CH642404A5 - INSTALLATION FOR REGULATING THE SECTION OF THE FIBER WICK EXIT FROM A DRAWING MACHINE. - Google Patents

Description

L'invention concerne l'industrie textile et, plus particulièrement, les machines d'étirage de mèches de fibres. En schématisant à l'extrême, une machine d'étirage est alimentée par un certain nombre de rubans de carde (généralement huit) qui sont laminés et étirés ensemble par passage entre un certain nombre de paires de cylindres pour former une masse fibreuse recondensée en une mèche plus compacte qui s'enroule dans un pot. Cette mèche sert à alimenter les bancs à broches, les continus à filer à fibres libérées, etc., et la qualité du filé fourni par ces machines est en dépendance étroite de l'homogénéité de la mèche de fibres qui les alimente. Aussi est-il avantageux que le produit sortant d'un dispositif d'étirage présente une section aussi constante que possible. The invention relates to the textile industry and, more particularly, machines for drawing strands of fibers. Drawing to the extreme, a stretching machine is powered by a number of card ribbons (usually eight) which are laminated and stretched together by passing between a number of pairs of cylinders to form a fibrous mass recondensed into a more compact wick that wraps in a pot. This wick is used to feed the spindle benches, the continuous spinning with free fibers, etc., and the quality of the yarn supplied by these machines is closely dependent on the homogeneity of the wick of fibers which feeds them. It is therefore advantageous for the product leaving a drawing device to have a section as constant as possible.

On connaît déjà, par exemple par le brevet français N° 1106188, des installations visant à maintenir constante la section des mèches qui sortent de machines d'étirage de fibres textiles comportant une paire de cylindres alimentaires et une paire, au moins, de cylindres étireurs, l'une des deux paires de cylindres étant reliée directement à un arbre principal entraîné par un moteur principal et l'autre paire de cylindres étant reliée au même arbre principal par l'intermédiaire d'un premier élément d'un mécanisme différentiel dont un deuxième élément est relié à l'arbre principal et le troisième élément à un moteur auxiliaire alimenté sous le contrôle d'un variateur de vitesse électronique dont l'entrée est reliée à un dispositif de comparaison d'une première tension fournie par une dynamo tachymétrique entraînée à une vitesse qui est fonction de la vitesse des cylindres étireurs et d'une deuxième tension fournie par des moyens de mesure de l'épaisseur des mèches de fibres. Are already known, for example from French patent N ° 1106188, installations aiming to maintain constant the section of the wicks which come out of textile fiber drawing machines comprising a pair of food cylinders and a pair, at least, of stretching cylinders , one of the two pairs of cylinders being connected directly to a main shaft driven by a main motor and the other pair of cylinders being connected to the same main shaft by means of a first element of a differential mechanism, one of which second element is connected to the main shaft and the third element to an auxiliary motor supplied under the control of an electronic variable speed drive, the input of which is connected to a device for comparing a first voltage supplied by a tachometric dynamo driven at a speed which is a function of the speed of the stretching cylinders and of a second voltage supplied by means for measuring the thickness of the strands of fibers.

Toutefois, dans les installations connues de ce genre, la paire de cylindres qui est reliée à l'arbre principal par l'intermédiaire du mécanisme différentiel, c'est-à-dire la paire de cylindres dont la vitesse subit des variations sous l'effet du processus de régulation, est précisément la paire de cylindres étireurs; or, cette disposition présente des inconvénients, par le fait que les trains d'étirage ont une inertie relativement grande, de sorte que le mécanisme différentiel et le moteur auxiliaire doivent être surdimensionnés et que le temps de réponse de la régulation peut être considéré comme trop long. However, in known installations of this kind, the pair of cylinders which is connected to the main shaft by means of the differential mechanism, that is to say the pair of cylinders whose speed undergoes variations under the effect of the regulatory process, is precisely the pair of stretching cylinders; However, this arrangement has drawbacks, in that the drawing trains have a relatively large inertia, so that the differential mechanism and the auxiliary motor must be oversized and that the response time of the regulation can be considered as too long.

Par ailleurs, dans les installations connues du genre qui vient d'être rappelé, les moyens de mesure de l'épaisseur des mèches de fibres comportent un galet qui roule sur la mèche et qui est porté par un levier pivotant de commande du curseur d'un potentiomètre. Or, un tel système mécanique est évidemment très lent et conduit à des temps de réponse trop longs pour les machines d'étirage modernes où les mèches de fibres textiles atteignent des vitesses de l'ordre de 600 m/min. Furthermore, in known installations of the kind which has just been mentioned, the means for measuring the thickness of the wicks of fibers comprise a roller which rolls on the wick and which is carried by a pivoting lever for controlling the cursor of a potentiometer. However, such a mechanical system is obviously very slow and leads to too long response times for modern drawing machines where the strands of textile fibers reach speeds of the order of 600 m / min.

Le but de la présente invention est de remédier à ces inconvénients et, à cet effet, l'installation de régulation de la section de la mèche de fibres sortant d'une machine d'étirage de fibres textiles comportant une paire de cylindres alimentaires et au moins une paire de cylindres étireurs, l'une des deux paires de cylindres étant reliée directement à un arbre principal entraîné par un moteur principal et l'autre paire de cylindres étant reliée au même arbre principal par l'intermédiaire d'un premier élément d'un mécanisme différentiel dont un deuxième élément est relié à l'arbre principal et le The object of the present invention is to remedy these drawbacks and, to this end, the installation for regulating the section of the wick of fibers leaving a textile fiber drawing machine comprising a pair of food rolls and at at least one pair of stretching cylinders, one of the two pairs of cylinders being connected directly to a main shaft driven by a main motor and the other pair of cylinders being connected to the same main shaft by means of a first element d '' a differential mechanism of which a second element is connected to the main shaft and the

