Machine pour l'essai continu des fils
L'objet du brevet principal est une machine pour l'essai continu des fils, notamment de ceux qui sont destinés au tissage, provoquant les ruptures de ces fils en leurs points faibles, caractérisée par le fait qu'elle comporte un dispositif étireur comprenant deux ensembles disposés l'un au-dessus de l'autre de façon que le fil se délace de haut en bas, sensiblement verticalement, des dispositifs racleurs et des chicanes de guidage assurant, lors des casses du fil, le guidage de l'extrémité du fil à étudier vers l'ensemble inférieur qui l'entraîne à nouveau, de manière à réaliser le fonctionnement automatique de la machine, des dispositifs permettant de mesurer une grandeur physique qui est en rapport avec la résistance du fil.
On a décrit dans le brevet principal une machine pour l'essai des fils, dans laquelle le fil à essayer se déroule d'une façon continue sous une certaine tension moyenne, correspondant à un certain étirage que l'on règle au début de chaque expérience en différenciant les vitesses de rotation des rouleaux et courroies constituant les deux ensembles du dispositif étireur de la machine; cette différence de vitesse est elle-même obtenue en agissant sur un variateur de vitesse.
Dans le même brevet, on a décrit en outre un dispositif mécanique par cône, vis et roulette qui indique en permanence l'extension moyenne subie réellement par le fil essayé. En principe, cette extension peut être lue également sur une graduation devant laquelle se déplace un index lié à la commande de réglage du variateur, puisqu'il existe une relation directe entre l'étirage imposé au fil et la différence des vitesses entre les rouleaux supérieurs et inférieurs du dispositif étireur, donc entre l'étirage du fil et le réglage du variateur.
Les titulaires ont reconnu qu'il pouvait y avoir un avantage économique à employer un variateur de vitesse de type courant, tel qu'on en trouve dans le commerce, et que cette solution pouvait être techniquement très avantageuse moyennant certains artifices de constructions ; il a été reconnu également que ces artifices ont de toutes façons, quel que soit le modèle de variateur employé, le double avantage:
1) De permettre une grande précision dans
le réglage de la différence de vitesses
entre rouleaux supérieurs et inférieurs
du dispositif étireur.
2) De donner d'une façon très précise la
valeur moyenne de l'étirage exercé sur
le fil, grâce à une simple aiguille, liée
à la commande de réglage du variateur,
et se déplaçant devant une graduation
appropriée.
On peut, avec ces dispositions particulières éviter à la fois la construction d'un variateur de précision spécial, particulièrement adapté aux nécessités de l'appareil, et celle d'un indicafteur spécial d'étirage.
Les titulaires ont reconnu, d'autre part, qu'il y avait intérêt, dans certains cas, à pouvoir à volonté régler la vitesse moyenne de déroulement du fil dans la machine, et qu'il était particulièrement utile de pouvoir au moins disposer, en plus de la vitesse de fonctionnement dans les conditions normales d'emploi (où il s'agit de déceler les points faibles du fil), d'une vitesse beaucoup plus faible (réduite au l/20e de la vitesse normale par exempIe) pour pouvoir soumettre le fil à des mesures ou essais spéciaux pour lesquels une vitesse lente de passage est nécessaire :
mesures des irrégularités de masse, de diamètre, d'élasticité ... par exemple, ces mesures étant rendues possibles soit par l'adjonction de dispositifs connus ou construits à cet effet, soit par un agencement spécial de la machine elle-même.
Or les variateurs de vitesse du commerce ont des rapports extrêmes de vitesses, entre l'entrée et la sortie, très variables, selon le type de variateur et l'emploi normal prévu; pour obtenir le maximum de précision dans le réglage et le fonctionnement de la machine, il est nécessaire d'utiliser autant que possible la gamme entière des vitesses que le variateur, quel qu'il soit, est susceptible de donner; pour une erreur ou un glissement donné l'erreur relative finale sera ainsi minimum.
