PT97244B - Processo e dispositivo para guiar um cabo de fibras - Google Patents
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Description
PROCESSO E DISPOSITIVO PARA GUIAR UM CABO DE FIBRAS
MEMÕRIA DESCRITIVA
A presente invenção diz respeito a um processo e a um dispositivo para o guiamento de um cabo de fibras sem fim, na fabricação de fibras sintéticas. Trata-se neste caso de um cabo de fibras constituído por um grupo de filamentos de alguns milhares a alguns milhões de filamentos, em especial antes da entrada numa máquina de encrespamento de câmara de calçamento.
Sabe-se que a qualidade, em especial a regularidade, dos cabos de fibras sintéticas encrespadas ou das fibras fiadas fabricadas a partir das mesmas é influenciada essencialmente pela regularidade do cabo de fibras introduzido. Portanto, têm sido descritos muitos dispositivos que se pretende que produzam um cabo de espessura uniforme, por exemplo cilindros abaulados (DE 1 785 028), condutores de fios com ranhuras (US 4 301 579), guias laterais dos fios (DE 1 435 438) ou rolos com a forma de duplo tronco de cone (DE 1 660 291).
Descreveram-se também múltiplos processos, por meio dos quais se forma o cabo introduzido a partir de uma multiplicidade de cabos parciais (GB 962 516, DE 2 144 763, EP 199 238). Estes processos partem do princípio de que, em média, se eliminam os defeitos dos cabos parciais pela sua multiplicação.
Da patente de invenção alema DE 33 06 876 sao conhecidos
A ·» um processo e um dispositivo para o guiamento de um cabo de fibras sem fim antes da entrada numa máquina de encrespamento com câmara de calçamento, nos quais se mede permanentemente a tensão do cabo de fibras e, em função disso, se comanda a velocidade do mecanismo de alimentação da máquina de câmaras de encrespamento. Mas, deste modo, não pode optimizar-se a geometria do cabo de fibras.
A presente invenção tem por objectivo proporcionar um processo e um dispositivo para a condução de um cabo de fibras sem fim, na fabricação de fibras sintéticas, que permite uma optimizaçao da geometria do cabo de fibras.
Para resolver este problema, o processo segundo a presente invenção é caracterízado por se detectar, sem contacto, pelo menos uma dimensão geométrica ou uma propriedade do cabo de fibras representativa das dimensões geométricas, e comandar a dimensão geométrica do cabo de fibras de modo que se mantenha no interior de uma faixa de valores prescrita nominal.
A exploração sem contacto faz-se de maneira conveniente por via electro-óptica. De preferência mede-se então a intensidade de um raio luminoso que atravessa ou se reflecte no cabo de fibras. Isso permite obter uma informação sobre o perfil do cabo (espessura e largura do cabo de fibras) bem como a posição do cabo de fibras na direcção transversal.
Como grandeza característica do perfil do cabo explora-se de preferência a espessura do cabo de fibras ao longo da sua largura e/ou a largura do cabo de fibras e/ou a posição do cabo
-3de fibras na direcção transversal.
Essas grandezas geométricas sao então - de preferência por meio de desvios que se aplicam ao cabo de fibras - reguladas continuamente de modo tal que se mantenham dentro das faixas prescritas.
A exploração e o comando fazem-se de maneira conveniente em zonas parciais, em forma de tiras, distribuídas pela largura do cabo de fibras.
Deste modo, pode por exemplo manter-se uma secção transversal rectangular do cabo óptima, bem como uma posição óptima do cabo de fibras na direcção transversal (na bolacha de transporte). Isso permite apresentar â máquina de encrespamento, colocada a seguir, permanentemente um cabo de fibra com a geometria óptima. Consegue-se portanto um encrespamento regular a toda a largura do cabo. A largura da câmara de encrespamento pode ter uma boa utilização. Além disso, melhora-se a capacidade de tratamento têxtil ulterior da fibra de cabo.
Compreende-se que o processo segundo a presente invenção pode ser usado não só antes da entrada numa máquina de encrespamento, como também de forma completamente geral em qualquer situação onde interesse uma geometria óptima do cabo, por exemplo na entrada do secador.
Um dispositivo para a realização do processo segundo a presente invenção é caracterizado por apresentar um dispositivo sensor (10; 12), que funciona sem contacto, que mede as grandezas geométricas ou caracteristicas do cabo de fibras (2) represen-4, tativas das mesmas e gera um sinal de medida electrico correspondente, um dispositivo (14) de processamento do sinal que gera, em função do sinal de medida, um sinal de comando e uma unidade de comando (16) que comanda a grandeza do cabo de fibras (2) em função do sinal de comando.
