoint d'énergie extérieure à fournir selon l'énergie de frappe
! que l'on désire, pour permettre au battant de retrouver sa position arrière initiale.
<EMI ID=5.1>
battant d'une machine de tissage est caractérisé en ce qu'il comprend des
<EMI ID=6.1>
matiques, susceptibles, soit de fonctionner à double effet, soit d'être
montés en opposition l'un à l'autre et fixés d'une part à un bâti fixe de
la machine et d'autre part Aune pièce.solidaire du battant oscillant,
si bien que lorsqu'un de ces ressorts est comprimé l'autre est étiré de façon à entretenir un mouvement du type pendulaire sur le battant qui est d'autre
<EMI ID=7.1>
<EMI ID=8.1>
<EMI ID=9.1>
<EMI ID=10.1> provoqué par des ressorts hélicoïdaux disposés de part et d'autre de chacun des montants latéraux du battant pour constituer deux systèmes oscillatoires identiques.
Suivant une autre caractéristique, le mouvement oscillant est provoqué par l'axe du battant. Cet axe constitue un axe de pivotement qui permet au battant d'osciller par rapport au bâti de la Machine. Le rappel élastique à double effet est assuré par au moins une barre de torsion dont une extrémité est encastrée sur le bâti fixe, l'autre extrémité étant solidaire du battant mobile.
Suivant une autre caractéristique, l'énergie perdue par le système, est supérieure, pendant la course aller de frappe à l'énergie
<EMI ID=11.1>
prévoir un ressort de poussée vers l'avant de puissance supérieure à celle du
<EMI ID=12.1>
du battant, afin dit ne pas déséquilibrer le dispositif d'oscillation propre.
<EMI ID=13.1>
exemple hydraulique et comportant un vérin dont la tige est reliée au battant, alors que le cylindre de ce vérin est fixé sur le bâti de la machine.
<EMI ID=14.1>
<EMI ID=15.1>
de bloquer le battant en position arrière, c'est-à-dire à l'arrière de la "foule" formée par les fils de chaîne,
Suivant une autre caractéristique, le vérin est monté en
<EMI ID=16.1>
du battant un effort variable avec la force de frappe désirée* Cette force est fournie par l'énergie cinétique emmagasinée par le battant sous l'action
<EMI ID=17.1> Suivant une autre caractéristique, la face avant et la face arrière du piston du vérin présentent des sections différentes qui tiennent compte des efforts nécessaires pour retenir le battant en position arrière verrouillée et pour fournir l'énergie cinétique suffisante pour la frappe désirée.
Suivant une autre caractéristique, l'Energie de frappe, disponible sous forme d'énergie cinétique, est obtenue en exerçant un effort permanent de poussée complémentaire pendant la demi-course du battant dans le sens aller, cet effort s'ajoutant au mouvement du battant dû au dispositif oscillatoire.
Suivant une autre caractéristique, un cycle du battant étant déclenché à partir de l'arrière, le dispositif à oscillations propres permet d'arrêter le mouvement instantanément, et de toute façon, en moins d'un cycle de frappe aller et retour car il suffit de ne pas donner l'ordre de départ du cycle suivant lorsque le battant est revenu à sa position arrière..De plus, cette construction permet de réaliser, de façon simple, tous les mouvements discontinus comportant une période de frappe (composée d'une course aller et retour) d'une part, et, d'autre part, une période d'attente (réglable) du battant.
Le mode de réalisation décrit ci-dessus n'est pas limitatif.
Il ne constitue qu'un exemple de l'invention dot les caractéristiques seront mieux comprises à l'aide du dessin annexé, donné à titre d'exemple.
Figure 1 est une vue en perspective d'une machine de tissage munie d'un battant à mouvement circulaire oscillant suivant un procédé <EMI ID=18.1> Figure 2 est une vue en bout du battant, de son système d'oscillation et d'un circuit d'apport d'énergie extérieure complémentaire, en position médiane. Figure 3 montre, en vie agrandis, les éléments d'un système hydraulique de démarrage. Figure 4 est une vue schématique de la machine montrant le battant en position arrière, vu de dessus. Figure 5 est une vue en bout de la machine. On a illustré en traits forts, la position arrière du battant, et, en traits interrompus, la i position avant de frappe du tissu. Figure 6 illustre une autre disposition des ressorts mécaniques d'oscillation. Figure 7 illustre un battant animé d'un mouvement d'oscillation rectiligne.
Figure 8 est un graphique représentant l'utilisation de la poussée complémentaire au moment de la frappe par récupération de l'énergie cinétique en excès. Figure 9 montre un battant-sur un axe utilisé comme barre de <EMI ID=19.1>
Sur la machine de tissage 1 représentée sur les dessins on n'a montré qu'un seul système de manoeuvre du battant oscillant 2. Bien entendu, l'autre bord du battant peut être équipé d'un système identique et on se contentera d'en décrire un seul. On pourrait également monter plusieurs systèmes de ce type, répartis tout au long du battant.