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troisième élément à un moteur auxiliaire alimenté sous le contrôle d'un variateur de vitesse électronique dont l'entrée est reliée à un dispositif de comparaison d'une première tension fournie par une dynamo tachamétrique entraînée à une vitesse qui est fonction de la vitesse des cylindres étireurs et d'une deuxième tension fournie par des moyens de mesure de l'épaisseur des mèches de fibres, est caractérisée en ce que la paire de cylindres reliée directement à l'arbre principal est la paire de cylindres étireurs, en ce que la paire de cylindres reliée à l'arbre principal par l'intermédiaire du mécanisme différentiel est la paire de cylindres alimentaires, en ce que la dynamo tachymétrique qui fournit la première tension conduite au dispositif de comparaison est reliée directement au moteur auxiliaire, et en ce que la deuxième tension est conduite au variateur de vitesse électronique par l'intermédiaire d'une mémoire électronique. third element to an auxiliary motor supplied under the control of an electronic speed controller whose input is connected to a device for comparing a first voltage supplied by a tachammetric dynamo driven at a speed which is a function of the speed of the cylinders stretchers and a second tension supplied by means of measuring the thickness of the wicks of fibers, is characterized in that the pair of cylinders connected directly to the main shaft is the pair of stretchers cylinders, in that the pair of cylinders connected to the main shaft by means of the differential mechanism is the pair of food cylinders, in that the tachometric dynamo which supplies the first voltage driven to the comparison device is connected directly to the auxiliary motor, and in that the second voltage is supplied to the electronic speed controller via an electronic memory.

Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre et de l'examen des dessins annexés qui montrent, à titre d'exemple, un mode de réalisation de l'invention. Sur ces dessins: The characteristics and advantages of the invention will emerge from the description which follows and from the examination of the appended drawings which show, by way of example, an embodiment of the invention. In these drawings:

la fig. 1 représente schématiquement une machine d'étirage de rubans de fibres textiles équipée d'une installation suivant l'invention pour régulariser la section de la mèche de fibres qui sort de la machine; fig. 1 schematically represents a machine for stretching textile fiber ribbons equipped with an installation according to the invention for regulating the section of the wick of fibers leaving the machine;

la fig. 2 montre, en perspective, le détail d'une réalisation particulière d'un palpeur de mesure de l'épaisseur des rubans de fibres qui entrent dans la machine; fig. 2 shows, in perspective, the detail of a particular embodiment of a feeler for measuring the thickness of the fiber ribbons which enter the machine;

la fig. 3 schématise le fonctionnement de la mémoire; fig. 3 diagrams the operation of the memory;

la fig. 4 est une courbe expérimentale de la fonction de transfert entre la variation d'épaisseur des rubans de carde et la variation de vitesse des cylindres alimentaires de la machine d'étirage; fig. 4 is an experimental curve of the transfer function between the variation in thickness of the carding ribbons and the variation in speed of the food cylinders of the drawing machine;

la fig. 5 représente le bloc-diagramme du variateur de vitesse électronique; fig. 5 shows the block diagram of the electronic speed controller;

la fig. 6 est un schéma simplifié de l'étage de puissance du variateur de vitesse électronique, et la fig. 7 représente un schéma simplifié d'un dispositif de limitation du courant de freinage du moteur. fig. 6 is a simplified diagram of the power stage of the electronic speed controller, and FIG. 7 shows a simplified diagram of a device for limiting the braking current of the motor.

La machine d'étirage représentée schématiquement sur la fig. 1 comporte une paire de cylindres alimentaires 1 (le cylindre inférieur étant caché par le cylindre supérieur sur le dessin) entre lesquels s'engagent, d'une manière connue, un certain nombre de rubans de carde 2a, 2b, 2c, 2d. Généralement, ces rubans sont au nombre de huit. Après passage entre les cylindres alimentaires 1, ils sont introduits dans le train d'étirage dont seule la dernière paire de cylindres est figurée en 3. La nappe de fibres 4 pénètre dans un entonnoir (non représenté) dont l'ouverture de sortie est constituée par l'intervalle entre deux molettes 5 condensant la nappe 4 en une mèche de fibres 6 qui s'enroule, d'une manière connue, dans un pot (non représenté). The drawing machine shown diagrammatically in FIG. 1 comprises a pair of food cylinders 1 (the lower cylinder being hidden by the upper cylinder in the drawing) between which engage, in a known manner, a certain number of carding tapes 2a, 2b, 2c, 2d. Generally, these ribbons are eight in number. After passing between the food cylinders 1, they are introduced into the drawing train, of which only the last pair of cylinders is shown at 3. The sheet of fibers 4 enters a funnel (not shown) of which the outlet opening consists by the interval between two knobs 5 condensing the sheet 4 into a wick of fibers 6 which is wound, in a known manner, in a pot (not shown).

La molette 5 est solidaire d'un arbre principal de commande 5a entraîné par un moteur principal M qui, par l'intermédiaire de pignons 7, 8 et d'une courroie crantée 9, fait tourner les cylindres 3 du train d'étirage. Un pignon 10, solidaire du pignon 7, attaque, par l'intermédiaire d'une courroie crantée 11, un pignon 12 solidaire d'un planétaire 13 monté fou sur l'arbre central 17 d'un différentiel 14. En changeant le pignon 12, on peut adapter le différentiel 14 à des machines d'étirage dont la vitesse de sortie est différente. L'arbre central 17 tourillonne dans deux paliers fixes 17a, 17b et supporte, monté fou à rotation sur lui, un plateau 32 dont la jante forme couronne dentée 39 de réception d'une courroie crantée 40 sur laquelle on reviendra plus loin. A travers le plateau 32 tourillonne librement un arbre 35 sur lequel sont fixés rigidement deux pignons satellites 33, 34 reliés, respectivement par deux courroies crantées 37, 38, au premier planétaire 13 et à un second planétaire 15 fixé rigidement sur l'arbre central 17. Un pignon denté 16 fixé sur l'arbre central 17 entraîne les cylindres alimentaires 1 par l'intermédiaire d'une transmission qui comporte une courroie crantée 18, un pignon denté 19, un pignon denté 20 solidaire du même arbre 19a que le pignon 19, une courroie crantée 22 et un pignon denté 21 solidaire de l'un des cylindres alimentaires 1. Les caractéristiques de cette transmission déterminent la valeur du taux d'étirage; on peut modifier ce dernier, The wheel 5 is integral with a main control shaft 5a driven by a main motor M which, by means of pinions 7, 8 and a toothed belt 9, rotates the cylinders 3 of the drawing train. A pinion 10, integral with the pinion 7, attacks, by means of a toothed belt 11, a pinion 12 integral with a sun gear 13 mounted idly on the central shaft 17 of a differential 14. By changing the pinion 12 , the differential 14 can be adapted to stretching machines whose output speed is different. The central shaft 17 pivots in two fixed bearings 17a, 17b and supports, mounted idly for rotation on it, a plate 32 whose rim forms a toothed ring 39 for receiving a toothed belt 40 to which we will return later. Through the plate 32 freely pivots a shaft 35 on which are rigidly fixed two planet gears 33, 34 connected, respectively by two toothed belts 37, 38, to the first sun gear 13 and to a second sun gear 15 rigidly fixed on the central shaft 17 A toothed pinion 16 fixed on the central shaft 17 drives the food cylinders 1 via a transmission which comprises a toothed belt 18, a toothed pinion 19, a toothed pinion 20 integral with the same shaft 19a as the pinion 19 , a toothed belt 22 and a toothed pinion 21 integral with one of the food cylinders 1. The characteristics of this transmission determine the value of the draw ratio; we can modify the latter,

