FR2650894A1 - Method for rapid measurement of the mechanical characteristics of yarns (wires), consisting of continuous and/or discontinuous elements and device for implementing this method - Google Patents
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Abstract
Description
Procédé de mesure rapide des caractéristiques mécaniques
de fils, constitués d'éléments continus
et/ou discontinus et dispositif pour la mise
en oeuvre de ce procédé
La présente invention concerne les industries textiles et, plus particulièrement, les laboratoires d'essais de ces industries, et a pour objet un procédé de mesure rapide des caractéristiques mécaniques de fils, constitués d'éléments continus et/ou discontinus.Method for rapid measurement of mechanical characteristics
of wires, made up of continuous elements
and / or discontinuous and device for setting
implementing this process
The present invention relates to the textile industries and, more particularly, the testing laboratories of these industries, and relates to a method for rapid measurement of the mechanical characteristics of threads, made up of continuous and / or discontinuous elements.
L'invention a également pour objet un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. The invention also relates to a device for implementing this method.
Actuellement, les procédés de mesure généralement utilisés pour la caractérisation mécanique des fils mettent en jeu des paramètres et des caractéristiques d'essais liés aux dispositifs utilisés, complètement disproportionnés par rapport aux sollicitations et aux contraintes auxquelles sont soumis. lesdits fils dans les différents stades de leurs divers processus de fabrication industrielle. En effet, la vitesse de déplacement, par exemple, de la pince mobile d'un dynamomètre classique, est de l'ordre de 1,5 m/min, alors qu'en filature la vitesse de production du fil est de 25 à 300 m/min, suivant le procédé de filature utilisé. Currently, the measurement methods generally used for the mechanical characterization of wires involve parameters and test characteristics linked to the devices used, which are completely disproportionate to the stresses and constraints to which they are subjected. said wires in the various stages of their various industrial manufacturing processes. Indeed, the speed of movement, for example, of the mobile clamp of a conventional dynamometer, is of the order of 1.5 m / min, while in spinning the speed of production of the wire is from 25 to 300 m / min, depending on the spinning process used.
I1 existe, certes, des dispositifs permettant de soumettre, lors des essais, les fils à tester à des sollicitations approchant celles rencontrées dans les processus de fabrication industrielle. Néanmoins, leur mise en oeuvre est extremement délicate et nécessite des moyens matériels importants et, de plus, ces dispositifs ne permettent pas, généralement, dé contrôler la vitesse d'entraînement du fil au début de l'élongation de celuici, ni de déterminer avec précision le début de celle-ci. There are, of course, devices enabling the wires to be tested to be subjected to stresses during the tests, approaching those encountered in industrial manufacturing processes. However, their implementation is extremely delicate and requires significant material means and, moreover, these devices do not generally make it possible to control the speed of drive of the wire at the start of elongation thereof, or to determine with precision the beginning of it.
En ce qui concerne les essais couplemetriqùes, il existe les mêmes disproportions avec les sollicita tions industrielles que dans le cas des essais dynamométriques. En effet, les vitesses de torsion maximales atteintes lors des essais couplemétriques sont de l'ordre de 300 tr/min, alors qu'en filature, par exemple, on atteint facilement des vitesses de torsion de l'ordre de 100 000 tr/min. I1 est, de plus, quasiment impossible de prévoir le comportement de fils soumis à des sollicitations telles que celles rencontrées actuellement dans les usines textiles, à partir d'essais effectués en mettant en jeu des sollicitations plus faibles. I1 devient donc nécessaire de tester les fils dans des conditions similaires à celles rencontrées en fabrication industrielle. With regard to the torque tests, there are the same disproportions with the industrial demands as in the case of the dynamometric tests. Indeed, the maximum torsion speeds reached during torque tests are of the order of 300 rpm, while in spinning, for example, torsional speeds of the order of 100,000 rpm are easily reached . I1 is, moreover, almost impossible to predict the behavior of yarns subjected to stresses such as those currently encountered in textile factories, from tests carried out by bringing into play lower stresses. It therefore becomes necessary to test the wires under conditions similar to those encountered in industrial manufacturing.