La machine 1 comprend, de façon connue, un bâti fixe 3 portant
les organes moteurs des pièces en mouvement de la machine, ainsi que des
moyens de guidage. Par exemple, ce bâti porte les moyens de lancement et de réception (non représentés) de la navette ou du tire-trame ; l'axe trans- versai horizontal 4 d'oscillation du battant 2; l'ensemble 5 commandant le déclenchement ou le blocage de cette oscillation, des moyens pour la lecture d'une ou plusieurs bandes perforées sur lesquelles sont programmés les déplacements des éléments 6 ou "lisses" de la mécanique d'armure portant
les fils de chaîne 7. Sur la figure 1, le fil de trame 8 est tiré par une
<EMI ID=20.1>
<EMI ID=21.1> le peigne 12 oscille vers l'arrière (flèche 15) ou vers l'avant (flèche 14;.
<EMI ID=22.1>
auquel sont fixées des chaînette: 15 verticales et munies d'oeillets 16
<EMI ID=23.1>
tionnement, certaines lisses 6 sont tirées vers le haut, alors que d'autres lisses 6a sont laissées en position basse (figure 5). Les fils de chatne forment, au niveau du peigne 12, une foule à deux ou plusieurs nappes
17 et 17a. Le fil de trame 8 est projeté transversalement entre les deux nappes de la foule puis, tandis que le peigne oscille vers l'avant, toutes
les lisses reviennent au même niveau, en refermant la foule. Le fil de
trame est alors tissé entre les fils de chaîne pour constituer, par répétition de cette opération selon un programme prédéterminé, un tissu 18 (figures 4
et 5).
On comprend qu'à chaque passage du fil de trame, le peigne 12 , solidaire du battant doit changer deux fois de sens d'oscillation. Etant donnés les impératifs de cadence, la masse des pièces en mouvement et la parfaite synchronisation de tous les mouvements, ces derniers ne peuvent
pas être compliqués tout au moins avec les techniques connues à ce jour.
Cette limitation est encore accentuée par la relative fragilité des fils textiles et la largeur des pièces tissées.
Le dispositif de l'invention se rapporte au système de commande de l'oscillation du peigne 12 et du battant 2. Il comporte un ou plusieurs ensembles 5, situés par exemple sur les cotés de la machine, et comprenant :
- des ressorts 19 et 20 agissant sur le battant 2 pour lui imprimer un mouvement pendulaire dont la période est inférieure à la durée maximale de frappe de la machine 1.
- un dispositif de blocage ou de verrouillage du battant en position arrière pour permettre une attente correspondant par exemple au temps de traversée du tire-trame.
- un système 21 pour fournir au mécanisme oscillant la seule énergie perdue au cours d'un cycle aller et retour �perte due à l'imperfection <EMI ID=24.1>
Un mode de réalisation de ce dispositif est représenté plus en
<EMI ID=25.1>
disposés de part et d'autre du battant 2 qui porte, à sa partie supérieure,
le peigne 12. Chacun des ressorts (qu'on a supposés hélicoïdaux) est fixé,
par une extrémité, sur le battant, et, par son extrémité opposée, sur le
bâti 3 de la machine. Un vérin hydraulique 22 est commandé par une servovalve 23. La tige 24 du vérin 22 à double effet est reliée au battant 2. L'alimentation de la valve 23 se fait à travers un clapet de verrouillage
25.
Le procédé de fonctionnement est le suivant :
Si l'on amène le battant 2 en position arrière 2a ou en position avant 2b, puis qu'on le lâche, il va suivre, sous l'effet des ressorts 19
et 20 un mouvement oscillant dont la période est définie par les caractéristiques de l'ensemble mécanique. On sait que, si ce mouvement était parfait
(pas de frottement mécanique...), l'oscillation durerait indéfiniment
sans nouvel apport d'énergie extérieure. En fait, il faut compenser les
pertes d'énergie inhérentes au système et introduire, dans le cas du battant d'une machine à tisser, la puissance libérée au moment de la frappe du tissu, en fin de course aller. Par ailleurs, on a vu qu'on désirait un mouvement oscillant discontinu, c'est-à-dire présentant en fin d'aller-retour, une période d'attente de durée réglable. A cet effet, on verrouille hydrauliquement le battant en position arrière, à chaque cycle. Le mouvement du battant ne peut alors se poursuivre que si l'on donne l'ordre de déverrouillage.
On a vu que le système comporte trois phases à chaque cycle. L'énergie à fournir dans le sens aller, ou sens de la frappe du tissu est supérieure à celle nécessaire au retour du battant auquel il suffit alors
<EMI ID=26.1>
le peigne revienne à sa position arrière initiale.