par exemple en remplaçant les pignons 16 et/ou 19 par d'autres de nombres de dents différents, puisqu'on fait ainsi varier la vitesse des cylindres alimentaires 1 par rapport à la vitesse des cylindres étireurs 3. for example by replacing the pinions 16 and / or 19 by others with different numbers of teeth, since the speed of the food cylinders 1 is thus varied relative to the speed of the stretching cylinders 3.

Un différentiel du genre différentiel 14 décrit plus haut a fait l'objet du brevet suisse N° 638282, intitulé «Mécanisme différentiel», auquel on pourra se reporter utilement pour de plus amples détails. A differential of the differential type 14 described above was the subject of Swiss patent N ° 638282, entitled "Differential mechanism", to which reference may usefully be made for further details.

Avant de s'engager entre les cylindres alimentaires 1, les rubans de carde 2a, 2b,..., passent entre deux galets palpeurs 23,24. Le premier occupe un emplacement fixe, alors que le second peut se rapprocher ou s'éloigner légèrement du premier; il est monté sur une lame de ressort 25 (voir aussi fig. 2) portant une jauge de contrainte 26 reliée à un pont d'extensométrie 27 de tout type classique approprié, capable de fournir une tension électrique dont la valeur est fonction de la condition instantanée de la jauge de contrainte. Before engaging between the food cylinders 1, the carding ribbons 2a, 2b, ..., pass between two feeler rollers 23,24. The first occupies a fixed location, while the second can approach or move away slightly from the first; it is mounted on a spring leaf 25 (see also fig. 2) carrying a strain gauge 26 connected to an extensometry bridge 27 of any suitable conventional type, capable of supplying an electrical voltage the value of which depends on the condition instantaneous strain gauge.

Quand l'épaisseur E de la masse de fibres passant entre les galets palpeurs varie, le galet 24 se déplace, la jauge de contrainte accuse ce déplacement, ce qui provoque une variation de la tension de sortie du pont d'extensométrie. Le dispositif est rendu plus sensible si, au lieu d'une jauge de contrainte unique, il y en a une par ruban de carde (comme représenté sur la fig. 2) ou, mieux encore, si deux jauges de contrainte, telles que 26a et 26b, fixées respectivement sur deux faces opposées de la lame de ressort qui les porte, surveillent chaque ruban de carde. L'information provenant des galets palpeurs 23, 24, c'est-à-dire la valeur de la tension de sortie de l'extensiomètre 27, doit être utilisée au moment où la section de la masse de fibres qui vient d'être mesurée parvient à la zone d'étirage comprise entre les cylindres alimentaires 1 et les cylindres étireurs 3. Or, cette zone est distante d'environ 0,60 m des galets palpeurs 23, 24. Le temps de transit des fibres sur cette distance n'est pas négligeable; d'ailleurs, il est variable en fonction du taux d'étirage. When the thickness E of the mass of fibers passing between the feeler rollers varies, the roller 24 moves, the strain gauge shows this displacement, which causes a variation in the output voltage of the strain gauge bridge. The device is made more sensitive if, instead of a single strain gauge, there is one per card tape (as shown in Fig. 2) or, better still, if two strain gauges, such as 26a and 26b, fixed respectively on two opposite faces of the leaf spring which carries them, monitor each carding strip. The information coming from the feeler rollers 23, 24, that is to say the value of the output voltage of the extensiometer 27, must be used at the time when the section of the mass of fibers which has just been measured reaches the stretching zone between the food cylinders 1 and the stretching cylinders 3. However, this zone is approximately 0.60 m away from the feeler rollers 23, 24. The transit time of the fibers over this distance does not is not negligible; moreover, it is variable according to the rate of stretching.

Pour retarder le signal d'un temps égal au temps de transit des fibres, on le met en mémoire en 28. Etant donné qu'une même machine d'étirage est susceptible de traiter des fibres de différentes longueurs, il faut se ménager une marge. Cela a été réalisé en considérant deux distances de transit des fibres: l'une est la distance entre les galets palpeurs 23,24 et les cylindres alimentaires 1, l'autre la distance entre les galets palpeurs 23, 24 et le dernier train d'étirage 3. Un système fonctionnant entre ces deux limites est satisfaisant dans tous les cas. Si la distance entre les galets palpeurs et le dernier train d'étirage est de l'ordre de 0,75 m et si l'on désire utiliser une information de tous les centimètres de mèche, le nombre d'informations à retenir dans la mémoire 28 sera de l'ordre de 75. To delay the signal by a time equal to the fiber transit time, it is stored in memory at 28. Since the same drawing machine is capable of processing fibers of different lengths, a margin must be left . This has been achieved by considering two fiber transit distances: one is the distance between the feeler rollers 23,24 and the food rolls 1, the other is the distance between the feeler rollers 23, 24 and the last set of stretching 3. A system operating between these two limits is satisfactory in all cases. If the distance between the feeler rollers and the last stretching train is of the order of 0.75 m and if you want to use information of every inch of wick, the number of information to remember in the memory 28 will be around 75.