En outre, les essais dynamométriques et couplemétriques sont rarement effectués tous les deux pour un même fil du fait des moyens importants nécessaires à leur mise en oeuvre. In addition, the dynamometric and torque tests are rarely carried out both for the same wire because of the significant means necessary for their implementation.
Le problème posé à la présente invention est donc de concevoir un procédé de mesure des caractérsti- ques mécaniques.de fils, constitués d'éléments continus et/ou discontinus, réalisant à la fois un essai dynamométrique et un essai couplemétrique, reproduisant les sollicitations subies par lesdits fils lors des processus de fabrication industrielle, ne nécessitant ni un matériel important, ni de manipulation délicate, et permettant de fixer et de contrôser aisément les paramètres des essais, respectivement au début des tests et pendant leur déroulement. The problem posed in the present invention is therefore to design a method for measuring the mechanical characteristics of wires, consisting of continuous and / or discontinuous elements, carrying out both a dynamometric test and a torque test, reproducing the stresses undergone by said wires during industrial manufacturing processes, requiring neither significant equipment nor delicate handling, and making it possible to fix and easily control the test parameters, respectively at the start of the tests and during their progress.
Ce problème est précisément résolu grâce au procédé conforme à l'invention, caractérisé en ce qu'il consiste à réaliser, de manière indépendante, successivement, sur un meme dispositif de mesure, des mesures dynamométriques ou couplemétriques, en soumettant l'échantillon de fil à tester à des sollicitations semblables ou supérieures à celles rencontrées au cours de l'utilisant tion industrielle desdits fils. This problem is precisely solved by the method according to the invention, characterized in that it consists in carrying out, independently, successively, on the same measuring device, dynamometric or torque measurements, by submitting the wire sample. to be tested at stresses similar to or greater than those encountered during the industrial use of said wires.
L'invention a également pour objet un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé, caractérisé en ce qu'il est essentiellement constitué par un couplemètre comportant un dispositif de torsion rapide et au moins une cellule de mesure, et par un dynamomètre composé d'un dispositif d'entraînement rapide de fil, d'un dispositif de maintien de fil, d'un dispositif de rétention d'une portion repliée de fil et d'au moins une cellule de mesure, lesdits couplemètre et dynamomètre étant intégrés, indépendamment l'un de l'autre, dans un dispositif de mesure unique, et reliés à un dispositif d'acquisition. The invention also relates to a device for implementing this method, characterized in that it is essentially constituted by a torque meter comprising a rapid torsion device and at least one measuring cell, and by a dynamometer composed of '' a fast wire drive device, a wire holding device, a device for retaining a folded portion of wire and at least one measuring cell, said torque and dynamometer being integrated, independently each other, in a single measurement device, and connected to an acquisition device.
L'invention sera mieux comprise, grâce à la description ci-après, qui se rapporte à un mode de réalisation préféré, donné à titre d'exemple non limitatif, et expliqué avec référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels
la figure 1 est une vue en perspective du dis- positif pour la mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention ;
la figure 2 est une vue en perspective de la cellule de mesure du couplemètre du dispositif représenté à la figure 1, et
la figure 3 est une vue en perspective de la cellule de mesure du dynamomètre du dispositif représenté à la figure 1.The invention will be better understood from the following description, which relates to a preferred embodiment, given by way of nonlimiting example, and explained with reference to the appended schematic drawings, in which
FIG. 1 is a perspective view of the device for implementing the method according to the invention;
FIG. 2 is a perspective view of the measuring cell of the torque meter of the device shown in FIG. 1, and
FIG. 3 is a perspective view of the cell for measuring the dynamometer of the device shown in FIG. 1.
Conformément à l'invention, le procédé de mesure rapide des caractéristiques mécaniques de fils, constitués d'éléments continus et/ou discontinus, consiste à réaliser, de manière indépendante, successivement, sur un même dispositif de mesure, des mesures dynamométriques ou couplemétriques, en soumettant l'échantillon 1 ou 2 de fil à tester à des sollicitations semblables ou-supérieures à celles rencontrées au cours de l'utilisation industrielle desdits fils. In accordance with the invention, the method for rapid measurement of the mechanical characteristics of wires, made up of continuous and / or discontinuous elements, consists in carrying out, independently, successively, on the same measurement device, dynamometric or torque measurements, by subjecting the sample 1 or 2 of wire to be tested to stresses similar to or greater than those encountered during the industrial use of said wires.
