CH684245A5 - Dévidoir à régulation de tension du fil pour alimenter une bobineuse à partir d'une nourrice. - Google Patents

Dévidoir à régulation de tension du fil pour alimenter une bobineuse à partir d'une nourrice. Download PDF

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CH684245A5
CH684245A5 CH4033/90A CH403390A CH684245A5 CH 684245 A5 CH684245 A5 CH 684245A5 CH 4033/90 A CH4033/90 A CH 4033/90A CH 403390 A CH403390 A CH 403390A CH 684245 A5 CH684245 A5 CH 684245A5
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Pascal Bultel
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Description

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CH 684 245 A5
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Description
La présente invention est relative au domaine du bobinage de fil métallique, notamment pour l'électricité, et concerne plus particulièrement un dévidoir à régulation automatique de tension du fil pour alimenter une bobineuse, proprement dite, à partir d'une nourrice.
La qualité du bobinage obtenu est bien entendu conditionnée par la constance de la tension mécanique qui s'exerce sur le fil jusqu'à son enroulement définitif sur la carcasse de la bobine en cours de réalisation, et ceci, bien que la vitesse de défilement puisse varier dans le temps en fonction de différentes circonstances, notamment de la forme de la carcasse, ronde, carrée, rectangulaire, ..., du diamètre croissant du bobinage pendant l'opération, des mouvements divers du crayon de guidage du fil associé à la bobineuse proprement dite et qui entraînent même, dans certaines phases, des vitesses momentanées de défilement négatives.
On a donc cherché à rendre ia tension mécanique du fil indépendante de sa vitesse de défilement par des moyens de dévidoirs mécaniques ou électromécaniques appropriés. Ces dévidoirs connus de l'état de la technique présentent cependant des inconvénients majeurs qui seront mis en évidence plus loin, notamment en ce qui concerne le rattrapage ou le ravalement du fil en cas de vitesse de défilement momentanément négative.
La présente invention vise à s'affranchir de ces inconvénients ou limitations en proposant un dévidoir de fil à tension régalée automatiquement et à ravalement également automatique.
Ces caractères et avantages de l'invention apparaîtront à la lumière de la description qui suit de deux dispositifs connus de l'état de la technique et d'un mode de réalisation d'un dévidoir ravaleur automatique conforme à l'invention. Pour l'intelligence de cette description, on se référera aux dessins, dont:
- la fig. 1 rappelle très schématiquement, pour la clarté, le principe du bobinage,
- la fig. 2 illustre un dévidoir mécanique de type connu,
- la fig. 3 représente un dévidoir électromécanique de type également connu,
- la fig. 4 illustre, très schématiquement, le principe d'un mode de réalisation d'un dévidoir ravaleur selon l'invention.
Pour la compréhension de ce qui suit, le principe du bobinage est succinctement rappelé en référence à la fig. 1 où un fil 2 en provenance d'une nourrice 3 passe par un dévidoir 4 qui alimente une bobineuse proprement dite, figurée par une table XYZ équipée d'un crayon de guidage 5, le fil 2 venant s'enrouler sur la carcasse 1. Le dévidoir 4 peut être de tous types connus, notamment ceux évoqués ci-après.
A la fig. 2, est schématisé un dévidoir de type connu de l'état de la technique. Le fil 2 en provenance de la nourrice passe dans un anneau de centrage A, est pressé entre deux galets de feutre
B et, après un renvoi C, vient s'enrouler dans la gorge d'une poulie D équipée d'un frein mécanique de tout type et figuré par un levier H. La pression exercée par les galets B sur le fil 2 entraîne sur celui-ci une tension qui en permet le placage au fond de la gorge de la poulie D. Quittant cette poulie D, le fil va passer sur une poulie F montée sur un bras articulé E avant de partir en K vers la bobineuse proprement dite. Le bras E est sollicité vers uns position de repos par un ressort G agissant sur le frein H. Pendant le défilement du fil 2, la tension sur celui-ci amène le levier E en position de travail (en traits interrompus) et sollicite le ressort G, ce qui soulage le frein H. Un préréglage du frein H est effectué mécaniquement manuellement par un ressort I associé à un organe de manœuvre J. Par ailleurs, la position de travail du bras E, en relation avec le frein II est susceptible de réglage par déplacement du point d'assujettissement du ressort G sur un levier cranté L solidaire du bras E. Lorsque du fil 2 est tiré en K vers la bobineuse, le bras E bascule vers sa position de travail, ce qui soulage le frein H. Quand la tension est suffisante sur le fil, la poulie D se met à tourner à rencontre du frein H et autorise la sortie du fil en K. La tension du fil est donc, au moins partiellement, autorégulée par l'équilibre du bras E agissant sur le frein H.