Les mémoires à registres à décalage sont bien connues, mais, pour de telles capacités, elles sont très onéreuses. C'est pourquoi on utilise ici une mémoire à accès aléatoire 100 (fig. 3). Etant donné la capacité de ces mémoires, il a été décidé d'enregistrer 128 informations sur une longueur correspondant à la distance entre les galets palpeurs et les cylindres alimentaires 1 (0,55 m sur la machine considérée), ce qui fait environ une information tous les 4,28 mm (au lieu de tous les 26 mm avec une mémoire mécanique classique). Quand il faudra considérer la distance de transit jusqu'à l'entrée du train d'étirage, il suffira d'ajouter une quarantaine d'informations. Pour simplifier la conduite de la machine, le nombre 128 est programmé d'avance, et seules les impulsions supplémentaires sont affichées à la demande au moyen de deux roues codeuses: une pour les unités et une pour les dizaines. Cette dernière est bloquée en dessous de 0 et au-dessus de 3, ce qui permet d'afficher facilement et rapidement les entiers de 00 à 39. Puisque la distance entre les informations mises en mémoire est constante, le temps écoulé entre deux informations consécutives dépend de la vitesse de rotation des cylindres alimentaires. C'est le temps qui commande la mise en mémoire des informations concernant l'épaisseur E du ruban de fibres. Le capteur de vitesse est constitué par un disque 101 dont la périphérie comporte des encoches 102 régulièrement espacées et qui est entraîné en rotation par les cylindres alimentaires 1. Il tourne devant un oscillateur 103 qui s'arrête en présence d'une pièce métallique. Le signal émis Shift register memories are well known, but for such capacities they are very expensive. This is why a random access memory 100 is used here (FIG. 3). Given the capacity of these memories, it was decided to record 128 pieces of information over a length corresponding to the distance between the feeler rollers and the food rolls 1 (0.55 m on the machine in question), which makes about one piece of information every 4.28 mm (instead of every 26 mm with a conventional mechanical memory). When it is necessary to consider the transit distance to the entrance of the stretching train, it will suffice to add around forty pieces of information. To simplify the operation of the machine, the number 128 is programmed in advance, and only the additional pulses are displayed on demand by means of two coding wheels: one for the units and one for the tens. The latter is blocked below 0 and above 3, which allows integers from 00 to 39 to be displayed quickly and easily. Since the distance between the information stored is constant, the time between two consecutive pieces of information depends on the speed of rotation of the food cylinders. It is time that controls the storage of information concerning the thickness E of the fiber ribbon. The speed sensor consists of a disc 101, the periphery of which includes regularly spaced notches 102 and which is rotated by the food cylinders 1. It rotates in front of an oscillator 103 which stops in the presence of a metal part. The signal emitted

5 5

10 10

15 15

20 20

25 25

30 30

35 35

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50 50

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4 4

par cet oscillateur est donc découpé en impulsions correspondant aux encoches 102 ménagées à la périphérie du disque 101. Le diamètre du cylindre alimentaire 1 étant de 0,060 m et l'espacement des informations de 0,00428 m, le disque comporte n = 71-0,060/0,00428 = 44 encoches by this oscillator is therefore cut into pulses corresponding to the notches 102 formed at the periphery of the disc 101. The diameter of the food cylinder 1 being 0.060 m and the information spacing of 0.00428 m, the disc has n = 71-0.060 / 0.00428 = 44 notches

A chaque impulsion du capteur de vitesse, un circuit électronique connu 104 commande l'inscription d'une information dans la mémoire 100. Quand le nombre d'informations désiré pour un tour des cylindres alimentaires 1 est enregistré dans la mémoire 100, les compteurs d'impulsions décrémentent d'une unité à chaque fois que le capteur à encoches tourne d'un quarante-quatrième de tour, et une information est extraite de la mémoire pour aller commander la vitesse de rotation des cylindres alimentaires 1 de la manière qui sera décrite ci-dessous. A la fin du cycle, les compteurs se replacent automatiquement en position de départ. At each pulse of the speed sensor, a known electronic circuit 104 controls the recording of information in memory 100. When the number of information desired for a revolution of the food cylinders 1 is recorded in memory 100, the counters of pulses decrement by one each time the notch sensor rotates by a forty-fourth of a revolution, and information is extracted from the memory to go to control the speed of rotation of the food cylinders 1 in the manner which will be described below. At the end of the cycle, the counters automatically return to the starting position.

Le type de mémoire réalisé part d'un écartement fixe (4,28 mm) entre les informations concernant l'épaisseur de la masse fibreuse qui passe entre les cylindres alimentaires. Il est évident qu'il serait possible de partir d'un nombre d'informations fixe sur la distance capta-ge-étirage; ce serait alors l'écartement entre les informations qui varierait pour tenir compte des différentes longueurs de fibres traitées. The type of memory produced starts from a fixed gap (4.28 mm) between the information concerning the thickness of the fibrous mass which passes between the food cylinders. It is obvious that it would be possible to start from a fixed number of information on the capture-stretch distance; it would then be the spacing between the information which would vary to take account of the different lengths of fibers treated.

Le signal sortant de la mémoire 28 constitue une tension de référence de vitesse; il est conduit à un variateur de vitesse électronique à quatre quadrants 29 qui alimente en courant continu un moteur auxiliaire 30, de préférence à faible inertie, possédant donc des temps d'accélération et de freinage très courts, d'où les inversions de sens de marche très rapides. Un moteur du type Axem à rotor imprimé et excitation par aimants permanents donne de bons résultats. Sa vitesse est indiquée par une dynamo tachymétrique 31 dont la tension de sortie est comparée à la tension de référence fournie par la mémoire 28, et la vitesse de rotation du moteur 30 est corrigée en fonction de la différence entre la tension de référence et la tension effective du moteur. L'arbre 42 du moteur 30 porte un pignon denté 41 sur lequel passe une courroie crantée 40 qui attaque la couronne dentée 39 du différentiel 14. The signal leaving memory 28 constitutes a speed reference voltage; it is led to an electronic variable speed drive with four quadrants 29 which supplies DC power to an auxiliary motor 30, preferably with low inertia, therefore having very short acceleration and braking times, hence the direction reversals works very fast. An Axem type motor with printed rotor and excitation by permanent magnets gives good results. Its speed is indicated by a tachometric dynamo 31 whose output voltage is compared to the reference voltage supplied by the memory 28, and the speed of rotation of the motor 30 is corrected as a function of the difference between the reference voltage and the voltage effective motor. The shaft 42 of the motor 30 carries a toothed pinion 41 over which passes a toothed belt 40 which attacks the toothed crown 39 of the differential 14.