<EMI ID=27.1>
<EMI ID=28.1>
<EMI ID=29.1>
<EMI ID=30.1>
Pour déterminer les caractéristiques du piston 26 et du vérin
<EMI ID=31.1>
entrant en ligne de compte sont
- 1 a masse du battant (on prend la masse équivalente ramenée en un point situé sur l'axe du vérin) ;
- l'effort d'accélération nécessaire, fourni par un effort complémentaire de poussée, constant pendant une course aller et retour
(les cadences actuelles ne permettent pas de couper la poussée hydraulique pendant la course retour). Dans le cas de l'invention, utilisant les oscillations propres du battant, cet effort F de poussée augmente la
vitesse et l'énergie cinétique du peigne dans le sens aller et fournit l'énergie de frappe E désirée ;
- les caractéristiques du mouvement vibratoire libre dont la période doit correspondre à une durée! inférieure à la durée de la cadence maximale de frappe de la machine; la résolution de l'équation mathématique de ce mouvement permet de déterminer la puissance des ressorts (ou autres moyens à double effet) nécessaire en fonction de l'amplitude de l'oscillation, de sa période et de la masse oscillante;
- l'énergie de compensation des imperfections mécaniques du système vérin-battant; elle est déterminée pour un système donné et augmente avec les pertes de l'ensemble mécanique.
On indiquera plus loin, à titre d'exemple, un résultat quantitatif mettant en évidence les différences entre le dispositif classique
et le dispositif de l'invention.
On a représenté sur le graphique de la figure 8 la "survitesse" appliquée au battant sous l'effet de l'effort complémentaire F exercé
au point 29 de liaison pendant la course de frappe du battant (figure 6). L'effort permanent F subsiste pendant la durée de la frappe et l'énergie transmise au tissu est la somme de l'énergie cinétique du battant en début
<EMI ID=32.1>
représente le mouvement du battant depuis la position arrière 31 jusqu'à la position avant 32 (lorsqu'on fait abstraction de la frappe). L'évolution de la vitesse (courbe 33) est alors symétrique.
L'effort de poussée complémentaire F est représenté, sur ce
<EMI ID=33.1>
déterminée graphiquement : la courbe 34 correspondant à l'accélération fournissant, à l'instant et au début de la frappe la survitesse recherchée pour obtenir l'énergie de frappe désirée E, permet de calculer l'effort hydraulique complémentaire à appliquer sur le battant 2 de masse M. On a:
<EMI ID=34.1>
dès le début de la frappe, illustrée par le point 37 de la courbe 36 qui illustre la survitesse appliquée au battant lorsqu'on exerce un effort complémentaire illustré par son accélération correspondante (courbe 34).
Au-delà de l'instant de frappe, l'effort F n'est pas immédiatement annulé. Il peut donc être plus faible que prévu, ce qui diminue l'accélération et retarde l'instant de la frappe dont la cote est donnée
<EMI ID=35.1>
tissu est compris entre les points 38 (pas de survitesse) et 39 (survitesse prévue de façon que l'effort complémentaire F est annulé dès le début delà frappe) repérée graphiquement sur la courbe v = f (t) ou sur la courbe x = f (t) (figure 8).
Les caractéristiques exactes du vérin et du système hydraulique réglables seront décrites à partir d'un exemple quantitatif. On a:
- un battant dont la course, au niveau des vérins, est égale à 43mm ;
- une masse "équivalente" (c'est-à-dire ramenée à l'axe du ou des vérins) à accélérer d'environ 12kg par vérin ; <EMI ID=36.1>
<EMI ID=37.1>
il faut prévoir une puissance théorique égale à 2,3 kilowatts pour chaque vérin pour réaliser une course aller ou une course retour en chacune
<EMI ID=38.1>
Avec le système oscillant de l'invention, l'énergie est principalement fournie par les ressorts 19 et 20 (figure 2) ou 40 et 41
(variante de la figure 6, montrant un dispositif vibratoire monté entre'le battant 2 et le bâti fixe 3).
Comme on l'a vu, ces ressorts sont calculés pour fournir un mouvement vibratoire dont la période correspond à la durée d'une course
(0,025 ms). Les ressorts ont alors une "raideur", exprimée en newtons/mètre,
<EMI ID=39.1>
vérins, ils appliquent sur le battant un effort ! <EMI ID=40.1>
Ce système est équivalent à un effort constant de 205N (correspondant à l'énergie perdue par le système oscillant composé du battant 2
et du vérin 22 et offrant un rendement égal à environ 0,9) auquel on ajoute
1
une partie de l'énergie de frappe désirée. Cette dernière valeur est
<EMI ID=41.1>
- un déplacement en sens aller (sens de la frappe) pendant lequel <EMI ID=42.1>
<EMI ID=43.1> <EMI ID=44.1>
<EMI ID=45.1>
Les efforts sur le vérin de poussée sont sensiblement dissymé-
<EMI ID=46.1>
indiqué sur la figure 3. Les sections 26a et 26b du piston sont déterminées
de façon que
la section 26b avant, puisse retenir le système en position arrière d'attente, à 3'encontre des ressorts dont l'effort est voisin de
<EMI ID=47.1>
<EMI ID=48.1>
- la section arrière 26a constitue la face d'une chambre 28a <EMI ID=49.1> c ette chambre est alimentée par une sortie de la servo-valve 23 à travers un circuit comprenant deux canalisations 42 et 43 montées en parallèle entre' le vérin, la valve et la pompe (non représentée).