Cette double caractérisation des grandeurs dynamométriques et couplemétriques des fils à tester, per met d'évaluer les qualités et les propriétés desdits fils et de prévoir ainsi leur comportement face aux sollicitations qu'ils subiront au cours de leur future utilisation industrielle. This double characterization of the dynamometric and torque dimensions of the wires to be tested, allows to assess the qualities and properties of said wires and thus to predict their behavior in the face of the stresses they will undergo during their future industrial use.
Selon une caractéristique de l'invention, le procédé de mesure consiste, en partie, à effectuer au moins un essai couplemétrique, après fixation.préalable d'un échantillon 1 de fil à tester entre une cellule de mesure 5 et un dispositif de torsion rapide 6, par mesurage de la vitesse de torsion appliquée, du couple transmis et de la tension subie par ledit échantillon 1, durant sa torsion au moyen du dispositif de torsion rapide 6, les mesures, effectuées jusqu'à la rupture dudit échantillon 1, étant relevées au moyen d'un dispositif d'acquisition 12, ces opérations étant éventuellement répétées avec variations de certains paramètres de l'essai, les autres étant maintenus constants. According to a characteristic of the invention, the measurement method consists, in part, of carrying out at least one torque test, after fixing. A sample 1 of wire to be tested between a measuring cell 5 and a fast twisting device 6, by measuring the applied torsional speed, the transmitted torque and the tension undergone by said sample 1, during its twisting by means of the rapid twisting device 6, the measurements, carried out until said sample 1 is broken, being recorded by means of an acquisition device 12, these operations possibly being repeated with variations of certain parameters of the test, the others being kept constant.
Selon une autre caractéristique de l'invention, le procédé.de mesure consiste également à effectuer au moins un essai dynamométrique, après fixation d'une extrémité d'un échantillon 2 de fil à tester à une cellule de mesure 7 et guidage dudit échantillon 2, au-niveau d'un dispositif d'entraînement 8 de fil au moyen d'un dispositif de maintien de fil 11, une portion médiane repliée 9 de l'échantillon 2 de fil étant retenue au moyen d'un dispositif de rétention 10, par une élongation de l'échantillon 2 à vitesse initiale constante, réalisée à l'aide du dispositif d'entraînement 8, la tension appliquée à l'échantillon 2 et les caractéristiques dynamométriques du fil, lors de son allongement, étant mesurées en continu, les mesures ainsi obtenues étant relevées grâce à un dispositif d'acquisition 12 jusqu'à la rupture dudit échantillon 2, ces opérations étant éventuellement répétées, avec variation de certains paramètres de l'essai. According to another characteristic of the invention, the measuring method also consists in carrying out at least one dynamometric test, after fixing one end of a sample 2 of wire to be tested to a measuring cell 7 and guiding said sample 2 , at the level of a wire driving device 8 by means of a wire holding device 11, a folded middle portion 9 of the wire sample 2 being retained by means of a retention device 10, by an elongation of the sample 2 at constant initial speed, carried out using the driving device 8, the tension applied to the sample 2 and the dynamometric characteristics of the wire, during its elongation, being measured continuously, the measurements thus obtained being recorded using an acquisition device 12 until said sample 2 is broken, these operations possibly being repeated, with variation of certain parameters of the test.
Les deux opérations décrites ci-dessus, à savoir l'essai couplemétrique et l'essai dynamométrique, bien qu'utilisant le même dispositif de mesure, n'inter- fèrent pas entre elles et peuvent donc, selon une utilisation particulière du dispositif de mesure, se dérouler successivement dans une même opération de mesure, d'où uh gain de temps appréciable, du fait que les préparations des deux essais peuvent s'effectuer pendant une phase de manipulation unique, et que ces essais permettent la délivrance d'une double série de mesures, de natures différentes. La répétition des essais précités avec variation de certains paramètres permet d'obtenir aisément des courbes étalonnées utilisables lors de l'exploitation ultérieure desdits fils. The two operations described above, namely the torque test and the torque test, although using the same measuring device, do not interfere with each other and can therefore, depending on a particular use of the measuring device , take place successively in the same measurement operation, hence an appreciable time saving, due to the fact that the preparations for the two tests can be carried out during a single handling phase, and that these tests allow the delivery of a double series of measures, of different natures. The repetition of the aforementioned tests with variation of certain parameters makes it possible to easily obtain calibrated curves usable during the subsequent exploitation of said wires.
