Appareil de mesure et/ou de réglage de la tension
La présente invention a pour objet un appareil de mesure et/ou de réglage de la tension d'une matière en forme de bande ou de fil s'étendant entre deux points distants, comprenant un organe destiné à venir en contact avec ladite matière entre ces deux points et pouvant être disposé de manière que la tension dans la matière engendre une composante de la force tendant de déplacer ledit organe dans uu plan sensiblement perpendiculaire au plan contenant ladite matière au point de contact avec ledit organe et tangent à ce dernier et des moyens de support à chaque extrémité dudit organe.
Un tel appareil peut être utilisé, lorsque la matière est immobile ou lorsqu'elle est mobile, par exemple dans le cas où elle passe sous tension entre les sections consécutives d'une installation ou d'une machine de traitement de la matière. Les signaux dépendant de la tension dans la matière flexible peuvent être utilisés pour l'indication et/ou pour le contrôle de la tension dans la matière.
L'appareil selon l'invention peut être utilisé, par exemple, pour la mesure et/ou pour le réglage de la tension dans une matière ayant la forme d'un ruban ou d'un fil passant à travers un laminoir ou pour mesurer et/ou pour contrôler la tension dans un fil doux, dans un fil textile, dans un fil à coudre etc., lorsqu'il passe à travers ou est fourni par une machine textile pour le tirage, filage, ou retordage, ou pour dévidage, ou bobinage etc. Cet appareil peut être de même utilisé dans un laminoir de caoutchouc ou de papier, lorsqu'il s'agit d'indiquer la tension dans un procédé de calandrage ou d'enrobage.
L'appareil selon l'invention peut être utilisé avec avantage dans différentes opérations textiles, dans lesquelles il est souvent nécessaire de constater la tension dans une couche de fils roulants, surtout que plusieurs défauts de fabrication et difficultés de teintage dépendent de la tension du fil et des variations de cette tension et il est difficile d'enregistrer la tension d'une couche mobile des fils d'une façon continue et avec précision au moyen de dispositifs connus, à cause de la forte variation et la fréquence de ces variations de la tension et à cause de la difficulté d'engendrer des déplacements importants et rapides de la partie en contact avec le fil de l'appareil de mesure de la tension.
L'invention a pour but de fournir un appareil de mesure et/ou de réglage de la tension qui permet d'obvier aux inconvénients des dispositifs connus.
L'appareil selon l'invention est caractérisé à cet effet, en ce que lesdits moyens de support fléchissent dans le même plan dans lequel ledit organe de contact est déplacé et en ce qu'il y a des moyens détecteurs associés auxdits moyens de support et capables de répondre au fléchissement desdits moyens de support, un dispositif sensible à la réponse desdits moyens détecteurs et agencé de manière à fournir un signa représentatif de la tension dans ladite matière.
Le dessin ci-annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'objet de la ! présente in- vention.
La fig. 1 est une vue en élévation faite le long de la ligne I-I de la fig. 2, certaines parties ayant été enlevées pour raison de clarté
la fig. 2 est une vue en élévation et en coupe de la fig. 1
la fig. 3 est une vue en plan faite le long de la ligne III-III de la fig. 1;
la fig. 4 est une coupe le long de la ligne IV-IV de la fig. 3, et
la fig. 5 est un schéma électrique de l'appareil de mesure de la tension.
Au dessin, une couche de chaîne 10 (fig. 2) passant du rouleau arrière (non montré) d'un métier vers un fléau enrouleur (non montré) se déplace audessus de deux barres de guidage 11, 12 et au-dessus d'un organe de contact 13. Les barres de guidage et l'organe de contact sont disposés de manière que la couche de chaîne passe au-dessus de l'organe de contact 13 sous un certain angle.
Il résulte de la fig. 2, que la pression exercée par la couche de chaîne sur l'organe de contact est seulement due à la composante verticale de la tension de la couche de chaîne et cette composante verticale dépend non seulement de la tension de la couche de chaîne, mais de même de l'angle, sous lequel sont situés les fils lorsqu'ils passent sur l'organe 13. Cet angle dépend de la disposition relative des barres 11 et 12 et de l'organe 13.
L'organe de contact 13 comprend un fléau cy lindrique s'étendant transversalement et étant en contact avec la couche de chaîne 10 et il est supporté à chaque extrémité par des bandes 14 et 15 identiques en acier inoxydable flexible.