<EMI ID=50.1>
à l'entrée de la valve varie entre les valeurs suivantes (pour une surface
<EMI ID=51.1>
- dans le sens de la frappe (flèche 14) :
<EMI ID=52.1>
- dans le sens du retour du battant (flèche 13) :
<EMI ID=53.1>
La pression P varie donc de 20 à 85 bars suivant la force de frappe désirée. A ces pressons, il faut ajouter les pertes de charge dans la servo-valve 23, avant de déterminer le débit et la puissance susceptibles d'Être obtenus par la pompe hydraulique. Les pertes de charge varient avec la vitesse de déplacement du piston et les débits moyens de la valve :
- vitesse moyenne * 103 m/mn (cycle de 0,025 sec. ; course de
43 mm)
- débit vers la section 26a (sens frappe) 12,4 1/mn
- débit de la section 26b vers la valve 20,6 1/mn, représentés par les flèches 44 et 45; <EMI ID=54.1> <EMI ID=55.1>
<EMI ID=56.1>
Les pertes de charge sont d'environ 15 bars dans le cens de la frappe, cette valeur étant la somme des pertes entre les ouvertures 46, 47, 48 et 49 de la valve.
Dans le sens retour, la perte de charge est limitée à la perte entre l'entrée 46 et la sortie 48, soit environ 10 bars.
En définitive, à l'entrée de la servo-valve, il faut prévoir les
<EMI ID=57.1> <EMI ID=58.1> <EMI ID=59.1> <EMI ID=60.1>
On sait que le cycle aller et retour du battant est suivi d'une phase d'attente en position arrière pendant laquelle la pompe charge.la valve et le cylindre du vérin.
A chaque cycle, la cylindrée totale à fournir est donnée par le volume du cylindre et la valeur de la fuite de la valve à la plus haute pression d'utilisation (100 bars). Cette cylindrée est par exemple égale . à 10cm<3> par vérin et par cycle. soit, sous une pression de 100 bars, un cycle complet de 120 millisecondes et deux vérins de poussée:
environ 10 litres par minute.
La puissance disponible à la sortie de la pompe varie entre une
<EMI ID=61.1>
<EMI ID=62.1>
de frappe maximale, provoquée par une poussée complémentaire de 250 daN
<EMI ID=63.1>
semble des deux vérins. On notera qu'elle est sensiblement plus faible que dans le dispositif classique qui exige, dans les mêmes conditions de frappe, une puissance analogue mais pour chacun des deux centres de poussée.
On a représenté sur la figure 9, une variante de construction du système oscillant. Les ressorts hélicoïdaux agissant sur le battant 55 sont remplacés par l'axe 56 de pivotement. Le battant est solidaire de l'axe 56 à sa partie centrale 57* L'axe 56 est rigidement solidaire par ses deux
<EMI ID=64.1>
Sur tout le reste de la longueur, le battant 55, percé d'un alésage 60, tourne fou en rotation autour de l'axe 56 monté dans l'alésage 60. On comprend que, lorsque le battant oscille suivant la flèche double 61, l'axe
56 agit comme une double barre de torsion. La première barre est constituée par la demi-longueur 62 entre les fixations 57 (sur le battant) et 58
(sur le bâti). La deuxième barre est constituée par l'autre demi-longueur
63. La zone de pivotement comprenant la fixation centrale 57, une barre travaille en compression lorsque l'autre travaille en flexion. L'axe 56 constitue bien un système oscillant à double effet.
Les principaux avantages d'un système oscillant selon l'invention
<EMI ID=65.1>
- la commande du battant est indépendante de celle des autres organes de la machine de tissage ;
- la dépense énergétique est liée directement à la force de frappe désirée, c'est-à-dire aux exigences du tissu ;
- du fait qu'on n'apporte qu'une énergie d'"entretien" du mouvement vibratoire, le rendement énergétique est fortement amélioré ;
- la simplicité .de réglage de l'énergie de frappe par un simple ajustement de la pression diminue le prix de revient et d'entretien du mécanisme ;
- quelle que soit la cadence de tissage, le battant peut être arrêté instantanément il suffit de ne pas transmettre à la commande l'ordre de déverrouillage ou de libération du battant, pour la même raison, ce mécanisme facilite la réalisation d'un mouvement oscillant discontinu.
Les mécanismes décrits précédemment, ainsi que les exemples quantitatifs indiqués n'ont été donnés qu'à titre indicatif, non limitatif. L'invention s'applique également à des commandes hydrauliques, pneumatiques
<EMI ID=66.1>
ment vibratoire, que pour les "systèmes" rapport d'énergie complémentaire.
Le mouvement oscillant du battant peut aussi être rectiligne, le
<EMI ID=67.1>
REVENDICATIONS
1)- Procédé pour commander le mouvement du battant d'une machine ou d'un
<EMI ID=68.1>
à au moins un élément à double effet capable d'appliquer au battant un
mouvement vibratoire tandis que l'on calcule cet élément pour que la
période propre du système oscillant soit telle que la durée d'oscillation
soit inférieure à la durée d'un cycle de frappe de la machine à sa cadence
maximale, alors qu'enfin on apporte, extérieurement, la seule énergie
complémentaire nécessaire pour compenser les pertes du dispositif mécanique oscillant et réglable en fonction du tissage désiré.
