EP0357670B1

EP0357670B1 - Jigger

Info

Publication number: EP0357670B1
Application number: EP88904234A
Authority: EP
Inventors: Charles Marie André PENET
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1987-05-15
Filing date: 1988-05-04
Publication date: 1992-08-26
Anticipated expiration: 2008-05-04
Also published as: GR1000505B; ATE79912T1; DE3874137T2; DK165335C; FR2615213A1; GR880100312A; JPH02501318A; US5172444A; FR2615213B1; ES2011333A6; DK572389A; DK572389D0; PT87476B; DK165335B; DE3874137D1; PT87476A; WO1988008895A1; EP0357670A1; JPH0366426B2

Description

La présente invention concerne les machines de teinture comportant deux rouleaux sur lesquels est enroulé le tissu à teindre.
Le tissu passe d'un rouleau à l'autre en traversant le bain de teinture et s'imprègne ainsi de colorant qui peu à peu se fixe sur la fibre.
Des machines de ce genre sont connues sous le nom de Jigger .
Les constructeurs de ces machines se sont souvent efforcés de faire défiler le tissu à vitesse linéaire constante dans son parcours à travers le bain (voir FR-A-1 525 192).
Le demandeur a pensé que cette vitesse linéaire constante pouvait être nuisible en étant la cause du manque d'uniformité de teinture que l'on observe parfois sur les bandes de tissu d'une certaine longueur. En effet le rayon du rouleau enrouleur varie beaucoup au cours d'un passage du tissu, par exemple -cas fréquent- de 1 à 3; et l'accéleration centrifuge γ à laquelle est soumis le tissu au moment où il s'enroule varie dans le même rapport mais en sens inverse, dans le cas où la vitesse est constante.
On a en effet les relations: γ = ω²R = ωv = $\frac{v^{2}}{R}$
La quantité de bain -et par conséquent de colorant- retenue par le tissu varie ainsi d'une manière appréciable ce qui peut provoquer le défaut cité plus haut.
La présente invention a pour but d'obtenir sur le tissu enroule, après son passage dans le bain, un taux sensiblement constant d'enlevage (pourcentage de bain contenu dans le tissu) d'un bout à l'autre du tissu.
Conformément à l'invention, on ne cherche plus à maintenir constante la vitesse linéaire du tissu mais on met en oeuvre des moyens pour contrôler et maintenir constante l'accélération centrifuge à laquelle est soumis le tissu -et la bain qu'il contient- au moment où il s'enroule mur le rouleau tracteur.
Non seulement on impose une limite à cette accélération mais encore on la rend constante ou pratiquement telle d'une extrémité à l'autre du rouleau de tissu.
Dans l'exemple cité ce contrôle est réalisé électroniquement en asservissant le moteur à courant continu, qui entraîne le rouleau tracteur, à la mesure de l'accélération γ.
Pour faire cette mesure on peut utiliser des dynamos tachymétriques:
Deux dynamos, solidaires respectivement des moteurs couplés avec les rouleaux, donnent tour à tour un signal proportionnel à la vitesse angulaire ω de celui des rouleaux qui est tracteur (enrouleur).
La troisième, entraînée par un rouleau libre mû tangentiellement par le tissu, donne un signal proportionnel à la vitesse linéaire v de celui-ci. Ces signaux sous forme de tensions sont ramenés à des valeurs compatibles et de mêmes proportions par rapport aux unités mesurées (radians et mètres par seconde) de sorte que leur produit donne une image de γ = ω.v
Ce produit est effectué électroniquement et il est présenté comme "mesure" à un variateur de la vitesse du moteur pour que la "Mesure" soit égale à la valeur de consigne de l'accélération.
Par exemple le moteur peut être un moteur électrique à courant continu recevant une tension électromotrice réglable a moyen d'un variateur à thyristor.
Si l'on utilise une transmission hydraulique à vitesse variable entre chaque cylindre et son moteur électrique, on peut aussi contrôler le rapport de vitesse fourni par la transmission en fonction de la mesure du produit ω.v.
Dans un autre mode de réalisation de l'invention, on détecte par dynamo tachymétrique comme ci-dessus la vitesse angulaire ω du cylindre enrouleur ainsi que le nombre n de spires enroulées à chaque moment et on règle la vitesse angulaire du cylindre enrouleur de manière à maintenir constante l'expression ω² (1+n $\frac{m-1}{N}$
), m étant le rapport du rayon final du cylindre enrouleur à son rayon initial et N le nombre de spires du tissu enroulées, à la fin de l'enroulement.