De preferência, prevê-se que o dispositivo sensor apresente uma fonte luminosa (10) que ilumina o cabo de fibras e uma câmara electrónica (12) que capta a luz que passa através de, ou se reflecte no cabo de fibras (2). A câmara pode ser uma câmara de vídeo, mas é de preferência uma câmara de linhas ou de matriz com dispositivo CCD. A fonte luminosa e a câmara podem ser montadas no mesmo lado do cabo de fibras. De preferência, a fonte luminosa e a câmara estão montadas de lados opostos do cabo de fibras, visto que o processo de transparência permite uma informação mais precisa sobre as grandezas geométricas do cabo de fibras controladas.
A unidade de comando (16) apresenta de preferência um ou mais dispositivos de desvio que se aplicam ao cabo de fibras (18;20;22) para o comando da espessura e/ou da largura e/ou da posição do cabo de fibras (2). Um dispositivo de desvio para o comando da espessura do cabo de fibras apresenta uma série de pelo menos dois elementos de desvio (24), situados uns ao lado dos outros, móveis perpendicularmente ao plano do cabo de fibras (2) e no sentido da progressão, os quais podem mover-se independentemente uns dos outros contra o cabo de fibras, para o alargamento local do cabo de fibras (2). Para o comando da largura e da posição do cabo de fibras utilizam-se de preferência barras ou rolos de desvio, rectilíneos ou curvos, que se deslocam perpendicularmente ao cabo de fibras e podem bascular ou rodar em torno do seu eixo longitudinal.
Com referência aos desenhos anexos, descrevem-se a seguir com mais pormenor o processo segundo a presente invenção e o dispositivo para a realizaçao desse processo. As figuras dos desenhos representam:
A fig. 1, uma vista de lado de um dispositivo para guiar um cabo de fibras, esquematicamente;
A fig. 2, uma vista de cima do dispositivo da fig. 1;
A fig. 3, um mostrador para observação de um sinal de medida correspondente ao perfil do cabo;
A fig. 4, um perfil do cabo com um dispositivo de desvio para o comando da espessura do cabo de fibras;
As fig. 5 e 6, um dispositivo de desvio para comandar a largura do cabo de fibras em estados de funcionamento diferentes ;
A fig. 7, um dispositivo de desvio para o comando da posição lateral do cabo de fibras.
dispositivo representado nas fig. 1 e 2 para o guiamento de um cabo de fibras (2) possui um mecanismo alimentador de entrada (4) e um mecanismo alimentador de saída (6) que, no exemplo de realização representado, é o cilindro de entrada de uma câmara de encrespamento (8). 0 cabo de fibras (2) é constituído por uma multiplicidade de filamentos e tem por exemplo a
secção transversal indicada na fig. 4.
Por baixo da pista do cabo de fibras (2) está colocada uma fonte luminosa sob a forma de uma lâmpada (10), que dirige um raio de luz para cima, contra o cabo de fibras (2). Do lado do cabo de fibras (2) oposto ao da fonte luminosa (10) está colocada uma câmara (12), que mede a intensidade luminosa da luz que atravessa o cabo de fibras (2). A câmara (12) é por exemplo uma câmara de linhas CCD (por exemplo como a que ê vendida pela sociedade Honeywell com a designação HVS 256). A câmara de linhas deve ter uma definição de pelo menos 128 níveis de valores do cinzento, abrangendo neste exemplo de realização concreto 256 níveis de cinzento.
O sinal de medida gerado pela câmara (12), que representa a intensidade luminosa da luz que atravessa o cabo de fibras (2) â largura do cabo de fibras ê levado a um dispositivo de processamento de sinais (14), sob a forma de um computador, que gera sinais de comando para actuaçao de uma unidade de comando (16).
A unidade de comando (16) ê constituída, no exemplo de realização representado, por um dispositivo de desvio (18) para o comando da espessura do cabo de fibras (2), um dispositivo de desvio (20) para o comando da largura do cabo de fibras (2) e um dispositivo de desvio (22) para o comando da posição do cabo de fibras (2) na direcçao trasversal. Os dispositivos de desvio (18, 20 e 22) estão dispostos de modo tal que - considerando a construção do cabo - são comandadas em primeiro lugar a posição
(-Ίlateral, depois a largura e depois a espessura do cabo de fibras (2).
Como se representa esquematicamente na fig. 4, o dispositivo de desvio (18) é constituído por uma série de elementos de desvio (24), colocados uns ao lado dos outros, sob a forma de barras dispostas verticalmente, susceptiveis de se deslocar axialmente, independentemente umas das outras. Cada elemento de desvio (24) está dotado com uma extremidade arredondada (25) que pode penetrar no cabo de fibras (2) e alargar localmente o cabo de fibras (2) e desse modo reduzir a sua espessura.