"METHOD AND DEVICE FOR CONTROLLING A TRADE FLAP
TO WEAV ".
The present invention relates to a mechanism for controlling the movement of a leaf on a mechanical loom.
<EMI ID = 1.1>
movements of the organs of a loom are controlled from a rotational movement which is most often transformed into a different movement.
It is now known to use the rotary movement directly to drive a weft puller. On the other hand, the clapper must always be
subjected to an alternating oscillation between a position before striking
and a rear opening position of the shed of warp threads. This oscillation can be obtained by a connecting rod-crank system or by
a cam. Single-acting cams are no longer sufficient for modern weaving rates and techniques; in fact, the guide roller tends to detach from the contour of the cam. This is especially true when
<EMI ID = 2.1>
"conjugates", namely an inner cam and an outer cam which define between them a guide path.
<EMI ID = 3.1>
- The machining of cams requires very high precision, in order to avoid any play or any hard point;
- each cam profile allows only one type of swinging of the leaf to be achieved, so this control system is expensive
(a set of conjugate cams must be provided for each type of oscillation law)
- the movement of the leaf remaining linked to that of the other components of the machine (armor mechanics, etc.), the instantaneous starting and especially stopping of the loom require the use of considerable energy; rates are currently reached such that it becomes practically impossible to stop the trade for less than one period.
This phenomenon is further aggravated by the width of the weaves, therefore the increase in the mass of the leaf; ; lA - at the time of the strike, the clapper reaches the front end of its travel; the speed of the comb is practically zero and the packing of the pick takes place under conditions which do not make it possible to obtain
the most beautiful fabrics.
To remedy these drawbacks, hydraulic or pneumatic devices have been tried which have remained unsatisfactory, in particular
in terms of energy efficiency.
The object of the present invention is to avoid these drawbacks
by creating an independently controlled device to ensure the
movement of the leaf of a loom or a weaving machine, the method of movement and the devices used allowing maximum energy efficiency, as well as the adjustment of the striking power.
A method according to the invention for controlling the movement
of an uns = chine or a power loom, is
characterized in that it consists in making act on the leaf at least
a double-acting elastic element capable of applying an oscillating movement to the leaf, while this element is calculated so that the
natural period of the system is such that the duration of oscillation is less than the duration of a striking cycle of the machine at its maximum rate, while the only energy corresponding to the intrinsic losses of the oscillating device is provided externally , adjustable according to
of the desired fabric.
According to another characteristic, the leaf oscillates between
a rear position and a forward position, then returns to a rear position in which it can be blocked at will on standby. The operation of the leaf consists
- bringing it to a determined rear position where it is locked;
- unlocking the leaf to trigger the oscillating back and forth movement;
- to exert an additional push forward at the time - to lock, for a predetermined period, the leaf returned to the rear position, before triggering the next cycle.
According to another characteristic, the oscillation movement
<EMI ID = 4.1>
discontinuously, and to which it suffices to supply the corresponding energy
mechanical losses caused by the imperfection of the system, to maintain the movement indefinitely.
According to another characteristic, the oscillating movement can be applied either to a leaf driven by a circular movement around
an axis of rotation, or.à a movable leaf following a rectilinear translational movement.
According to another characteristic, the rear position of the leaf after a round trip is a function of the energy losses internal to the
oscillation system on the one hand, and energy expended on the other
at the end of the front stroke for striking the fabric. The additional external energy to be supplied can therefore be easily adjusted according to the impact energy.
! desired, to allow the leaf to regain its initial rear position.
<EMI ID = 5.1>
beating of a weaving machine is characterized in that it comprises
<EMI ID = 6.1>
matic, capable either of functioning in a double effect, or of being
mounted in opposition to each other and fixed on the one hand to a fixed frame of
the machine and, on the other hand, a part integral with the swinging leaf,
so that when one of these springs is compressed the other is stretched so as to maintain a pendulum type movement on the leaf which is the other
<EMI ID = 7.1>
<EMI ID = 8.1>
<EMI ID = 9.1>
<EMI ID = 10.1> caused by helical springs arranged on either side of each of the side uprights of the leaf to form two identical oscillating systems.
According to another characteristic, the oscillating movement is caused by the axis of the leaf. This axis constitutes a pivot axis which allows the leaf to oscillate relative to the frame of the Machine. The double-acting elastic return is provided by at least one torsion bar, one end of which is embedded on the fixed frame, the other end being integral with the movable leaf.
According to another characteristic, the energy lost by the system is greater, during the stroke going from striking to energy
<EMI ID = 11.1>
provide a forward thrust spring of greater power than that of the
<EMI ID = 12.1>
of the clapper, so said not to unbalance the own oscillation device.
<EMI ID = 13.1>
hydraulic example and comprising a jack whose rod is connected to the leaf, while the cylinder of this jack is fixed to the frame of the machine.