En variante, on prend comme fonction à maintenir constante la somme aω + v à la place du produit ω.v, a étant un coefficient constant déterminé pour que l'accélération centrifuge soit la même pour les deux valeurs extrêmes du rayon R. Le calcul montre en effet que, dans ce cas, la variation de l'accélération dans l'intervalle est faible.
Par le calcul on a trouvé que le coefficient a est égal à R₁ $\sqrt{m}$
, R₁ étant le rayon de départ du rouleau et m le rapport du rayon maximum au rayon initial. Pour le rapport courant de 3 cité plus haut
a = R₁ $\sqrt{3}$
La somme des signaux a.ω et v donnés par les dynamos tachymétriques et la comparaison avec la valeur de consigne de cette somme peuvent être facilement réalisées dans des montages électroniques simples.
Un autre perfectionnement qui fait également l'objet de l'invention et qui poursuit le même but -l'obtention d'un taux d'enlevage régulier sur toute la surface du tissu- concerne les petits cylindres qui guident le tissu au point d'enroulement (et de déroulement) sur les rouleaux enrouleurs. Ces petits cylindres appuient plus ou moins sur le tissu. Ils sont montés chacun sur deux bras articulés pour pouvoir suivre la variation du diamètre des rouleaux. Or il arrive que, soit par usure des paliers, soit par un mauvais alignement des articulations, l'appui de ces cylindres sur le rouleau qui les concerne ne soit plus égal d'un bord à l'autre du tissu. Il s'ensuit un essorage différent et un dégradé du coloris d'un bord à l'autre.
Pour remédier à cet inconvénient il est prévu selon l'invention de rendre déformable le bâti oscillant forme par les deux bras susdits de manière que par l'action du tissu lui-même ou du poids de l'ensemble ou de ressorts ou des trois actions combinées, le petit cylindre cherche appui sur toute la laize du tissu, le léger essorage devenant alors uniforme.
La description qui va suivre en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du texte que du dessin faisant, bien entendu, partie de ladite invention.
La figure 1 est une vue schématique d'une machine de teinture du type JIGGER.
La figure 2 est un diagramme illustrant un mode de réalisation de l'invention.
La figure 3 montre schématiquement un autre mode de réalisation d'une régulation conforme à l'invention.
Les figures 4 et 5 illustrent les résultats obtenus.
Les figures 6 et 7 montrent en élévation et en perspective le dispositif de montage du petit cylindre d'essorage.
La machine représentée sur la figure 1 comporte une cuve 1 remplie par le bain de teinture 2 et dans laquelle passe la bande de tissu 3 à teindre, cette bande se déroulant d'un rouleau 4 pour s'enrouler sur un rouleau 5. Celui-ci est le rouleau tracteur et il est entraîné en rotation par un moteur électrique à vitesse réglable. Des moteurs électriques à réglage électronique sont actuellement bien connus. On peut aussi utiliser une transmission hydraulique à vitesse variable pour entraîner le rouleau à partir du moteur électrique. Dans son parcours d'un rouleau à l'autre, la bande de tissu est guidée en passant sur des petits cylindres 6 montés fous sur leurs axes. Elle passe aussi sur un cylindre intermédiaire 7 placé au-dessus du bain de teinture et qu'elle entraîne en rotation en même temps qu'une dynamo tachymétrique liée à ce cylindre 7. Cette dynamo engendre un signal proportionnel à la vitesse tangentielle du rouleau 7 et par conséquent à la vitesse linéaire de déplacement du tissu, symbolisée par v.
Une autre dynamo tachymétrique, liée au mouvement du rouleau 5, donne une image de la vitesse angulaire ω de ce rouleau. Le produit v.ω image de l'accélération centrifuge peut ainsi être réalisé à condition toutefois de ramener les valeurs brutes à des valeurs compatibles et homogènes -ce qui peut être fait à l'aide de simples ponts de Wheatstone-.
En envoyant cette image v.ω, comme mesure, face à une valeur de consigne K, appliquée à un comparateur électronique, on obtient à la sortie de celui-ci une tension qui permet d'asservir le moteur d'entraînement du rouleau à cette consigne. Ce moteur peut être un moteur à courant continu alimenté par un variateur à thyristor classique.
Le programme est schématisé sur la figure 2 et peut être mis en oeuvre par tout électronicien.
Une autre variante de réalisation découle des considérations suivantes:
soit m le rapport $\frac{R_{m}}{R_{o}}$