Si l'on suppose, par exemple, que pour une vitesse à l'entrée de 1400 tours, la vitesse à la sortie du variateur puisse varier de 300 à 1500 tours, soit dans le rapport extrême de 1 à 5 et que, dans le dispositif étireur, la vitesse du rouleau à vitesse variabie soit aux alentours de 300 tours et doive varier au maximum de 10 /o par exemple, soit 30 tours, il est nécessaire pour obtenir le maximum de précision dans le réglage et le fonctionnement de ce rouleau, que ladite variation de 30 tours soit pro duite par la variation de 1500 = 300 1200 tours du variateur.
L'objet de la présente invention est une machine pour l'essai continu des fils, selon la revendication du brevet principal, caractérisée en ce que la commande de l'un des deux ensembles du dispositif étireur comporte un train différentiel intégrant une vitesse de rotation transmise directement depuis un organe moteur et une vitesse de rotation transmise depuis cet organe moteur par l'intermédiaire d'un variateur continu de vitesse, cette intégration étant effectuée en vue de faire correspondre, à la gamme restreinte de vitesses, nécessaires pour ledit ensemble, la totalité des vitesses de la gamme permise par le variateur.
A titre d'exemple, on a représenté partiellement, en coupe, au dessin annexé, une forme d'exécution de la machine faisant l'objet de la présente invention, en laissant de côté un certain nombre d'éléments qui ont déjà été décrits dans le brevet principal. Un moteur 1 entraîne simultanément un pignon denté 2 et l'arbre d'entrée d'un variateur 3 ; l'arbre de sortie du variateur entraîne un pignon 4 par l'intermédiaire de pignons 5, 6, 7, 8 qui ont pour but à la fois de réduire dans un rapport convenable, la vitesse du pignon 4 et de faire tourner celui-ci dans le sens voulu ; le pignon 4 entraîne une grande roue dentée 9 qui tourne folle sur un axe de rotation qui se confond avec celui de 2 ;
cette roue porte, excentré, un axe sur lequel tourne fou un système de deux pignons solidaires 1 1 et 12, le premier engrenant avec 2, le deuxième avec un pignon 13 lié au rouleau supérieur 14 du dispositif étireur.
Le rouleau inférieur 15 de ce dispositif est commandé par un système d'engrenages 16, 17, 18, 19, homologues respectivement à 2, 11, 12, 13 et comportant, en principe, respectivement les mêmes nombres de dents, sans toutefois que cette condition soit impérative.
Il est clair que le système 9, 2, 11, 12, 13, constitue un train différentiel droit, et qu'en supposant 9 immobile, les rouleaux 14 et 15 tourneraient dans l'hypothèse précédente, à la même vitesse. Pour produire l'étirage du fil, il faut que la vitesse de 14 soit plus faible que celle de 15 ; il faut donc faire tourner 9 dans le sens et à la vitesse convenables, sens et vitesse qui sont donnés par la formule classique de Wallis. Pour faire varier la vitesse de 9 on agit sur la commande du variateur 3.
La disposition précédente n'est donnée qu'à titre d'exemple de réalisation, le principe étant de pouvoir utiliser, par l'intermédiaire d'un train différentiel convenablement calculé, la gamme totale de variation de vitesse du variateur calculé, pour différencier dans la limite voulue, généralement beaucoup plus étroite, les vitesses respectives des rouleaux d'étirage.
Il est clair d'autre part qu'au lieu d'agir sur le rouleau 14 pour réaliser cette différenciation, on pourrait tout aussi bien faire tourner ce rouleau à vitesse constante et, avec le système variateur et différentiel décrit ci-dessus, agir sur la vitesse du rouleau 15, cette fois par addition.
Pour réaliser la deuxième modification qui consiste, comme il a été exposé précédemment, à pouvoir faire varier la vitesse de fonctionnement de l'ensemble de la machine, et notamment de la réduire dans une très large limite pour permettre l'emploi d'appareils accessoires spéciaux, tels qu'enregistreurs graphiques, il est prévu, soit d'interposer entre le moteur 1 et l'ensemble inférieur du dispositif étireur un deuxième variateur de vitesse, soit plus simplement un système d'engrenages dont certaines roues peuvent se déplacer parallèlement à leurs plans, selon le principe bien connu des boîtes de vitesses à engrenages, de façon à réaliser plusieurs combinaisons de vitesses.