L'invention concerne également un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé de mesure décrit cidessus, et représenté à la figure 1 des dessins annexés, essentiellement constitué par un couplemètre 3 comportant un dispositif de torsion rapide 6 et au moins une cellule de mesure 5, et par un dynamomètre 4 composé d'un dispositif d'entraînement rapide 8 de fil, d'un dispositif de maintien de fil 11, d'un dispositif de rétention 10 d'une portion repliée 9 de fil et, d'au moins une cellule-de mesure 7, lesdits couplemètre 3 et dynamomètre 4 étant intégrés, indépendamment l'un de l'autre, dans un dispositif de mesure unique, et reliés à un dispositif d'acquisition 12. The invention also relates to a device for implementing the measurement method described above, and represented in FIG. 1 of the appended drawings, essentially constituted by a torque meter 3 comprising a quick twisting device 6 and at least one measuring cell 5 , and by a dynamometer 4 composed of a rapid wire driving device 8, a wire holding device 11, a device 10 for retaining a folded portion 9 of wire and, at least a measuring cell 7, said torque meter 3 and dynamometer 4 being integrated, independently of one another, in a single measuring device, and connected to an acquisition device 12.
Le dispositif de mesure est donc principalement composé de trois parties, un couplemètre 3 et un dynamomètre 4, comportant chacun des éléments effecteurs'8, 10, 11 et 6, et des cellules de mesure des grandeurs physiques 5 et 7, et un dispositif d'acquisition 12, sous la forme d'un enregistreur, par exemple. The measuring device is therefore mainly composed of three parts, a torque meter 3 and a dynamometer 4, each comprising effector elements' 8, 10, 11 and 6, and cells for measuring physical quantities 5 and 7, and a device for acquisition 12, in the form of a recorder, for example.
Conformément à l'invention, et comme le montre la figure I des dessins annexés, le dispositif de mesure comporte, en outre, un dispositif informatique 13, intégrant le dispositif d'acquisition 12, et permettant de contrôler, au moyen d'interfaces, les actions des dispositifs de torsion rapide 6, d'entraînement 8, de maintien 11 de fil et de rétention 10 d'une portion repliée 9 de fil, de traiter les données successives délivrées par les cellules de mesure 5 et 7, de les sauvegarder, de les afficher et/ou de les imprimer. In accordance with the invention, and as shown in FIG. 1 of the accompanying drawings, the measurement device further comprises a computer device 13, integrating the acquisition device 12, and making it possible to control, by means of interfaces, the actions of the rapid twisting devices 6, of the drive 8, of the wire retention 11 and of the retention 10 of a folded portion 9 of the wire, of processing the successive data delivered by the measurement cells 5 and 7, of saving them , display and / or print them.
Un tel dispositif informatique 40 permet aisément à l'utilisateur, grâce à un programme de commande interactif, de contrôler simultanément tous les éléments effecteurs 8, 10, 11 et 6, de fixer rapidement tous les paramètres des essais et de les initialiser sans avoir à effectuer à chaque fois des réglages longs et délicats. Such a computing device 40 easily allows the user, thanks to an interactive control program, to simultaneously control all the effector elements 8, 10, 11 and 6, to quickly fix all the parameters of the tests and to initialize them without having to make long and delicate adjustments each time.
De plus, ledit dispositif informatique 13, en intégrant le dispositif d'acquisition 12, donne à l'utilisateur la possibilité de choisir le mode d'édition et de représentation des résultats, de déterminer la fréquence d'acquisition des données délivrées par les cellules de mesure 5 et 7 et de limiter l'acquisition des données aux seules données significatives. In addition, said computer device 13, by integrating the acquisition device 12, gives the user the possibility of choosing the mode of editing and representation of the results, of determining the frequency of acquisition of the data delivered by the cells. 5 and 7 and to limit the acquisition of data to only significant data.