R_o étant le rayon du cylindre d'enroulement au démarrage et R_m son rayon à la fin de l'enroulement. Ce rapport est donné directement par la comparaison des vitesses ω₁ et ω₂ des deux cylindres du jigger en fin de parcours:
ω₁R_m = ω₂R_o d'où $\frac{R_{m}}{R_{o}}$
= $\frac{ω2}{ω1}$

Soit N le nombre de spires du tissu enroulées à la fin de l'enroulement. Ce nombre est déterminé au premier enroulement.
Un calculateur est prévu dans lequel on met en mémoire, pour chaque tissu, lors du montage, les valeurs de m et de N.
De plus, un compteur-décompteur est associé à chacun des cylindres 4 et 5 et donne à chaque moment le nombre n de spires enroulées sur celui des cylindres qui est enrouleur. Le nombre n est transmis au calculateur de même que la tension électrique, mesure de la vitesse angulaire ω du cylindre enrouleur.
L'épaisseur du tissu, c'est-à-dire celle de chaque spire, est égale à $\frac{R_{m} {- R}_{o}}{N}$
= $\frac{{mR}_{o} {- R}_{o}}{N}$
= R_o $\frac{m-1}{N}$
Quand n spires sont enroulées, le rayon Rn du cylindre enrouleur est R_n = R_o (1 + n $\frac{m-1}{N}$
)
Pour maintenir l'accélération centrifuge γ constante le calculateur élèvera au carré la tension mesure de ω puis multipliera ce carré par (1 + n $\frac{m-1}{N}$
) et comparera le résultat avec la consigne pour asservir la vitesse du moteur de manière que: $C^{te} {= ω²R}_{o} (1 + n \frac{m-1}{N})$
ou R_o étant constant, $C^{te} = ω² (1 + n \frac{m-1}{N})$
Mais le mode de réalisation préféré de l'invention qui permet d'utiliser des montages électroniques simples, est celui dans lequel on fait le contrôle de l'accélération en fonction, non point du produit ω.v, mais de la somme a.ω + v, a étant un coefficient égal à R₁ x $\sqrt{m}$
, R₁ étant le rayon initial du rouleau 5 et m le rapport du rayon final de ce rouleau à son rayon initial.
Le signal a.ω proportionnel à la vitesse angulaire ω du rouleau 5 est fourni par la dynamo tachymétrique entraînée par le rouleau 5 (dynamo 8 sur la figure 3). Ce signal et celui proportionnel à la vitesse linéaire v, fourni par la dynamo tachymétrique du cylindre 7 sont sommés dans le dispositif électronique 9. Le signal correspondant est comparé en 10 à la valeur de consigne K et le signal résultant pris en 11 est envoyé au dispositif d'asservissement du moteur.
Les graphiques des figures 4 et 5 ont été tracés en considérant l'exemple numérique dans lequel le rayon du rouleau 5 varie entre 1 et 3. Sur ces figures on a porté les rayons en abscisses et les valeurs de l'accélération centrifuge en ordonnées.