A la fig. 3 l'une des extrémités de chaque bande est fixée, au moyen de vis 16 et 17, sur un tube 18 qui est monté sur les extrémités du fléau 13, de manière qu'il soit amovible.
A l'autre extrémité, comme montré plus en détail à la fig. 4, chaque bande 14 (ou 15) est maintenue, au moyen de vis s 19 et 20 dans un arbre 21 monté à chaque extrémité dans un palier à billes 22 logé dans un boîtier 23 disposé dans un dispositif de support 24. Le boîtier 23 qui loge l'arbre est allongé pour qu'on puisse réduire la longueur du fléau dans le sens axial lorsqu'il est sous une charge et pour faciliter la dilatation entre le fléau et le support.
L'arbre 21 est fixé au moyen de boulons 25 et 26.
Des saillies 27 et 28 ayant la forme d'un U du tube amovible 18 sont situées à l'extrémité opposée de l'arbre 21 et elles agissent comme un organe d'arrêt pour empêcher un fléchissement excessif et un ancrage de la bande 14.
Ainsi, les bandes fonctionnent comme un fléau en porte à faux et elles facilitent le déplacement du fléau 13 dans le plan vertical en réponse aux variations de la tension de la couche de chaîne. Le déplacement du fléau 13 dans le plan vertical est accompagné par un fléchissement des bandes 14 et 15.
Des jauges de la tension 29 et 30 à l'état solide sont fixées sur les surfaces supérieure et inférieure de la bande 14 et des jauges de la tension semblables 31 et 32 sont fixées sur les surfaces supérieure et inférieure de la bande 15, comme montré à la fig. 1.
Les jauges de la tension 29, 30, 31 et 32 sont reliées, comme montré en détail à la fig. 5, pour former un pont de Wheatstone, indiqué par le signe de référence 33, auquel une tension alternative est appliquée par une source convenable (non montrée) à travers un transformateur 34. La tension de sortie du pont de Wheatstone est appliquée à un amplificateur 35 qui alimente en enregistreur 36 pour faire un enregistrement permanent de la tension dans la couche de chaîne 10. La résistance des jauges de la tension 29, 30, 31, 32 à l'état non tendu est la même, de sorte que le seul signal fourni par le pont de Wheatstone, lorsque la couche de chaine 10 est soumise à une tension nulle, est due au poids mort du fléau 16. Il est possible, en introduisant deux potentiomètres réglables (non montrés) dans le circuit électrique de régler à zéro ce signal dû au poids mort.
Pendant le fonctionnement, la tension dans la couche de chaîne 10 produit une composante de la force tendant à déplacer le fléau 13 vers le bas.
En réponse à cette force, les bandes 14 et 15 fléchissent de même vers le bas. Ce fléchissement provoque une compression des jauges de tension 29 et 31 et 30 et 32, de sorte qu'il en résulte le changement de la résistance desdites jauges de la tension, qui provoque les déséquilibre du pont de Wheatstone 33 et la production d'un signal qui passe à travers l'amplificateur 33 et apparaît sur l'enregistreur 36. Le degré de fléchissement des bandes 14 et 15 varie avec le déplacement du fléau 13, qui à son tour varie avec le changement de la tension dans la couche de chaîne 10, de sorte que le degré de déséquilibre du pont de
Wheatstone 33 et le signal dans l'enregistreur 36 dépendent de la tension et sont la mesure de cette tension.
En proportionnant les parties d'une façon correcte et en employant un amplificateur 35 et un enregistreur 36 à haute sensibilité, il est possible de mesurer de petites variations de la tension, même si cette variation de la tension a lieu à une grande vitesse.
Dans ce qui précède, le mot fléchissement ne signifie pas que le fléau est déformé d'une façon permanente. En effet, lorsque la tension dans la matière est égale à zéro, le fléau retourne à la position qu'il a occupée avant l'augmentation de la tension dans la matière. Ainsi, le fléau est capable de fléchir dans les deux directions dans le plan de déplacement de l'organe de contact avec la matière.
La composante de la force dépend naturellement de la tension dans la matière et elle peut être utilisée pour calculer la tension en appliquant une formule mathématique convenable. Toutefois, il est possible de calibrer le pont de Wheatstone, de manière que le degré de déséquilibre soit une mesure directe de la tension dans la matière.
n est avantageux, lorsqu'on emploie l'appareil décrit, de mesurer des variations de la tension qui ont lieu à une grande vitesse, de projeter les moyens de support et l'organe de contact de manière que la fréquence propre de l'oscillation de ces moyens soit différente de la fréquence avec laquelle varie la tension, pour empêcher la résonance des oscillations.