Dans le cas représenté, il est clair que dans la position de la figure, les roues égales 20 et 21 qui engrènent avec le même pignon 22 tournent à la même vitesse, qui est par exemple la vitesse normale, comme si elles étaient solidaires l'une de l'autre ; quand, par déplacement latéral, une roue 23 vient engrener avec un pignon 24 tandis que le pignon 22, toujours en prise avec 21, libère 20, la vitesse de la roue 21 est considérablement diminuée, par exemple dans le rapport de 20 à 1, ce qui permet l'emploi de nouvelles techniques de contrôles et d'essais.
La machine peut être de plus munie de divers appareils complémentaires de contrôle ou d'essai de types connus, notamment :
- un indicateur de longueur de fil déroulé,
commandé par exemple par la roue 13 ; cet accessoire est particulièrement
utile dans le cas de la figure où le rou
leau supérieur 14 est à vitesse variable.
Cet indicateur peut être muni d'un dispo sitif présélecteur, d'un modèle courant, destiné à stopper automatiquement le fonctionnement de la machine quand une certaine longueur de fil s'est déroulée.
- Un appareil indicateur ou enregistreur
des irrégularités de masses du fil essayé.
- Un appareil indicateur ou enregistreur
des irrégularités de diamètre du fil es
sayé.
- Un enregistreur graphique des irrégu
larités d'élasticité du fil essayé.
Les trois derniers appareils sont de préférence utilisés avec le réglage à vitesse lente, que permet précisément la deuxième modification décrite ci-dessus.
En ce qui concerne l'enregistrement graphique des irrégularités d'élasticité du fil essayé, ou plus généralement des irrégularités d'allongement sous la tension moyenne de réglage de la machine, on peut l'obtenir très simplement de la façon suivante: si l'on se reporte à la description de la machine qui fait l'objet du brevet principal, on voit que l'index de l'appareil dynamométrique de réglage de la tension du fil oscille, une fois le réglage effectué, de part et d'autre de son repère, et que les amplitudes de ces oscillations sont nécessairement fonction des irrégularités qui se manifestent dans l'allongement du fil au fur et à mesure que les différentes portions de celui-ci passent entre les ensembles supérieurs et in férieurs du dispositif étireur.
On peut déjà se rendre compte, à vue, au cours de l'expérience à vitesse normale, de l'amplitude des irrégularités et, avec un peu d'habitude, porter un jugement sur la valeur du fil à cet égard; mais il est à la fois plus précis et plus commode d'enregistrer ces variations, et il suffit pour cela de munir l'index (ou son prolongement) d'un dispositif inscripteur s'appuyant. sur la bande de papier d'un enregistreur d'un modèle connu; la vitesse de la machine étant réglée à une valeur suffisamment réduite pour que l'enregistrement puisse se faire dans de bonnes conditions.
On obtient ainsi une courbe d'amplitude alternativement positive et négative par rapport à une ordonnée moyenne, et qui permet, par des procédés connus, de calculer un coefficient d'irrégularité d'allongement, et d'obtenir des renseignements divers, relatifs notamment au fonctionnement de la machine de filature qui a produit le fil.
Le déroulement de la bande enregistreuse, pendant l'inscription de la courbe, peut se faire soit en fonction du temps, soit préférablement en fonction de la longueur de fil déroulé grâce à un système de liaison approprié, mécanique ou électrique, d'un type connu.
Au lieu d'utiliser directement, pour l'inscription, l'index du dispositif dynamométrique de la machine, ou son prolongement matérialisé par une tige d'une certaine longueur, on peut également amplifier, par un système connu (mécanique, électronique...) les déplacements de cet index avant de les enregistrer.
Enfin il a été reconnu par les titulaires que l'essai de fil en matières éminemment électrisables telles que le nylon , présentait des difficultés du fait de l'électrisation de ces fils par frottements, étirage et compression; l'automaticité de reprise du fil, au moment d'une rupture étant alors compromise.
Les titulaires ont reconnu qu'il était possible de rétablir dans ce cas le fonctionnement normal de la machine, en complétant celle-ci par un dispositif éliminateur d'électricité statique, constitué, par exemple, par une plaque recouverte de matière radioactive et placée de façon à agir sur la portion du fil passant dans le dispositif étireur.