La figure 5 montre la très importante variation de l'accélération centrifuge pour un rayon du rouleau 5 variant de 1 à 3 quand on cherche à maintenir constante la vitesse linéaire du tissu, à une valeur qui est dans cet exemple de l'ordre de 70 mètres par minute.
Au contraire, le graphique de la figure 4 montre par sa courbe 12 que l'accélération centrifuge γ, dont les valeurs sont égales pour les deux rayons extrêmes, (on a alors a = R₁ $\sqrt{3}$
) varie peu dans l'intervalle.
La courbe 12 présente un maximum de 7,48 m/s² pour des valeurs de 6,9 m/s² aux deux points extrêmes.
Sur les figures 6 et 7, on a représenté à plus grande échelle, en élévation et en perspective, le petit cylindre 14 qui s'appuie sur le tissu à l'endroit où il se dépose sur le rouleau 5. Ce cylindre 14 qui peut tourner librement sur son support assure un enroulage régulier du tissu sortant du bain de teinture. Les tourillons qui constituent son axe sont montés librement dans des paliers 15 qui sont portés par deux bras 16 montés pivotants en 17 sur le bâti de la machine. Les bras 16 sont reliés entre eux par un tube entretoisé 18 muni de brides 19 fixées sur les bras 16 par des boulons 20. Entre les brides 19 est également disposée une barre à section en V, dite "barre élargisseuse", sur laquelle passe le tissu. Cette barre est représentée en 19a sur la figure 1 mais non sur les figures 6 et 7.
Grâce à la faculté de pivotement des bras 16 autour des pivots 17, le cylindre 14 est maintenu contre le tissu qui s'enroule sur le rouleau 5, par la tension du tissu à son passage sur les barres élargisseuses, ou par des ressorts ou par ces moyens combinés.
Il arrive que par suite d'un défaut de précision de la réalisation, de l'usure ou d'autres causes, le cylindre 14 ne s'appuie que ponctuellement sur le tissu au lieu de s'appuyer le long d'une génératrice, comme il le faut pour obtenir un taux d'enlevage régulier du liquide de teinture d'un bord à l'autre de la laize.
Pour éviter cet inconvénient, on donne, selon l'invention, une certaine liberté de déformation à l'ensemble constitué par les bras 16 et l'entretoise 18. Pour cela, le mode de réalisation figuré prévoit pour le passage des boulons d'assemblage 20, des trous ovalisés 21, tant sur les brides 19 que sur les bras 16 et, de plus, les boulons ne sont pas serrés à fond, les écrous étant freinés par des contre-écrous. De la sorte, les bras 16 peuvent prendre des inclinaisons différentes l'un par rapport à l'autre et dans les deux sens en permettant au cylindre 14 de s'appuyer sur toute la longueur d'une génératrice.