Conformément à la figure 1 des dessins annexés, la cellule de mesure 5 du. couplemètre 3, les dispositifs de maintien 11 du fil, de rétention 10 d'une portion repliée 9 de fil, et d'entraînement 8 de fil, sont montés sur un socle 14 et la cellule de mesure 7 du dynamomètre 4 et le dispositif de torsion rapide 6 sont montés sur un socle 15, les deux parties ainsi constituées: étant mécaniquement indépendantes l'une de l'autre et supportées, chacune, par des pieds 16 anti-vibration. According to Figure 1 of the accompanying drawings, the measurement cell 5 of. torque meter 3, the devices 11 for holding the wire, for retaining 10 a folded portion 9 of wire, and for driving 8 wire, are mounted on a base 14 and the measuring cell 7 of the dynamometer 4 and the device quick twist 6 are mounted on a base 15, the two parts thus formed: being mechanically independent of each other and supported each by anti-vibration feet 16.
Une telle disposition des différents éléments 5, 6, 7, 8, 10 et 11 constituant le couplemètre 3 et le dynamomètre 4, permet d'isoler, du point de vue de la transmission des vibrations, les cellules de mesure 5 et 7, de leurs éléments effecteurs 6, 8, 10 et 11 correspon dant, en les fixant sur deux structures physiquement séparées et mécaniquement totalement indépendantes l'une de l'autre. Ainsi, les mesures effectuées par les cellules 5 et 7 ne sont pas perturbées par les vibrations engendrées par le fonctionnement desdits éléments effecteurs 6, 8, 10 et 11. Le dispositif de mesure, scindé en deux parties indépendantes, est également plus facile à déplacer et à transporter. En outre, en munissant les socles 14 et 15 de pieds anti-vibration 16, les capteurs des cellules 5 et 7 sont également isolés des vibrations dues, éventuellement, au milieu industriel environnant. Such an arrangement of the various elements 5, 6, 7, 8, 10 and 11 constituting the torque meter 3 and the dynamometer 4, makes it possible to isolate, from the point of view of the transmission of vibrations, the measurement cells 5 and 7, from their corresponding effector elements 6, 8, 10 and 11, by fixing them on two physically separate and mechanically completely independent structures from each other. Thus, the measurements made by cells 5 and 7 are not disturbed by the vibrations generated by the operation of said effector elements 6, 8, 10 and 11. The measurement device, split into two independent parts, is also easier to move and to transport. In addition, by providing the bases 14 and 15 with anti-vibration feet 16, the sensors of the cells 5 and 7 are also isolated from vibrations due, possibly, to the surrounding industrial environment.
Selon une caractéristique de l'invention, la cellule de mesure 5, ainsi que le dispositif de rétention 10, sont montés sur une potence 17 verticale fixée au socle 14. According to a characteristic of the invention, the measurement cell 5, as well as the retention device 10, are mounted on a vertical bracket 17 fixed to the base 14.
Selon une autre caractéristique de l'invention, et conformément à la figure 1 des dessins annexés, le dispositif de torsion 6 et la cellule de mesure 7 sont montés sur un chariot 18, guidé en translation par une glissière 19, fixée verticalement, par une de ses extrémités, au socle 15. According to another characteristic of the invention, and in accordance with FIG. 1 of the accompanying drawings, the torsion device 6 and the measuring cell 7 are mounted on a carriage 18, guided in translation by a slide 19, fixed vertically, by a from its ends, to the base 15.
Pour effectuer un essai dynamométrique ou cou plemétrique, il suffit de juxtaposer les deux socles 14 et 15 de telle manière que le dispositif de torsion rapide 6 se trouve en face de la cellule de mesure 5, et que la cellule de mesure 7 se trouve en face du dispositif d'entraînement 8, à des distances variables selon la position du chariot 18. To carry out a dynamometric or plimetric neck test, it suffices to juxtapose the two bases 14 and 15 in such a way that the rapid twisting device 6 is located opposite the measuring cell 5, and that the measuring cell 7 is located face of the driving device 8, at variable distances according to the position of the carriage 18.