Les variateurs de vitesse électronique sont en général bien connus et couramment utilisés dans l'industrie. Cependant, aucun de ceux qui sont disponibles sur le marché n'est adapté à l'utilisation très particulière qui fait l'objet de la présente invention. En particulier, les temps de réponse sont beaucoup trop longs. Il est impératif, d'une part, que l'alimentation du moteur soit réalisée sur le principe de la modulation de largeur d'impulsion et que, d'autre part, le régulateur soit du type proportionnel-intégral avec une fonction de transfert de la forme G(p) = 1/p. En effet, la fig. 4 reproduit une détermination expérimentale de la fonction de transfert N = f(E) reliant la variation de vitesse du moteur à la variation d'épaisseur du ruban de fibres entrant dans la machine. Il s'avère que cette courbe est un arc d'hyperbole représentant une fonction homographique de la forme y = 1/x. Electronic variable speed drives are generally well known and commonly used in the industry. However, none of those available on the market is suitable for the very particular use which is the subject of the present invention. In particular, the response times are much too long. It is imperative, on the one hand, that the power supply to the motor is carried out on the principle of pulse width modulation and that, on the other hand, the regulator is of the proportional-integral type with a transfer function of the form G (p) = 1 / p. Indeed, fig. 4 reproduces an experimental determination of the transfer function N = f (E) relating the variation in speed of the motor to the variation in thickness of the fiber ribbon entering the machine. It turns out that this curve is a hyperbola arc representing a homographic function of the form y = 1 / x.

Ces deux caractéristiques se retrouvent dans le variateur de vitesse Axodyn fabriqué par la société Compagnie Electromécanique (C.E.M.) mais, d'une part, son temps de réponse est trop long et, d'autre part, il s'agit d'un variateur à un quadrant, qui ne permet donc pas de faire tourner le moteur dans les deux sens. Il existe un mode de réalisation de l'invention qui permet d'utiliser un tel variateur, mais ses inconvénients seront exposés plus loin. C'est pourquoi la réalisation préférée utilise un variateur de vitesse à quatre quadrants construit spécialement. These two characteristics are found in the Axodyn variable speed drive manufactured by the company Compagnie Electromécanique (CEM) but, on the one hand, its response time is too long and, on the other hand, it is a variable speed drive. a quadrant, which therefore does not allow the motor to rotate in both directions. There is an embodiment of the invention which makes it possible to use such a variator, but its drawbacks will be explained below. This is why the preferred embodiment uses a specially constructed four-quadrant variable speed drive.

La fig. 5 représente le bloc-diagramme de ce variateur. La tension de référence issue de la mémoire 28 et la tension de sortie de la dynamo tachymétrique 31 sont appliquées à un comparateur 200 (connu) dont la tension de sortie est fonction de la différence entre les tensions d'entrée. Cette tension de sortie du comparateur 200 est appliquée à un régulateur proportionnel-intégral (connu) 201 dont le signal de sortie attaque, à la fois, un détecteur de valeur absolue 202 et un détecteur de signe 203. Le signal de sortie du détecteur de valeur absolue 202 sert à moduler la largeur des impulsions à partir desquelles sera obtenu le courant d'alimentation du moteur 30, et le signal de sortie du détecteur de signe 203 commande le sens de rotation du moteur 30. Fig. 5 shows the block diagram of this drive. The reference voltage from memory 28 and the output voltage of the tacho dynamo 31 are applied to a comparator 200 (known), the output voltage of which is a function of the difference between the input voltages. This output voltage of the comparator 200 is applied to a proportional-integral regulator (known) 201, the output signal of which drives both an absolute value detector 202 and a sign detector 203. The output signal of the absolute value 202 is used to modulate the width of the pulses from which the supply current of the motor 30 will be obtained, and the output signal of the sign detector 203 controls the direction of rotation of the motor 30.

L'adaptation de l'alimentation par modulation de largeur d'impulsion à un moteur pouvant tourner dans les deux sens a posé un petit problème. Pour chaque sens de marche, il est prévu deux transistors de puissance montés en Darlington. Au moment de l'inversion du sens de marche, les quatre transistors sont conducteurs et il en résulte un bref court-circuit. Il a fallu retarder volontairement la mise en fonctionnement des deux transistors qui n'étaient pas conducteurs jusqu'à ce que les deux premiers ne le soient plus. L'inversion immédiate du sens de rotation du moteur n'est donc pas possible. Il a fallu trouver un compromis entre un retard admissible et la nécessité de protéger les transistors contre ce court-circuit. D'autre part, le Darlington classique donnait un temps de réponse trop long; pour le diminuer, un transistor pnp est inséré dans le circuit. Ainsi, le temps de commutation est beaucoup plus rapide. La fig. 6 représente l'étage de puissance schématisé en 205 sur le bloc-diagramme de la fig. 5. Les transistors 300 et 301 alimentent le moteur 30 lorsqu'il tourne dans un sens et les transistors 302 et 303 l'alimentent lorsqu'il tourne dans l'autre sens. Les transistors 304 et 305 sont des pnp destinés à réduire le temps de commutation. Quand le moteur est ralenti, il se comporte en génératrice et renvoie du courant dans les transistors qui risquent fort d'être détériorés. On évite cet inconvénient, au moment du freinage, en plaçant une résistance 306 aux bornes de la tension d'alimentation du moteur. Le freinage est déclenché par la tension prélevée en A dans le pont de résistances 307, 308. Le dispositif de freinage (connu) renvoie un signal en B qui rend le transistor 309 conducteur et ainsi met la résistance 306 en parallèle sur l'alimentation du moteur. C'est la résistance, et non les transistors 300, 301, 302 et 303, qui encaisse le courant fourni par le moteur. Adapting the power supply by pulse width modulation to a motor that can rotate in both directions posed a small problem. For each direction of travel, two power transistors mounted in Darlington are provided. When the direction of travel is reversed, the four transistors are conductive, resulting in a brief short circuit. The two non-conductive transistors had to be delayed on purpose until the first two were no longer conductive. Immediate reversal of the direction of rotation of the motor is therefore not possible. A compromise had to be found between an admissible delay and the need to protect the transistors against this short circuit. On the other hand, the classic Darlington gave too long a response time; to decrease it, a pnp transistor is inserted in the circuit. Thus, the switching time is much faster. Fig. 6 shows the power stage shown diagrammatically at 205 on the block diagram of FIG. 5. The transistors 300 and 301 feed the motor 30 when it turns in one direction and the transistors 302 and 303 feed it when it turns in the other direction. The transistors 304 and 305 are pnp intended to reduce the switching time. When the motor is slowed down, it behaves as a generator and sends current back into the transistors which are very likely to be damaged. This drawback is avoided, when braking, by placing a resistor 306 across the motor supply voltage. Braking is triggered by the voltage taken from A in the resistor bridge 307, 308. The braking device (known) sends back a signal at B which makes the transistor 309 conductive and thus puts the resistor 306 in parallel on the supply of the engine. It is the resistor, not the transistors 300, 301, 302 and 303, which collects the current supplied by the motor.