Claims

Procédé pour faire fonctionner une machine destinée à la teinture de bandes de tissu et dans laquelle le tissu à teindre défile à travers le bain de teinture pour venir s'enrouler sur un rouleau, caractérisé en ce que l'on détecte la vitesse angulaire instantanée du rouleau enrouleur, au cours du fonctionnement de la machine, et en ce qu'on règle cette vitesse de manière à maintenir constante ou sensiblement telle l'accélération centrifuge à l'endroit où le tissu s'enroule sur le rouleau tracteur.
Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la détection de la vitesse angulaire ω du rouleau enrouleur (5) est obtenue au moyen de la tension électrique fournie par une dynamo tachymétrique liée en rotation à ce rouleau tandis que la tension fournie par une seconde dynamo tachymétrique entraînée par le tissu sert à mesurer la vitesse linéaire V de celui-ci.
Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'on réalise le produit ω.v par voie électronique, on compare la valeur mesurée à une valeur de consigne et on utilise le signal résultant pour régler la vitesse du moteur entraînant le rouleau enrouleur (5).
Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'on fait le réglage en partant de la somme aω + v, a étant un coefficient égal au produit du rayon initial du rouleau enrouleur (5) par la racine carrée du rapport entre le rayon final de ce rouleau et son rayon initial, de sorte que les valeurs de cette somme soient égales au début et à la fin de l'opération d'enroulement du tissu et varient peu dans l'intervalle, les signaux aω et v étant sommés électroniquement et la somme étant comparée à une valeur de consigne pour fournir un signal résultant qui agit sur le dispositif de réglage du moteur du rouleau enrouleur.
Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on détecte à chaque instant la vitesse angulaire ω du rouleau enrouleur et le nombre n de spires enroulées sur ce rouleau, et en ce qu'on règle la vitesse angulaire du moteur entraînant le rouleau enrouleur pour maintenir constante ou sensiblement telle l'expression ω² (1 + n $\frac{m - 1}{N}$
), dans laquelle m est le rapport du rayon final au rayon initial du rouleau enrouleur et N le nombre de spires du tissu enroulées à la fin de l'enroulement.
Machine pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'elle comporte des moyens propres à engendrer des signaux électriques proportionnels respectivement à la vitesse angulaire du rouleau d'entraînement du tissu (5) et à la vitesse linéaire v du tissu engendrée par la rotation de ce rouleau, et des moyens utilisant ces signaux pour fournir au dispositif de réglage du moteur électrique un signal de commande propre à maintenir constant, ou pratiquement tel, le produit ω.v.
Machine selon la revendication 6, caractérisée en ce qu'elle comporte un dispositif électronique permettant de faire la somme du signal proportionnel à v et d'un signal a.ω, a étant un coefficient égal au rayon initial du rouleau multiplié par la racine carrée du rapport du rayon final de ce rouleau à son rayon initial, des moyens pour comparer le signal de somme à un signal de consigne, et des moyens pour appliquer la différence positive ou négative au dispositif de réglage de la vitesse d'entraînement du rouleau enrouleur.
Machine selon la revendication 6, caractérisée en ce qu'elle comporte une dynamo tachymétrique liée au cylindre enrouleur pour fournir une tension électrique fonction de la vitesse angulaire de ce cylindre, des moyens de détecter à chaque instant le nombre n de spires de tissu enroulées sur le rouleau enrouleur et un calculateur électronique où l'on met en mémoire, au montage du tissu, le nombre N de spires enroulées sur le rouleau enrouleur à la fin de l'opération, ainsi que le rapport m entre le rayon final du rouleau enrouleur et son rayon initial, ce calculateur recevant pendant le fonctionnement de la machine la tension électrique fonction de la vitesse angulaire ω du rouleau enrouleur et l'indication du nombre n de spires enroulées, de manière à calculer à chaque instant l'expression $ω² (1 + n \frac{m - 1}{N}),$
à maintenir constante ou sensiblement telle.
Machine selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisée en ce que le moteur électrique à courant continu qui entraîne le rouleau enrouleur est associé à un variateur à thyristor pour le réglage de la tension qui lui est appliquée.
Machine selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisée en ce que le rouleau enrouleur est entraîné par son moteur électrique par l'intermédiaire d'une transmission hydraulique à vitesse variable.
Machine selon l'une des revendications précédentes, munie d'un cylindre d'essorrage devant s'appuyer sur le tissu à l'endroit où il se dépose sur le rouleau tracteur (5), caractérisée en ce que le bâti oscillant (16, 18) qui porte le cylindre, accompagnant le tissu sur le rouleau enrouleur, est déformable de manière que le cylindre s'appuie sur le tissu sur toute la largeur de celui-ci.
Machine selon la revendication 11, caractérisée en ce que les deux bras (16) portant le cylindre (14) sont reliés à l'entretoise (18) qui les réunit, par des boulons ou des rivets (20) non serrés à fond et engagés dans des trous ovalisés, pour permettre une liberté de mouvement entre l'entretoise et les bras.