Cette réalisation structurelle particulière autour d'une potence 17 et d'une glissière 19, des'deux parties composant le dispositif de mesure, ainsi que la disposition spécifique des différents éléments 5 à 8, et 10 permet, d'une part, de tester des échantillons 1 et 2 de tailles variables, en déplaçant le chariot 18 le long de la glissière 19, soit en direction de la cellule de mesure 5, soit en direction du dispositif d'entraînement 8, et, d'autre part, de réaliser des essais sur des échantillons de grande taille sans utilisation d'un dispositif de mesure volumineux, encombrant ou massif. This particular structural embodiment around a bracket 17 and a slide 19, two parts making up the measuring device, as well as the specific arrangement of the various elements 5 to 8, and 10 makes it possible, on the one hand, to test samples 1 and 2 of variable sizes, by moving the carriage 18 along the slide 19, either in the direction of the measuring cell 5, or in the direction of the drive device 8, and, on the other hand, to produce tests on large samples without the use of a bulky, bulky or massive measuring device.
On peut encore augmenter les performances du dispositif, en ce qui concerne la longueur d'échantillons 1 et 2, en rendant la potence-17 et la glissière 19 télescopiques. We can further increase the performance of the device, with regard to the length of samples 1 and 2, by making the bracket-17 and the slide 19 telescopic.
Conformément à une autre caractéristique de l'invention, la cellule de mesure 5 est fixée à l'extré- mité libre de la potence 17 au moyen d'un dispositif de réglage d'alignement 20, permettant le déplacement de ladite cellule de mesure 5 dans un plan horizontal parallèle au plan du socle 14. According to another characteristic of the invention, the measuring cell 5 is fixed to the free end of the bracket 17 by means of an alignment adjustment device 20, allowing the movement of said measuring cell 5 in a horizontal plane parallel to the plane of the base 14.
On peut ainsi réaliser un alignement très précis, entre l'axe de la cellule de mesure 5 et l'axe du dispositif de torsion rapide 6, nécessaire à des essais couplemétriques valables. It is thus possible to achieve a very precise alignment, between the axis of the measuring cell 5 and the axis of the rapid torsion device 6, necessary for valid torque tests.
Selon-une autre caractéristique de l'invention, et comme représenté à la figure 2 des dessins annexés, la cellule de mesure 5 du couplemètre 3 est avantageusement constituée par un support 21 auquel est fixé un capteur de tension 22, par un capteur de couple 23 et par un organe de préhension 24 de l'extrémité correspondante de l'échantillon 1. According to another characteristic of the invention, and as shown in FIG. 2 of the accompanying drawings, the measurement cell 5 of the torque meter 3 is advantageously constituted by a support 21 to which a tension sensor 22 is fixed, by a torque sensor 23 and by a gripping member 24 of the corresponding end of the sample 1.
Les capteurs de tension 22 et-de couple 23 sont des capteurs présentant des constantes de temps de mesure compatibles avec les vitesses d'exécution élevées des essais. The tension 22 and torque 23 sensors are sensors having measurement time constants compatible with the high execution speeds of the tests.
Conformément à la figure 2 des dessins annexés, le capteur de couple 23 est constitué, de préférence, par un capteur de proximité 25, fixé au support 21 et par une barre de torsion calibrée 26 faisant corps avec le capteur de tension 22 et muni d'une cible métallique 27 solidaire de l'organe de préhension 24. In accordance with FIG. 2 of the accompanying drawings, the torque sensor 23 is preferably made up of a proximity sensor 25 fixed to the support 21 and by a calibrated torsion bar 26 integral with the tension sensor 22 and provided with 'a metal target 27 integral with the gripping member 24.