Par ailleurs, le courant de freinage est limité par un dispositif, représenté par 206 sur la fig. 5, qui compare le courant émis par le moteur et mesuré en 207 à une consigne de courant. Le dispositif 206 est représenté sur la fig. 7. Furthermore, the braking current is limited by a device, represented by 206 in FIG. 5, which compares the current emitted by the motor and measured in 207 with a current setpoint. The device 206 is shown in FIG. 7.

Les photocoupleurs 311 et 312 relèvent la chute de tension aux bornes de la résistance 310, en série avec le moteur 30. Il faut deux photocoupleurs puisque le moteur peut tourner dans les deux sens et que le courant traverse la résistance 310 dans les deux sens. La conduction du phototransistor 313 est fonction de l'éclairement des diodes 311 ou 312. La tension résultant de cette photoconduction est appliquée à l'intégrateur 314 dont le signal de sortie est comparé à une consigne de courant appliquée en F. Si la mesure est supérieure à la consigne, la porte ET 315 qui reçoit également en G la sortie d'un comparateur de courant est bloquée et la limitation fonctionne. Inversement, si la mesure est inférieure à la consigne, la limitation n'est pas mise en service. The photocouplers 311 and 312 detect the voltage drop across the resistor 310, in series with the motor 30. Two photocouplers are required since the motor can rotate in both directions and the current flows through the resistor 310 in both directions. The conduction of the phototransistor 313 is a function of the illumination of the diodes 311 or 312. The voltage resulting from this photoconduction is applied to the integrator 314 whose output signal is compared to a current setpoint applied at F. If the measurement is higher than the setpoint, the AND gate 315 which also receives at G the output of a current comparator is blocked and the limitation operates. Conversely, if the measurement is lower than the setpoint, the limitation is not put into service.

Sur le bloc-diagramme de la fig. 5, la mesure du courant par les photocoupleurs est figurée en 207 et la limitation de courant en 206. On the block diagram of fig. 5, the current measurement by the photocouplers is shown in 207 and the current limitation in 206.

Le fonctionnement général de l'ensemble est le suivant. The general operation of the assembly is as follows.

En régime stationnaire, les rubans de fibres textiles 2a, 2b, 2c, 2d ne provoquent pas de déplacement du ou des galets palpeurs 24, de sorte que la mémoire 28 n'enregistre pas de variation de tension à la sortie du pont d'extensométrie 27, et que le variateur de vitesse électronique 29 est au repos. Le moteur 30 est arrêté, de sorte que le porte-satellites 32 du différentiel 14 est également arrêté et que ce dernier fonctionne en simple réducteur de vitesse planétaire; par suite, la vitesse des cylindres alimentaires 1 n'est pas modifiée. In stationary regime, the textile fiber ribbons 2a, 2b, 2c, 2d do not cause displacement of the feeler roller (s) 24, so that the memory 28 does not record any voltage variation at the output of the strain gauge bridge 27, and that the electronic speed controller 29 is at rest. The motor 30 is stopped, so that the planet carrier 32 of the differential 14 is also stopped and the latter operates as a simple planetary speed reducer; as a result, the speed of the food cylinders 1 is not changed.

Si l'épaisseur d'un ou de plusieurs rubans de fibres vient à se modifier, par exemple à augmenter, les galets palpeurs 24 correspondants sont légèrement repoussés vers le bas, la jauge de contrainte 26 modifie les conditions du pont d'extensométrie 27, la variation de la tension de sortie du pont est injectée dans la mémoire 28 qui la retient en réserve pendant une durée égale au temps de transfert dont il a été question plus haut, à la suite de quoi cette information est envoyée au variateur électronique 29 qui provoque l'alimentation du moteur 30 avec une polarité correspondant au signe de la tension reçu, de sorte que ledit moteur tourne dans le sens qui provoque une If the thickness of one or more fiber ribbons changes, for example to increase, the corresponding feeler rollers 24 are slightly pushed down, the strain gauge 26 modifies the conditions of the extensometry bridge 27, the variation of the output voltage of the bridge is injected into the memory 28 which holds it in reserve for a period equal to the transfer time which was mentioned above, after which this information is sent to the electronic variator 29 which causes the motor 30 to be supplied with a polarity corresponding to the sign of the voltage received, so that said motor turns in the direction which causes a