Comme on le voit, ce dispositif mécanique implique un réglage manuel nécessitant la présence permanente d'un opérateur. Par ailleurs, lorsque la vitesse de défilement du fil 2 augmente, l'efficacité du frein H augmente aussi et la force exercée par le ressort G doit également augmenter, ce qui signifie que la tension du fil augmente avec la vitesse. En outre, à vitesse élevée, réchauffement et l'usure du frein deviennent importants et se traduisent par une dérive des valeurs de réglage et une usure prématurée des pièces, ce qui conduit le dispositif à brouter ou à osciller, alors qu'à froid, il a tendance à manquer d'efficacité. Il faut encore noter que le ravalement du fil 2 est limité à la différence de longueur résultant du retour du bras E vers sa position de repos qui fait alors office de réservoir de fil et que, pendant cette phase, la tension du fil échappe alors à tout contrôle.
Une amélioration à ces dispositifs, purement mécaniques, est apportée par l'utilisation d'un dévidoir électromécanique où il est fait appel à un frein électrique. Un tel dispositif connu est illustré par ia fig. 3. Le fonctionnement est analogue au précédent sauf pour ce qui suit: au bras articulé E, est associé un potentiomètre M transformant l'information mécanique qui est la position du bras E en information électrique. Celle-ci, après amplification en N, est appliquée à un frein électrique (non représenté) associé a la poulie D. On retrouve par ailleurs le ressort de rappel G du bras E vers sa position de repos, mais cette fois, indépendant du frein, mais non pas du point d'application réglable sur le levier L.
Lorsque le bras E est au repos, l'information du potentiomètre M, après amplification en N, est appliquée au frein électrique pour obtenir un freinage maximal. Le fil 2 étant tiré en K, le bras E bascule et l'efficacité du frein diminue jusqu'à ce que la
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poulie D puisse être entraînée en rotation pour délivrer du fil en K. Les réglages sont mécaniques par le ressort G et électriques par ajustement du gain de l'amplificateur N.
Si un tel dispositif représente un progrès certain par rapport aux types mécaniques évoqués plus haut, on retrouve cependant l'inconvénient majeur d'un ravalement limité, comme dans le cas précédent, et effectué à tension incontrôlée.
La présente invention vise à s'affranchir de ces inconvénients de l'état de la technique qui viennent d'être évoqués.
Un mode de réalisation d'un dévidoir selon l'invention est illustré schématiquement pour son principe à la fig. 4.
Le fil 2 en provenance d'une nourrice, non représentée, passe d'abord entre deux galets couverts de feutre 11,12 dont l'un est entraîné en sens contraire de défilement du fil par un moteur synchrone 13, le second galet 12 étant un simple galet pres-seur entraîné par friction par le premier galet 11. Ce dispositif de galets 11, 12 induit sur le fil une faible tension résiduelle qui va le plaquer au fond de la gorge d'une poulie 14 dans laquelle il fait un tour complet. Cette poulie 14 est entraînée par un moteur électrique 15, susceptible de rotation dans les deux sens. Ce placage au fond de la gorge de la poulie 14 est notamment important lors d'une phase de ravalement induite par une rotation inverse du moteur 15. Ce moteur 15 est commandé par une boucle d'asservissement sur laquelle il sera revenu plus loin.