<EMI ID = 14.1>
<EMI ID = 15.1>
block the leaf in the rear position, that is to say behind the "shed" formed by the warp threads,
According to another characteristic, the jack is mounted in
<EMI ID = 16.1>
of the leaf a variable force with the desired striking force * This force is provided by the kinetic energy stored by the leaf under the action
<EMI ID = 17.1> According to another characteristic, the front face and the rear face of the cylinder piston have different sections which take into account the forces required to retain the leaf in the locked rear position and to provide sufficient kinetic energy for the desired strike.
According to another characteristic, the impact energy, available in the form of kinetic energy, is obtained by exerting a permanent complementary pushing force during the half-stroke of the leaf in the forward direction, this force being added to the movement of the leaf. due to the oscillatory device.
According to another characteristic, with a cycle of the leaf being triggered from the rear, the device with its own oscillations makes it possible to stop the movement instantly, and in any case, in less than one cycle of striking back and forth because it suffices not to give the order to start the next cycle when the leaf has returned to its rear position. Moreover, this construction makes it possible to carry out, in a simple way, all the discontinuous movements comprising a striking period (composed of a outward and return travel) on the one hand, and, on the other hand, a waiting period (adjustable) of the leaf.
The embodiment described above is not limiting.
It constitutes only one example of the invention and the characteristics will be better understood with the aid of the appended drawing, given by way of example.
Figure 1 is a perspective view of a weaving machine equipped with an oscillating circular motion wing according to a process <EMI ID = 18.1> Figure 2 is an end view of the wing, its oscillation system and an additional external energy supply circuit, in the middle position. Figure 3 shows the components of a hydraulic starting system in enlarged form. Figure 4 is a schematic view of the machine showing the leaf in the rear position, seen from above. Figure 5 is an end view of the machine. The rear position of the leaf and, in broken lines, the front position for striking the fabric have been illustrated in strong lines. Figure 6 illustrates another arrangement of mechanical oscillation springs. Figure 7 illustrates a leaf driven by a rectilinear oscillating movement.
Figure 8 is a graph showing the use of the complementary thrust at the time of the strike by recovery of the excess kinetic energy. Figure 9 shows a clapper-on an axis used as a bar of <EMI ID = 19.1>
On the weaving machine 1 shown in the drawings, only one system for operating the oscillating leaf 2 has been shown. Of course, the other edge of the leaf can be equipped with an identical system and we will be satisfied with describe only one. We could also mount several systems of this type, distributed throughout the leaf.
The machine 1 comprises, in a known manner, a fixed frame 3 carrying
the driving parts of the moving parts of the machine, as well as
guide means. For example, this frame carries the means for launching and receiving (not shown) of the shuttle or of the weft puller; the horizontal transverse axis 4 of oscillation of the leaf 2; the assembly 5 controlling the triggering or blocking of this oscillation, means for reading one or more perforated bands on which the movements of the elements 6 or "smooth" of the armor mechanism bearing are programmed
the warp threads 7. In FIG. 1, the weft thread 8 is pulled by a
<EMI ID = 20.1>
<EMI ID = 21.1> the comb 12 swings backwards (arrow 15) or forwards (arrow 14 ;.
<EMI ID = 22.1>
to which chains are attached: 15 vertical and fitted with 16 eyelets
<EMI ID = 23.1>
operation, some stringers 6 are pulled upwards, while other stringers 6a are left in the low position (FIG. 5). The chatne threads form, at the level of the comb 12, a crowd with two or more layers
17 and 17a. The weft thread 8 is thrown transversely between the two layers of the shed then, while the comb oscillates forwards, all
the rails return to the same level, closing off the crowd. The thread of
weft is then woven between the warp threads to constitute, by repeating this operation according to a predetermined program, a fabric 18 (FIGS. 4
and 5).
It will be understood that at each passage of the weft yarn, the comb 12, integral with the leaf, must change the direction of oscillation twice. Given the cadence requirements, the mass of the moving parts and the perfect synchronization of all the movements, the latter cannot
not be complicated at least with the techniques known to date.
This limitation is further accentuated by the relative fragility of the textile threads and the width of the woven pieces.
The device of the invention relates to the system for controlling the oscillation of the comb 12 and of the leaf 2. It comprises one or more assemblies 5, located for example on the sides of the machine, and comprising:
- Springs 19 and 20 acting on the leaf 2 to impart to it a pendular movement the period of which is less than the maximum striking time of the machine 1.
a device for blocking or locking the leaf in the rear position to allow a wait corresponding for example to the time it takes to cross the weft puller.
- a system 21 to supply to the oscillating mechanism the only energy lost during a round trip cycle � loss due to imperfection <EMI ID = 24.1>
An embodiment of this device is shown more in
<EMI ID = 25.1>
arranged on either side of the leaf 2 which carries, at its upper part,
the comb 12. Each of the springs (which have been assumed to be helical) is fixed,
by one end, on the leaf, and, by its opposite end, on the
machine frame 3. A hydraulic cylinder 22 is controlled by a servovalve 23. The rod 24 of the double-acting cylinder 22 is connected to the leaf 2. The valve 23 is supplied through a locking valve.