Como se mostra esquematicamente nas fig. 5 e 6, o dispositivo de desvio (20) é constituído por uma barra de desvio (26) curva, disposta transversalmente em relação à direcção longitu^dinal do cabo de fibras (2). A barra de desvio (26) pode rodar em torno do seu eixo longitudinal, de modo que o cabo de fibras (2) se encosta ao lado convexo ou ao lado côncavo da barra de desvio (26). Se o cabo de fibras (2) se encostar ao lado côncavo da barra de desvio (26) (fig. 5), isso tem como consequência uma diminuição da largura do cabo de fibras (2). Se, pelo contrário, a barra de desvio (26) se encostar ao lado convexo do cabo de fibras (2), então aumenta-se a largura do cabo de fibras (2).
O dispositivo de desvio (22) representado na fig. 7 para o comando da posição do cabo de fibras (2) é constituído por uma barra ou rolo de desvio rectilíneo (28), disposto transversalmente relativamente â direcção longitudinal do cabo de fi8bras (2). Como se indica esquematicamente na fig. 7, a barra de desvio (28) está apoiada de maneira oscilante na sua extremidade da esquerda (na figura). Quando a barra de desvio (28) efectuar um movimento de oscilação de pelo menos ± 0,1°, resulta um deslocamento lateral do cabo de fibras (2), para a direita ou para a esquerda (na fig. 7).
Vai agora descrever-se o modo de funcionamento do dispositivo. Parte-se da hipótese de que o cabo de fibras (2) possui, num determinado instante, o perfil indicado na fig. 4.
A câmara de linhas (12) gera então, em função da luz que atravessa o cabo de fibras (2), um sinal de medida analógico (V), que representa a distribuição das espessuras do cabo de fibras (2) no plano de medição. Este sinal analógico de medida (V) é processado no computador (14) e pode ser representado no ecrã do computador (14), como se mostra esquematicamente na fig. 3. Nesta figura estã também indicada uma faixa de valores prescrita para o sinal (V), com um limite superior e um limite inferior (G1) e (G2).
Como além disso se mostra na fig. 3, o ecrã está subdividido num reticulado com um número n de faixas parciais, sendo n=12 no exemplo de realizaçao. A cada faixa parcial está associado um elemento de desvio (24) do dispositivo de desvio (18) (fig. 4). Se o sinal que representa a distribuição das espessuras em uma ou várias das faixas parciais do retículo se deslocar para cima ou para baixo dos valores limites superior e inferior (G1) e (G2), então o computador (14) fornece sinais de comando
-9-, correspondentes para o dispositivo de desvio (18), para deslocar os respectivos elementos de desvio (24).
No exemplo de realização representado, o sinal (V) desloca-se para fora do limite inferior (G2) nas faixas parciais 1, 6, 11 e 12 (contadas a partir da esquerda). Isso significa que o cabo de fibras (2) tem, nessas faixas parciais, uma espessura demasiadamente grande. Portanto os primeiro, sexto, décimo primeiro e décimo segundo elementos de desvio (24) sao deslocados para o interior do cabo de fibras (2), para alargar o cabo de fibras nessas faixas parciais e portanto diminuir localmente a sua espessura.
A comparação do sinal (V) com a faixa fixada de valores prescritos pode ainda ser representada numa régua de díodos (não representada). Por exemplo, podem associar-se a cada faixa parcial dois díodos, que se acendem, um deles quando for ultrapassado o limite superior e o outro quando for ultrapassado o limite inferior, não indicando os díodos qualquer sinal quando o sinal (V) se encontrar dentro da faixa de valores prescritos.
sinal (V) ê também usado para determinar o valor prescrito da largura e a posição prescrita do cabo de fibras (2).
No caso de se ultrapassarem os valores prescritos respectivos, o computador (14) fornece sinais de comando apropriados aos dispositivos de desvio (20) e (22) para corrigir a largura e a posição do cabo de fibras.
Deste modo mantêm-se o perfil do cabo (espessura e largura), bem como a posição do cabo de fibras dentro de valores óptimos de maneira contínua por um processo ”em linha”.
No caso de surgirem na tradução do sinal (V) feita no computador (14) valores fora dos valores limites, pode desencadear-se um protocolo de erro no qual se indica o instante em que se verifica o erro e a sua classificação. A câmara de linhas CCD deve, por exemplo, fazer uma captação pelo menos de 5 em 5 ms.
Em vez de uma câmara de linhas CCD pode naturalmente utilizar-se uma câmara CCD de matriz. Neste caso, em vez de uma só linha de medida resulta um campo de medida em forma de matriz, que permite uma avaliação apropriada no computador. 0 processo para o comando da geometria do cabo é no entanto o mesmo que quando se utiliza uma câmara de linhas.