5 5

10 10

15 15

20 20

25 25

30 30

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

5 5

642 404 642,404

diminution de la vitesse du planétaire 15 du différentiel 14 et, par conséquent, une diminution de la vitesse des cylindres alimentaires 1 et une augmentation correspondante du taux d'étirage de la partie plus épaisse des rubans, pour que l'épaisseur de la mèche 6 qui sort des cylindres étireurs 3 demeure constante. Le moteur 30 entraîne la 5 dynamo tachymétrique 31 qui fournit une tension mise, dans le variateur de vitesse électronique 29, en opposition avec la tension fournie par la mémoire 28; la vitesse du moteur est stabilisée à partir de l'instant où ces deux tensions s'équilibrent, et l'installation continue à fonctionner dans les mêmes conditions aussi longtemps que 10 n'intervient pas une nouvelle modification dans l'épaisseur des mèches alimentées. decrease in the speed of the planet 15 of the differential 14 and, consequently, a decrease in the speed of the food cylinders 1 and a corresponding increase in the rate of drawing of the thicker part of the ribbons, so that the thickness of the wick 6 coming out of the stretching cylinders 3 remains constant. The motor 30 drives the tachometric dynamo 31 which supplies a voltage set in the electronic speed controller 29 in opposition to the voltage supplied by the memory 28; the speed of the motor is stabilized from the moment when these two voltages are balanced, and the installation continues to operate under the same conditions as long as there is no further change in the thickness of the wicks supplied.

Inversement, une diminution temporaire de l'épaisseur des rubans alimentés provoquerait, par des réactions inverses de l'installation, une augmentation de la vitesse des cylindres alimentaires 15 propres à diminuer le taux d'étirage des parties de rubans plus minces. Conversely, a temporary decrease in the thickness of the supplied ribbons would cause, by reverse reactions of the installation, an increase in the speed of the food cylinders 15 capable of reducing the rate of drawing of the thinner parts of the ribbons.

A titre de variante, la variateur de vitesse électronique 29 pourrait être du type à un seul quadrant; dans ce cas, le moteur auxiliaire 30 tournerait toujours dans le même sens, à une vitesse variable en 20 fonction des conditions du système de régulation en réponse aux signaux fournis par les palpeurs 24; le porte-satellites 32 du différentiel 14 ne serait jamais immobile. Les vitesses de rotation des différents organes pourraient atteindre des valeurs beaucoup plus Alternatively, the electronic speed controller 29 could be of the single quadrant type; in this case, the auxiliary motor 30 would always rotate in the same direction, at a variable speed as a function of the conditions of the regulation system in response to the signals supplied by the feelers 24; the planet carrier 32 of the differential 14 would never be stationary. The rotational speeds of the various organs could reach much higher values

élevées, ce qui nécessiterait l'utilisation d'un moteur 30 de puissance plus grande pour vaincre les forces d'inertie résultant de l'accroissement de la vitesse. high, which would require the use of a motor 30 of greater power to overcome the inertial forces resulting from the increase in speed.

Dans tous les cas, le dispositif de régulation qu'on vient de décrire présente, en outre, l'avantage d'assurer encore la constance de l'épaisseur de la mèche de fibres 6 qui sort de la machine lorsque la vitesse du train d'étirage est différente de sa vitesse nominale, c'est-à-dire au démarrage de la machine, ou pendant le ralentissement précédant un arrêt, ou encore après line casse de mèche. Sans une telle régulation, un défaut important affecte la mèche sortante, chaque fois que la vitesse du train d'étirage subit une variation. In all cases, the regulating device which has just been described has, moreover, the advantage of still ensuring consistency of the thickness of the wick of fibers 6 which leaves the machine when the speed of the train d stretching is different from its nominal speed, that is to say when the machine is started, or during slowing down before stopping, or even after the breakage of the wick. Without such regulation, a major defect affects the outgoing bit, each time the speed of the drawing train undergoes a variation.

Une autre particularité réside dans le fait qu'on a ajouté à l'installation une dynamo tachymétrique 43 entraînée par le moteur principal M et dont la tension de sortie est conduite aussi au régulateur électronique 29. Dans ces conditions, la vitesse des cylindres alimentaires 1 peut être réglée aussi en fonction de la vitesse du train d'étirage 3, vitesse éventuellement très inférieure à sa vitesse nominale. Another particularity resides in the fact that a tachometer dynamo 43 driven by the main motor M has been added to the installation, the output voltage of which is also conducted to the electronic regulator 29. Under these conditions, the speed of the food cylinders can also be adjusted as a function of the speed of the drawing train 3, a speed possibly much lower than its nominal speed.

Suivant une autre caractéristique, on peut faire varier la valeur du taux d'étirage sans être obligé de changer l'un, au moins, des deux pignons dentés 16 et 19, en accouplant une dynamo tachymétrique 44 au pignon 16 qui commande l'entraînement des cylindres alimentaires 1, et en injectant la tension de sortie de cette dynamo dans le variateur de vitesse électronique 29. According to another characteristic, the value of the stretching rate can be varied without being obliged to change one, at least, of the two toothed pinions 16 and 19, by coupling a tachometric dynamo 44 to the pinion 16 which controls the drive. food cylinders 1, and by injecting the output voltage of this dynamo into the electronic speed controller 29.

3 feuilles dessins 3 sheets of drawings

Claims (13)