Des oscillations pouvant prendre naissance, peuvent être amorties partiellement par le frottement entre l'organe de contact et la matière et par le phénomène d'hystérésis dans la matière.
n est en outre avantageux de projeter l'organe de contact de manière qu'il ait une rigidité suffisante par rapport au moyen de support pour assurer que la lecture obtenue sur le pont de Wheatstone soit indépendante de la distribution de la charge le long de l'organe de contact.
Lorsque l'appareil décrit doit être utilisé seulement pour régler la tension dans une matière, par exemple dans une couche de chaîne avant qu'elle soit enroulée sur le fléau, les impulsions électriques engendrées par les jauges de la tension, qui varient avec la tension, peuvent être utilisées pour influencer la vitesse avec laquelle la matière passe à travers l'organe de contact et par conséquent pour influencer la tension.
Ainsi, par exemple lorsque l'appareil décrit est utilisé pour régler la tension d'une couche de chaîne avant la concentration, la variation des impulsions électriques engendrées par les jauges de tension en fonction de la tension dans la couche de chaîne peuvent être utilisées pour commander un dispositif d'arrêt et/ou pour influencer la vitesse du moteur et par conséquent la vitesse de rotation du fléau et la tension du fil.
Voltage measuring and / or regulating device
The present invention relates to an apparatus for measuring and / or adjusting the tension of a material in the form of a strip or wire extending between two distant points, comprising a member intended to come into contact with said material between these. two points and can be arranged so that the tension in the material generates a component of the force tending to move said member in a plane substantially perpendicular to the plane containing said material at the point of contact with said member and tangent to the latter and means support at each end of said member.
Such an apparatus can be used when the material is stationary or when it is mobile, for example in the case where it passes under tension between consecutive sections of an installation or a machine for treating the material. The signals dependent on the tension in the flexible material can be used for indication and / or for the control of the tension in the material.
The apparatus according to the invention can be used, for example, for measuring and / or for adjusting the tension in a material in the form of a ribbon or a wire passing through a rolling mill or for measuring and / or to control the tension in a soft thread, in a textile thread, in a sewing thread etc., when it passes through or is supplied by a textile machine for drawing, spinning, or twisting, or for unwinding, or winding etc. This apparatus can also be used in a rubber or paper rolling mill when it comes to indicating the tension in a calendering or coating process.
The apparatus according to the invention can be used with advantage in various textile operations, in which it is often necessary to observe the tension in a layer of rolling threads, especially since several manufacturing defects and dyeing difficulties depend on the tension of the thread. and variations in this voltage and it is difficult to record the voltage of a moving layer of wires continuously and with precision by means of known devices, because of the large variation and the frequency of these variations of the wire. tension and because of the difficulty of causing large and rapid movements of the part in contact with the wire of the tension measuring device.
The object of the invention is to provide an apparatus for measuring and / or adjusting the voltage which makes it possible to obviate the drawbacks of known devices.
The apparatus according to the invention is characterized for this purpose, in that said support means flex in the same plane in which said contact member is moved and in that there are sensor means associated with said support means and capable of responding to the deflection of said support means, a device responsive to the response of said detector means and arranged to provide a signal representative of the tension in said material.
The accompanying drawing shows, by way of example, one embodiment of the object of the! present invention.
Fig. 1 is an elevational view taken along the line I-I of FIG. 2, some parts have been removed for clarity
fig. 2 is an elevational view in section of FIG. 1
fig. 3 is a plan view taken along line III-III of FIG. 1;
fig. 4 is a section taken along line IV-IV of FIG. 3, and
fig. 5 is an electrical diagram of the voltage measuring device.
In the drawing, a layer of chain 10 (fig. 2) passing from the rear roller (not shown) of a loom to a winding flail (not shown) moves over two guide bars 11, 12 and over them. a contact member 13. The guide bars and the contact member are arranged so that the chain layer passes over the contact member 13 at an angle.
It follows from fig. 2, that the pressure exerted by the warp layer on the contact member is only due to the vertical component of the tension of the warp layer and this vertical component depends not only on the tension of the warp layer, but on even from the angle at which the wires are located when they pass over the member 13. This angle depends on the relative arrangement of the bars 11 and 12 and of the member 13.