Quittant la poulie 14, le fil 2 passe par un dispositif de mesure de tension comprenant deux poulies à faible inertie 17, 18 de part et d'autre d'une poulie intermédiaire 19 associée à un extensomètre 16, par exemple à jauge de déformation. Du fait de ce mouflage, l'extensomètre 16 détecte le double de la tension momentanée subie par le fil. Le signal de tension électrique produit est exploité comme décrit plus loin. Le fil 2 peut alors partir vers la bobineuse proprement dite. Cependant, il peut être utile que le fil 2 passe auparavant sur une poulie à faible inertie 116 montée sur un bras articulé 114 rappelé en position de repos par un ressort 115. Le basculement du bras 114 permet en régime transitoire d'absorber mécaniquement les à-coups qui peuvent être dûs à un défaut d'extraction du fil de la bobine nourrice, au temps de réaction des organes électromécaniques déjà évoqués, au fauchage accidentel du fil, par des bavures par exemple, lors du bobinage sur la carcasse. De même, selon un mode préférentiel de réalisation de l'invention, toujours avant de partir vers la bobineuse proprement dite, le fil 2 fait un tour sur une poulie équipée d'une roue co-deuse 117. Cette roue engendre des signaux à fréquence proportionnelle à la vitesse de défilement, mis en forme et exploités comme évoqué plus loin.
La vitesse de rotation de la poulie 14 est captée par un tachymètre 112 qui délivre un signal e1. Le signal e5 en provenance de l'extensomètre 16 est amplifié en AVO et injecté, e4, dans un étage différentiel 111 qui reçoit par ailleurs un signal tO représentant la valeur de consigne de la tension du fil. Le signal résultant de cette différence, soit e3, est amplifié en AV1 pour être additionné, soit maintenant sous forme du signal e2, au signal e1 tachy-métrique et le résultat, après amplification AV2, est envoyé sous forme de signal ev à un variateur 113 commandant la vitesse de rotation du moteur 15 pour ramener l'équilibre entre le signal e5 de l'extensomètre et le signal de consigne tO, c'est-à-dire compenser toute variation survenant dans la tension du fil par rapport à la tension de consigne représentée par la signal tO.
Cette disposition permet de réguler mieux que selon la technique antérieure connue la tension du fil à embobiner, donc d'améliorer de façon significative le produit fini, c'est-à-dire les bobines finies.
Cependant, dans la recherche de plus grandes vitesses de fabrication, on s'aperçoit qu'en augmentant la vitesse de défilement du fil, pour accroître le débit de production, cette vitesse de défilement a une influence qui peut cesser d'être négligeable par ses effets sur la tension même du fil, donc sur les qualités du produit fini.
Pour s'affranchir de ces limitations, l'invention propose en outre d'intervenir sur la tension de consigne tO envoyée à l'étage différentiel 111 évoqué plus haut. C'est à ce stade notamment qu'intervient la roue ou poulie codeuse 117 évoquée antérieurement comme organe facultatif.
Pour cet aspect d'un mode de réalisation de l'invention, il convient de revenir sur ce qui a été dit précédemment.
La poulie codeuse 117, maintenant nécessaire et non plus facultative par rapport à ce qui précède, sur laquelle s'enroule maintenant le fil 2, avant d'aller vers la bobineuse proprement dite, délivre, comme déjà dit, des signaux de fréquence représentative de la vitesse de défilement du fil 2.
D'après ce qui précède, on constate que le signal e5, émis par l'extensomètre 16, représente le double de la tension t du fil, avec un coefficient de proportionalité c, soit e5 = 2 et.
Par ailleurs, la vitesse V de défilement du fil est proportionnelle à celle du moteur 15 avec un facteur n d, d étant le diamètre de la poulie 14, ce qui donne pour le signal tachymétrique e1 = bV/n d, b étant le coefficient de proportionalité du tachymètre 112. En outre, le signal cv de commande du moteur 15 s'exprime par cv = V/rt d a, a étant le coefficient de proportionalité du variateur 113 de vitesse de rotation du moteur 15.
Tenant compte des facteurs AVO, AV1 et AV2 et des expressions intermédiaires des signaux e4 et e3, on constate que le signal e2 injecté au somma-teur amplificateur AV2 s'exprime par e2 = V (1 -ab.AV2)/jt d.a.AV2. Cette expression montre qu'il est nécessaire que a.b.AV2 < 1, faute de quoi la circuit de régulation deviendrait oscillant et ne satisferait plus à l'exercice de la fonction pour laquelle il a été prévu.
Ceci étant, et cette condition étant respectée, on constate que la tension momentanée t du fil en fonction de ia tension de consigne tO s'exprime par:
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t =2c.AVo
+ V (1 - ab AV2) 12k d.ac AVO. AV1.AV2.