25.
The operating method is as follows:
If we bring the leaf 2 to the rear position 2a or to the front position 2b, then let go, it will follow, under the effect of the springs 19
and an oscillating movement, the period of which is defined by the characteristics of the mechanical assembly. We know that if this movement was perfect
(no mechanical friction ...), the oscillation would last indefinitely
without new input of external energy. In fact, we must compensate
energy losses inherent in the system and introduce, in the case of the flapper of a weaving machine, the power released when the fabric is struck, at the end of the outward stroke. Furthermore, we have seen that we wanted a discontinuous oscillating movement, that is to say having at the end of round trip, a waiting period of adjustable duration. To this end, the leaf is hydraulically locked in the rear position, at each cycle. The movement of the leaf can then only continue if the unlocking order is given.
We have seen that the system has three phases in each cycle. The energy to be supplied in the forward direction, or direction of the strike of the fabric is greater than that necessary for the return of the leaf, which is then sufficient
<EMI ID = 26.1>
the comb returns to its initial rear position.
<EMI ID = 27.1>
<EMI ID = 28.1>
<EMI ID = 29.1>
<EMI ID = 30.1>
To determine the characteristics of piston 26 and cylinder
<EMI ID = 31.1>
taken into account are
- 1 a mass of the leaf (we take the equivalent mass brought to a point located on the axis of the cylinder);
- the necessary acceleration force, provided by a complementary thrust force, constant during a outward and return stroke
(the current rates do not allow the hydraulic thrust to be cut off during the return stroke). In the case of the invention, using the own oscillations of the leaf, this thrust force F increases the
speed and kinetic energy of the comb in the forward direction and provides the desired impact energy E;
- the characteristics of free vibratory movement, the period of which must correspond to a duration! less than the duration of the maximum impact rate of the machine; the resolution of the mathematical equation of this movement makes it possible to determine the power of the springs (or other double-acting means) necessary according to the amplitude of the oscillation, its period and the oscillating mass;
- the compensation energy for mechanical imperfections of the ram-swing system; it is determined for a given system and increases with the losses of the mechanical assembly.
We will indicate below, by way of example, a quantitative result highlighting the differences between the conventional device
and the device of the invention.
The graph of FIG. 8 shows the "overspeed" applied to the leaf under the effect of the additional force F exerted.
at the link point 29 during the striking stroke of the leaf (figure 6). The permanent force F remains for the duration of the strike and the energy transmitted to the tissue is the sum of the kinetic energy of the leaf at the start
<EMI ID = 32.1>
represents the movement of the clapper from the rear position 31 to the front position 32 (excluding the strike). The change in speed (curve 33) is then symmetrical.
The complementary thrust force F is shown on this
<EMI ID = 33.1>
determined graphically: the curve 34 corresponding to the acceleration providing, at the instant and at the start of the strike, the desired overspeed to obtain the desired impact energy E, makes it possible to calculate the additional hydraulic force to be applied to the leaf 2 mass M. We have:
<EMI ID = 34.1>
from the start of the strike, illustrated by point 37 of curve 36 which illustrates the overspeed applied to the leaf when a complementary force is exerted, illustrated by its corresponding acceleration (curve 34).
Beyond the striking instant, the force F is not immediately canceled. It can therefore be lower than expected, which decreases the acceleration and delays the instant of the strike whose rating is given
<EMI ID = 35.1>
tissue is between points 38 (no overspeed) and 39 (overspeed provided so that the additional force F is canceled from the start of the strike) marked graphically on the curve v = f (t) or on the curve x = f (t) (figure 8).
The exact characteristics of the adjustable cylinder and hydraulic system will be described from a quantitative example. We have:
- a leaf whose stroke, at the level of the jacks, is equal to 43mm;
- an "equivalent" mass (that is to say reduced to the axis of the cylinder (s)) to be accelerated by approximately 12 kg per cylinder; <EMI ID = 36.1>
<EMI ID = 37.1>
it is necessary to provide a theoretical power equal to 2.3 kilowatts for each cylinder to achieve a forward stroke or a return stroke in each
<EMI ID = 38.1>
With the oscillating system of the invention, the energy is mainly supplied by the springs 19 and 20 (figure 2) or 40 and 41
(variant of Figure 6, showing a vibratory device mounted between the leaf 2 and the fixed frame 3).
As we have seen, these springs are calculated to provide a vibratory movement whose period corresponds to the duration of a stroke
(0.025 ms). The springs then have a "stiffness", expressed in newtons / meter,
<EMI ID = 39.1>
jacks, they apply a force to the leaf! <EMI ID = 40.1>
This system is equivalent to a constant force of 205N (corresponding to the energy lost by the oscillating system composed of the leaf 2
and the jack 22 and offering an efficiency equal to approximately 0.9) to which is added
1
part of the desired impact energy. This last value is
<EMI ID = 41.1>
- a movement in the forward direction (direction of striking) during which <EMI ID = 42.1>
<EMI ID = 43.1> <EMI ID = 44.1>
<EMI ID = 45.1>
The forces on the thrust cylinder are noticeably asymmetrical.