Lors de la torsion de l'échantillon 1 par le dispositif de torsion rapide 6, l'extrémité dudit échantillon 1, opposée au dispositif de torsion rapide 6 et maintenue par l'organe de préhension 24, entraîne ce der7 nier en rotation et donc également la cible métallique 27, dont le déplacement angulaire est mesuré par le capteur de proximité 25. Il est possible, ainsi, de déterminer indirectement le couple transmis, dont la valeur est calculée, par exemple par le dispositif informatique 13, en utilisant la courbe de calibrage de la barre de torsion 26. Naturellement, le couple appliqué sur le capteur de tension 22, par l'intermédiaire de la barre de torsion 26, ne doit en aucun cas influencer la mesure de la tension par ledit capteur 22. When the sample 1 is twisted by the quick twist device 6, the end of said sample 1, opposite the quick twist device 6 and held by the gripping member 24, causes the latter to rotate and therefore also the metallic target 27, the angular displacement of which is measured by the proximity sensor 25. It is thus possible to indirectly determine the transmitted torque, the value of which is calculated, for example by the computing device 13, using the curve of calibration of the torsion bar 26. Naturally, the torque applied to the tension sensor 22, via the torsion bar 26, must in no case influence the measurement of the tension by said sensor 22.
Ainsi que le montre la figure 1 des dessins annexés, le dispositif de torsion rapide 6 est constitué par un moteur rapide 28, muni d'un capteur de- vitesse de rotation 29, et d'un organe de préhension 30, l'axe du moteur 28 et l'organe de préhension 30 étant alignés, au cours des essais, avec les éléments 22, 24 et 26 de la cellule de mesure 5. As shown in Figure 1 of the accompanying drawings, the rapid torsion device 6 consists of a rapid motor 28, provided with a rotation speed sensor 29, and a gripping member 30, the axis of the motor 28 and the gripping member 30 being aligned, during the tests, with the elements 22, 24 and 26 of the measuring cell 5.
L'organe de préhension 30 doit être capable de supporter des vitesses de rotation très élevées et présenter une inertie à la rotation la plus faible possible, tout en maintenant l'échantillon 1 de manière à empêcher tout glissement de sa part dans les pinces dudit organe de préhension 30 lors des essais couplemétriques. The gripping member 30 must be able to withstand very high rotational speeds and have the lowest possible rotational inertia, while maintaining the sample 1 so as to prevent any slipping on its part in the clamps of said member. grip 30 during torque tests.
Une telle réalisation du dispositif de torsion rapide 6 permet, en utilisant le capteur 29 et grâce à une interface de commande adaptée, de contrôler et même d'asservir, moyennant le dispositif informatique 13, la vitesse de rotation lors de la torsion, en l'adaptant aux besoins spécifiques de chaque essai couplemétrique. Such an embodiment of the rapid torsion device 6 makes it possible, using the sensor 29 and thanks to a suitable control interface, to control and even control, by means of the computer device 13, the speed of rotation during torsion, in l '' adapting to the specific needs of each torque test.
Conformément à la figure 3 des dessins annexés, la cellule de mesure 7 du dynamomètre 4 est avantageuse ment constituée par un capteur de tension 31, muni d'un organe de préhension 33 et monté sur un support 32, solidaire du chariot 18. La cellule de mesure 7 est ainsi alignée, à une distance variable, déterminée par la position du chariot 18, avec le dispositif d'entraînement 8 qui est constitué, selon une caractéristique de l'invention, par deux galets cylindriques 34 et 35-, guidés en rotation par des paliers, et dont les axes sont parallèles entre eux et situés dans un plan parallèle ou non au socle 14, l'un, 34, à forte inertie, étant entraîné en rotation par un moteur rapide 36 et l'autre, 35, à faible inertie, étant mobile en translation dans une direction perpendiculaire aux axes des deux galets 34 et 35, au moyen d'un dispositif rail-glissière 37, permettant de mettre lesdits galets 34 et 35 en contact périphérique. In accordance with FIG. 3 of the appended drawings, the measuring cell 7 of the dynamometer 4 is advantageously constituted by a tension sensor 31, provided with a gripping member 33 and mounted on a support 32, integral with the carriage 18. The cell measurement device 7 is thus aligned, at a variable distance, determined by the position of the carriage 18, with the drive device 8 which is constituted, according to a characteristic of the invention, by two cylindrical rollers 34 and 35-, guided in rotation by bearings, and whose axes are parallel to each other and located in a plane parallel or not to the base 14, one, 34, with high inertia, being driven in rotation by a fast motor 36 and the other, 35 , with low inertia, being movable in translation in a direction perpendicular to the axes of the two rollers 34 and 35, by means of a rail-slide device 37, making it possible to put said rollers 34 and 35 in peripheral contact.