A vitesse de défilement V nulle, par exemple à l'arrêt ou avant phase de ravalement le cas échéant, on a t = tO / 2c AVO, donc, du fait d'une vitesse de défilement V non nulle, une différence de tension du fil par rapport à cela le tO qui correspond à la programmation:
A t = (1 - ab AV2) V/2arc c d AV0.AV1.AV2, cette différence ou erreur étant, comme on le voit, indépendante de la valeur tO de consigne de programmation.
Si on veut maintenir sur le fil en défilement une tension mécanique constante, il y a lieu d'apporter une correction au signal eV et par conséquent, en amont, au signal e3 en provenance de l'extensomètre 16 après injection de la valeur de consigne tO.
Selon l'invention, cette correction se fait à partir de la roue codeuse 117. Celle-ci délivre des signaux de fréquence proportionnelle à la vitesse V de défilement du fil, qui, après transformation dans un ensemble de traitement 118 dont les paramètres sont adaptés à ceux des organes déjà utilisés, délivre un signal e6 qui s'exprime par: e6 = 2 c AVO.A t.
Ce signal e6 est envoyé dans un soustracteur 119 en correction à un nouveau signal de consigne tO' envoyé de l'extérieur au soustracteur 119, qui va alimenter l'étage différentiel 111 avec le signal tO déjà évoqué plus haut.
On constate alors que la tension du fil s'exprime par: t = A t + (tO' - e6)/2 c AVO, soit t = t0'/2 c AVO, tension réelle du fil qui ne dépend plus de la vitesse V de défilement du fil, mais seulement de la valeur de consigne injectée tO' et des paramètres fixés, une fois pour toutes, des accessoires électroniques de mesure et traitement des signaux correspondants.
Ainsi, à vitesses de défilement V élevées, on parvient à partir de la roue codeuse 117 et par la régulation qui en résulte, à rendre la tension t du fil indépendante de sa vitesse de défilement V, donc à garantir la qualité des produits finis, c'est-à-dire des bobines fabriquées.

Claims (6)

Revendications
1. Dévidoir à régulation de tension (t) du fil (2) pour alimenter une bobineuse à partir d'une nourrice, comprenant une poulie (14) d'entraînement animée par un moteur (15) et sur laquelle, s'enroule le fil (2) avant de partir vers la bobineuse, caractérisé par le fait qu'entre la poulie (14) et la bobineuse, est disposé un extensomètre (16) délivrant un signal (e5) représentatif de la tension (t) momentanée du fil (2), que la poulie (14) comporte un tachymètre (114) délivrant un signal (e1 ) représentatif de la vitesse (V) de défilement du fil, et que des moyens (AVO, 111, AV1, AV2) comparent la tension momentanée (t) du fil à une valeur de consigne (tO), pour délivrer un signal (e2), lequel, ajouté (AV2) au signal tachymétrique (e1), agit (eV) sur un variateur de vitesse (113) commandant la rotation du moteur (15) pour ramener la tension (t) du fil à sa valeur correspondant à la valeur de consigne (tO).
2. Dévidoir selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'à l'extensomètre (16), est associé un ensemble de poulies (17, 18, 19) sur lesquelles passe le fil (2), permettant de délivrer un signal (e5) correspondant au double de la tension momentanée (t).
3. Dévidoir selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé par le fait qu'ayant quitté l'extensomètre (16), le fil (2) passe sur une poulie (116) montée à l'extrémité d'un bras oscillant (114) rappelé par un ressort (115).
4. Dévidoir selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait qu'avant de partir vers la bobineuse, le fil (2) passe en outre sur une poulie codeuse (117), délivrant des signaux proportionnels à la vitesse (V) de défilement du fil (2).
5. Dévidoir selon la revendication 4, caractérisé par le fait que lesdits signaux sont traités dans un ensemble (118) adapté pour délivrer un signal (e6) représentatif d'une variation de tension (A t) éventuelle, survenant dans le défilement du fil (2).
6. Dévidoir selon la revendication 5, caractérisé par le fait que ce signal (e6) est retranché dans un soustracteur (119) d'une nouvelle valeur de consigne (tO'), pour donner une nouveau signal (tO) se substituant à la valeur de consigne antérieure (tO).
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CH4033/90A 1989-12-20 1990-12-19 Dévidoir à régulation de tension du fil pour alimenter une bobineuse à partir d'une nourrice. CH684245A5 (fr)

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