The contact member 13 comprises a cylindrical beam extending transversely and being in contact with the layer of chain 10 and is supported at each end by identical bands 14 and 15 of flexible stainless steel.
In fig. 3 one of the ends of each strip is fixed, by means of screws 16 and 17, on a tube 18 which is mounted on the ends of the beam 13, so that it is removable.
At the other end, as shown in more detail in FIG. 4, each strip 14 (or 15) is held by means of screws 19 and 20 in a shaft 21 mounted at each end in a ball bearing 22 housed in a housing 23 disposed in a support device 24. The housing 23 which houses the shaft is elongated so that the length of the beam can be reduced axially when it is under load and to facilitate expansion between the beam and the support.
The shaft 21 is fixed by means of bolts 25 and 26.
U-shaped protrusions 27 and 28 of the removable tube 18 are located at the opposite end of the shaft 21 and they act as a stopper to prevent excessive flexing and anchoring of the band 14.
Thus, the bands function as a cantilever beam and facilitate movement of the beam 13 in the vertical plane in response to variations in the tension of the warp layer. The movement of the beam 13 in the vertical plane is accompanied by a deflection of the bands 14 and 15.
Solid state strain gauges 29 and 30 are attached to the top and bottom surfaces of band 14, and similar strain gauges 31 and 32 are attached to the top and bottom surfaces of band 15, as shown. in fig. 1.
The tension gauges 29, 30, 31 and 32 are connected, as shown in detail in fig. 5, to form a Wheatstone bridge, indicated by the reference sign 33, to which an alternating voltage is applied from a suitable source (not shown) through a transformer 34. The output voltage of the Wheatstone bridge is applied to an amplifier 35 which feeds into recorder 36 to make a permanent recording of the tension in the string layer 10. The resistance of the tension gauges 29, 30, 31, 32 in the unstretched state is the same, so that the only one signal supplied by the Wheatstone bridge, when the chain layer 10 is subjected to zero voltage, is due to the dead weight of the beam 16. It is possible, by introducing two adjustable potentiometers (not shown) in the electrical circuit to adjust to zero this signal due to dead weight.
During operation, the tension in the chain layer 10 produces a component of the force tending to move the beam 13 downward.
In response to this force, bands 14 and 15 similarly flex downward. This deflection causes compression of the tension gauges 29 and 31 and 30 and 32, so that it results in the change of the resistance of said tension gauges, which causes the imbalance of the Wheatstone bridge 33 and the production of a signal which passes through amplifier 33 and appears on recorder 36. The degree of sag in bands 14 and 15 varies with the displacement of beam 13, which in turn varies with the change in voltage in the warp layer. 10, so that the degree of imbalance of the bridge
Wheatstone 33 and the signal in recorder 36 depend on the voltage and are the measure of that voltage.
By proportioning the parts in a correct manner and employing a high sensitivity amplifier 35 and recorder 36, it is possible to measure small variations in voltage, even though this variation in voltage takes place at a high speed.
In the foregoing, the word flexing does not mean that the beam is permanently deformed. Indeed, when the tension in the material is equal to zero, the flail returns to the position it occupied before the increase in the tension in the material. Thus, the beam is able to flex in both directions in the plane of movement of the material contact member.
The component of force naturally depends on the tension in matter and it can be used to calculate the tension by applying a suitable mathematical formula. However, it is possible to calibrate the Wheatstone bridge, so that the degree of imbalance is a direct measure of the tension in the material.
It is advantageous, when using the apparatus described, to measure voltage variations which take place at a high speed, to design the support means and the contact member so that the natural frequency of the oscillation of these means is different from the frequency with which the voltage varies, to prevent resonance of the oscillations.
Oscillations that may arise can be partially damped by the friction between the contact member and the material and by the phenomenon of hysteresis in the material.
It is further advantageous to design the contact member so that it has sufficient rigidity with respect to the support means to ensure that the reading obtained on the Wheatstone bridge is independent of the distribution of the load along the contact organ.
When the apparatus described is to be used only to adjust the tension in a material, for example in a layer of warp before it is wound on the beam, the electrical impulses generated by the tension gauges, which vary with the tension , can be used to influence the speed with which the material passes through the contact member and therefore to influence the tension.
Thus, for example when the apparatus described is used to adjust the voltage of a layer of warp before concentration, the variation of the electrical pulses generated by the voltage gauges as a function of the voltage in the layer of warp can be used to control a stop device and / or to influence the speed of the motor and consequently the speed of rotation of the flail and the tension of the wire.