<EMI ID = 46.1>
indicated in figure 3. Sections 26a and 26b of the piston are determined
so that
the front section 26b, can retain the system in the rear standby position, against the springs whose force is close to
<EMI ID = 47.1>
<EMI ID = 48.1>
- the rear section 26a constitutes the face of a chamber 28a <EMI ID = 49.1> this chamber is supplied by an output of the servo-valve 23 through a circuit comprising two pipes 42 and 43 mounted in parallel between the cylinder , the valve and the pump (not shown).
<EMI ID = 50.1>
at the inlet of the valve varies between the following values (for a surface
<EMI ID = 51.1>
- in the direction of the strike (arrow 14):
<EMI ID = 52.1>
- in the direction of the leaf's return (arrow 13):
<EMI ID = 53.1>
The pressure P therefore varies from 20 to 85 bars depending on the desired striking force. To these pressures, it is necessary to add the pressure drops in the servo-valve 23, before determining the flow rate and the power likely to be obtained by the hydraulic pump. The pressure drops vary with the displacement speed of the piston and the average flow rates of the valve:
- average speed * 103 m / min (cycle of 0.025 sec.; stroke of
43 mm)
- flow to section 26a (strike direction) 12.4 1 / min
- Flow from section 26b to the valve 20.6 1 / min, represented by arrows 44 and 45; <EMI ID = 54.1> <EMI ID = 55.1>
<EMI ID = 56.1>
The pressure drops are about 15 bars in the impact chamber, this value being the sum of the losses between the openings 46, 47, 48 and 49 of the valve.
In the return direction, the pressure drop is limited to the loss between the inlet 46 and the outlet 48, ie around 10 bars.
Ultimately, at the inlet of the servo-valve, the
<EMI ID = 57.1> <EMI ID = 58.1> <EMI ID = 59.1> <EMI ID = 60.1>
It is known that the outward and return cycle of the leaf is followed by a waiting phase in the rear position during which the pump charges the valve and the cylinder of the jack.
At each cycle, the total displacement to be supplied is given by the volume of the cylinder and the value of the valve leak at the highest operating pressure (100 bars). This displacement is for example equal. at 10cm <3> per cylinder and per cycle. either, under a pressure of 100 bars, a complete cycle of 120 milliseconds and two thrust cylinders:
about 10 liters per minute.
The power available at the output of the pump varies between a
<EMI ID = 61.1>
<EMI ID = 62.1>
maximum impact, caused by an additional thrust of 250 daN
<EMI ID = 63.1>
appears from both jacks. It will be noted that it is appreciably lower than in the conventional device which requires, under the same striking conditions, a similar power but for each of the two centers of thrust.
FIG. 9 shows an alternative construction of the oscillating system. The helical springs acting on the leaf 55 are replaced by the pivot pin 56. The leaf is secured to the pin 56 at its central part 57 * The pin 56 is rigidly secured by its two
<EMI ID = 64.1>
Over the entire remainder of the length, the leaf 55, pierced with a bore 60, turns idle in rotation around the axis 56 mounted in the bore 60. It is understood that, when the leaf oscillates along the double arrow 61, axis
56 acts as a double torsion bar. The first bar is formed by the half-length 62 between the fixings 57 (on the leaf) and 58
(on the frame). The second bar is the other half-length
63. The pivot zone comprising the central fixation 57, one bar works in compression when the other works in flexion. The axis 56 does indeed constitute a double-acting oscillating system.
The main advantages of an oscillating system according to the invention
<EMI ID = 65.1>
- The control of the leaf is independent of that of the other members of the weaving machine;
- the energy expenditure is directly linked to the desired striking force, that is to say to the requirements of the fabric;
- Due to the fact that only energy "maintenance" of the vibratory movement is supplied, the energy efficiency is greatly improved;
- The simplicity of adjustment of the impact energy by a simple adjustment of the pressure reduces the cost and maintenance of the mechanism;
- whatever the weaving rate, the leaf can be stopped instantly, it suffices not to transmit to the control the order to unlock or release the leaf, for the same reason, this mechanism facilitates the realization of an oscillating movement discontinuous.
The mechanisms described above, as well as the quantitative examples indicated, have been given only as an indication, not limiting. The invention also applies to hydraulic and pneumatic controls.
<EMI ID = 66.1>
ment vibratory, that for the "systems" report of complementary energy.
The oscillating movement of the leaf can also be rectilinear, the
<EMI ID = 67.1>
CLAIMS
1) - Method for controlling the movement of the leaf of a machine or
<EMI ID = 68.1>
at least one double-acting element capable of applying to the leaf a
vibratory movement while we calculate this element so that the
natural period of the oscillating system is such that the oscillation duration
either less than the duration of one impact cycle of the machine at its pace
maximum, while finally we bring, externally, the only energy
additional necessary to compensate for the losses of the oscillating and adjustable mechanical device according to the desired weaving.