642 404642,404 1. Installation de régulation de la section de la mèche de fibres sortant d'une machine d'étirage de fibres textiles comportant une paire de cylindres alimentaires et au moins une paire de cylindres éti-reurs, l'une des deux paires de cylindres étant reliée directement à un arbre principal entraîné par un moteur principal, et l'autre paire de cylindres étant reliée au même arbre principal par l'intermédiaire d'un premier élément d'un mécanisme différentiel dont un deuxième élément est relié à l'arbre principal et le troisième élément à un moteur auxiliaire alimenté sous le contrôle d'un variateur de vitesse électronique dont l'entrée est reliée à un dispositif de comparaison d'une première tension fournie par une dynamo tachymétrique entraînée à une vitesse qui est fonction de la vitesse des cylindres éti-reurs et d'une deuxième tension fournie par des moyens de mesure de l'épaisseur des mèches de fibres, caractérisée en ce que la paire de cylindres reliée directement à l'arbre principal (5a) est la paire de cylindres étireurs (3), en ce que la paire de cylindres reliée à l'arbre principal (5a) par l'intermédiaire du mécanisme différentiel (14) est la paire de cylindres alimentaires (1), en ce que la dynamo tachymétrique (31) qui fournit la première tension conduite au dispositif de comparaison (29) est reliée directement au moteur auxiliaire (30), 1. Installation for regulating the section of the wick of fibers leaving a textile fiber drawing machine comprising a pair of food cylinders and at least one pair of stretching cylinders, one of the two pairs of cylinders being directly connected to a main shaft driven by a main motor, and the other pair of cylinders being connected to the same main shaft by means of a first element of a differential mechanism, a second element of which is connected to the main shaft and the third element to an auxiliary motor supplied under the control of an electronic speed controller whose input is connected to a device for comparing a first voltage supplied by a tachometer dynamo driven at a speed which is a function of the speed stretching cylinders and a second tension supplied by means of measuring the thickness of the wicks of fibers, characterized in that the pair of cylinders connected directly to the main shaft al (5a) is the pair of stretching cylinders (3), in that the pair of cylinders connected to the main shaft (5a) via the differential mechanism (14) is the pair of food cylinders (1), in that the tachometer dynamo (31) which supplies the first voltage supplied to the comparison device (29) is connected directly to the auxiliary motor (30), et en ce que la deuxième tension est conduite au variateur de vitesse électronique (29) par l'intermédiaire d'une mémoire électronique (28). and in that the second voltage is conducted to the electronic speed controller (29) via an electronic memory (28). 2. Installation suivant la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de mesure de l'épaisseur des mèches comportent des jauges de contrainte (26) portées par des lames de ressort (25) et reliées à un pont d'extensométrie (27). 2. Installation according to claim 1, characterized in that the means for measuring the thickness of the wicks comprise strain gauges (26) carried by spring blades (25) and connected to an extensometry bridge (27) . 2 2 REVENDICATIONS 3. Installation suivant la revendication 2, caractérisée en ce que chaque lame de ressort (25) porte, sur deux faces opposées, deux jauges de contrainte (26a, 26b) branchées électriquement en opposition. 3. Installation according to claim 2, characterized in that each leaf spring (25) carries, on two opposite faces, two strain gauges (26a, 26b) electrically connected in opposition. 4. Installation suivant la revendication 1, caractérisée en ce que les deux premiers éléments du mécanisme différentiel (14) sont les deux planétaires (15,13), et le troisième le porte-satellites (32). 4. Installation according to claim 1, characterized in that the first two elements of the differential mechanism (14) are the two planetary (15,13), and the third the planet carrier (32). 5. Installation suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la liaison entre le premier élément (15) du mécanisme différentiel (14) et les cylindres alimentaires (1) est constituée par une transmission (16,18,19) à rapport variable, par exemple par pignons dentés interchangeables de diamètres différents, pour permettre une modification de taux d'étirage. 5. Installation according to claim 1, characterized in that the connection between the first element (15) of the differential mechanism (14) and the food cylinders (1) consists of a transmission (16,18,19) with variable ratio, for example by interchangeable toothed gears of different diameters, to allow a modification of drawing rate. 6. Installation suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la tension fournie par une dynamo tachymétrique (43) entraînée par le moteur principal (M) est conduite aussi au variateur de vitesse électronique (29) pour asservir la vitesse des cylindres alimentaires (1) à celle du train d'étirage (3). 6. Installation according to claim 1, characterized in that the voltage supplied by a tachometric dynamo (43) driven by the main motor (M) is also conducted to the electronic speed controller (29) to control the speed of the food cylinders (1 ) to that of the drawing train (3). 7. Installation suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la tension fournie par une dynamo tachymétrique (44) entraînée par le premier élément (15) du mécanisme différentiel (14) est aussi conduite au variateur de vitesse électronique (29) pour permettre une modification du taux d'étirage. 7. Installation according to claim 1, characterized in that the voltage supplied by a tachometric dynamo (44) driven by the first element (15) of the differential mechanism (14) is also conducted to the electronic speed controller (29) to allow a modification of the stretching rate. 8. Installation suivant l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que l'alimentation du moteur auxiliaire (30) est réalisée selon le principe de la modulation de largeur d'impulsions, mais avec des moyens d'amplification supplémentaire (304, 305) diminuant le temps de commutation. 8. Installation according to one of claims 1 to 7, characterized in that the supply of the auxiliary motor (30) is carried out according to the principle of pulse width modulation, but with additional amplification means (304 , 305) reducing the switching time. 9. Installation suivant la revendication 8, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens (304, 305) de retardement volontaire de l'inversion du sens de rotation du moteur auxiliaire (30) propres à éviter la mise en court-circuit de l'alimentation au moment de la commutation. 9. Installation according to claim 8, characterized in that it comprises means (304, 305) for voluntary delaying of the reversal of the direction of rotation of the auxiliary motor (30) capable of avoiding the short-circuiting of the power supply at the time of switching. 10. Installation suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le régulateur du variateur de vitesse électronique (29) est agencé de façon que sa fonction de transfert reproduise la fonction de transfert de la variation de vitesse du moteur auxiliaire (30) par rapport à la variation de l'épaisseur du ruban de fibres (2a, 2b, 2c, 2d). 10. Installation according to claim 1, characterized in that the regulator of the electronic speed controller (29) is arranged so that its transfer function reproduces the transfer function of the speed variation of the auxiliary motor (30) relative to the variation of the thickness of the fiber ribbon (2a, 2b, 2c, 2d). 11. Installation suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le variateur de vitesse électronique (29) est un variateur à quatre quadrants. 11. Installation according to claim 1, characterized in that the electronic speed variator (29) is a four quadrant variator. 12. Installation suivant la revendication 1, caractérisée en ce que, en parallèle avec le moteur auxiliaire (30), est branché un circuit résistant (306) qui protège l'étage de puissance (205) du variateur de vitesse électronique (29) en absorbant l'énergie libérée par ledit moteur, au moment de son freinage. 12. Installation according to claim 1, characterized in that, in parallel with the auxiliary motor (30), is connected a resistive circuit (306) which protects the power stage (205) of the electronic speed controller (29) in absorbing the energy released by said motor, when it brakes. 13. Installation suivant la revendication 12, caractérisée en ce que le limiteur de courant de freinage est équipé de photocoupleurs (311,312). 13. Installation according to claim 12, characterized in that the braking current limiter is equipped with photocouplers (311,312).