Claims (17)
- REIVINDICAÇÕES1. - Processo .para guiar um cabo de fibras sem fim, na fabricação de fibras sintéticas, no qual se controla permanentemente uma característica do cabo de fibras e se comanda, em função deste controlo, essa característica do cabo de fibras, carac terizado por se explorar, sem contacto, pelo menos uma grandeza geométrica ou uma característica representativa desta grandeza geométrica do cabo e se comandar a grandeza geométrica do cabo de fibras de modo tal que se mantém a mesma dentro de um interva lo de valores prescritos pré-determinado.
- 2. - Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a exploração ser feita por via electro-óptica.-12.*·
- 3.- Processo de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizado por se detectar a intensidade luminosa de um raio luminoso que atravessa o cabo de fibras ou é reflectido pelo mesmo.
- 4. - Processo de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizado por se detectar a espessura do cabo de fibras na sua largura e/ou a largura do cabo de fibras e/ou a posição do cabo de fibras na direcção transversal.
- 5. - Processo de acordo com as reivindicações anterio res, caracterizado por a espessura do cabo de fibras ser coman dada através da sua largura e/ou ser comandada a largura do ca bo de fibras e/ou a posição do cabo de fibras na direcção transversal.
- 6. - Processo de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por o comando ser feito por meios de desvio aplicados ao cabo de fibras.
- 7. - Processo de acordo com uma qualquer das reivindi cações anteriores, caracterizado por a exploração e o comando serem feitos por secções, em zonas parciais em forma de fita, distribuídas pela largura do cabo de fibras.
- 8. - Dispositivo para a realização do processo de acor do com uma qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por compreender um dispositivo sensor que funciona sem contacto (10,12), que mede a grandeza geométrica, ou uma característica representativa da mesma, do cabo de fibras (2) e gera um sinal eléctrico de medição correspondente, um dispositivo de processamento do sinal (14), que gera um sinal de comando em função do sinal de medida, e uma unidade de comando (16) que co manda, em função do sinal de comando, a grandeza geométrica do cabo de fibras (2).
- 9. - Dispositivo de acordo com a reivindicação 8, carac terizado por o dispositivo sensor apresentar uma fonte luminosa (10) que ilumina o cabo de fibras e uma câmara electrónica (12) que recebe a luz que atravessa ou é reflectida pelo cabo de fibras (2).
- 10. - Dispositivo de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por a fonte luminosa (10) e a câmara (12) estarem montadas de lados opostos do cabo de fibras.
- 11. - Dispositivo de acordo com as reivindicações 9 ou 10, caracterizado por a câmara (12) ser uma câmara CCD de linhas ou de matriz.
- 12.- Dispositivo de acordo com a reivindicação 12,- ca racterizado por a câmara (12) ser formada· para a detecção de pe lo menos 128 níveis de cinzento.
- 13. - Dispositivo de acordo com uma qualquer das reivindicações 8 a 12, caracterizado por a unidade de comando (16) apresentar pelo menos um dispositivo de desvio (18,20,22) aplicado ao cabo de fibras (2) para o comando da espessura e/ou da largura e/ou da posição do cabo de fibras (2) .
- 14. - Dispositivo de acordo com a reivindicação 13, carac terizado por o dispositivo de desvio (18) para o comando da espessura do cabo de fibras (2) apresentar uma série de pelo menos dois elementos de desvio (24), colocados uns ao lado dos outros, móveis perpendicularmente ao plano do cabo de fibras e no sentido do movimento, os quais podem mover-se, para o alargamento local do cabo de fibras (2), independentemente uns dos outros.
- 15. - Dispositivo de acordo com a reivindicação 14, ca racterizado por os elementos de desvio serem constituídos por barras (24) susceptiveis de deslizar axialmente, as quais se aplicam ao cabo de fibras (2) com extremidades arredondadas (25) .
- 16.- Dispositivo de acordo com uma qualquer das reivindicações 13 a 15, caracterizado por odispositivo de desvio (20) para o comando da largura do cabo de-fibras (2) apresentar pelo menos uma barra de desvio curva (26) cujo eixo longitudinal se estende perpendicularmente ã direcçâo do movimento do ca bo e substancialmente paralelo ao plano do cabo de fibras e que pode rodar em torno do seu eixo longitudinal.
- 17.- Dispositivo de.acordo com uma qualquer das reivindicações 13 a 16, caracterizado por o dispositivo de desvio (22) para o comando da posição do cabo de fibras (2) na di recção transversal apresentar pelo menos uma barra de desvio rectilínea ou um cilindro de desvio rectilíneo (28), cujo eixo longitudinalmente é perpendicular à direcçâo do movimento do cabo e paralelo ao plano do cabo e que pode oscilar em torno de um eixo paralelo ã direcçâo do movimento do cabo.
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