Un tel dispositif réalise une élongation du fil de l'échantillon 2 à longueur constante.Such a device elongates the wire of sample 2 at constant length.
Pour effectuer un essai dynamométrique, il suffit donc de fixer une extrémité de'l'échantillon 2 à l'organe de préhension 33 de la cellule de mesure 7, d'engager une portion médiane repliée 9 du fil de l'échantillon 2 dans le dispositif de rétention 10, de l'enrouler ensuite sur un ou plusieurs tours autour du galet 35 et d'engager son extrémité libre dans le dispositif de maintien 11.Le galet 34, qui présente avantageusement une grande inertie, est alors entraîné en rotation par le moteur 36 rapide et dès que sa vitesse de rotation nominale, éventuellement mesuré par un capteur de vitesse de rotation, est atteinte, le galet 35, préférentiellement de faible inertie, est appliqué au moyen du dispositif du rail-glissière 37, contre le galet 34 qui lui transmet son mouvement de rotation et entraîne l'extrémité basse de l'échantillon 2 en l'enroulant autour du galet 35. La portion repliée 9 de fil présente une longueur telle que la vitesse de rotation des galets 34 et 35 est à nouveau constante lorsque; la portion repliée 9 ayant disparue du fait de l'enroulement continu autour du galet 35,-le fil de l'échantillon 2 commence à s'allon- ger. To carry out a dynamometric test, it suffices therefore to fix one end of the sample 2 to the gripping member 33 of the measuring cell 7, to engage a folded middle portion 9 of the sample wire 2 in the retention device 10, then wind it over one or more turns around the roller 35 and engage its free end in the holding device 11. The roller 34, which advantageously has great inertia, is then driven in rotation by the motor 36 fast and as soon as its nominal speed of rotation, possibly measured by a speed sensor, is reached, the roller 35, preferably of low inertia, is applied by means of the slide rail device 37, against the roller 34 which transmits its rotational movement to it and drives the lower end of the sample 2 by winding it around the roller 35. The folded portion 9 of wire has a length such that the speed of rotation of the rollers 34 and 35 is again constant when; the folded portion 9 having disappeared due to the continuous winding around the roller 35, the yarn of the sample 2 begins to lengthen.
Une vitesse d'entraînement constante du fil au début de l'élongation est donc atteinte, ce qui corres pond aux conditions rencontrées au cours des processus de fabrication industrielle. Afin d'optimiser l'entraînement du fil, l'un au moins des deux galets 34 et 35 peut être avantageusement recouvert d'une couche d'élastomère. A constant wire drive speed at the start of the elongation is therefore reached, which corresponds to the conditions encountered during industrial manufacturing processes. In order to optimize the entrainment of the wire, at least one of the two rollers 34 and 35 can advantageously be covered with a layer of elastomer.
Conformément à une autre caractéristique de l'invention, le dispositif de maintien de fil 11 et/ou le dispositif de rétention 10 d'une portion repliée 9 de l'échantillon 2 sont réalisés, chacun, sous forme d'un tube relié par une extrémité à un dispositif aspirateur 38, non représenté aux dessins annexés, et dont l'autre extrémité destinée, respectivement, à l'introduction de la portion repliée 9 de fil ou à l'introduction de l'extrémité libre de l'échantillon 2, est évasée. According to another characteristic of the invention, the wire holding device 11 and / or the device 10 for retaining a folded portion 9 of the sample 2 are each produced in the form of a tube connected by a end to a suction device 38, not shown in the accompanying drawings, and the other end of which is intended respectively for the introduction of the folded portion 9 of wire or for the introduction of the free end of the sample 2, is flared.
La portion repliée 9, ainsi que l'extrémité libre du fil de l'échantillon 2, sont donc maintenues de manière souple et sans contact physique, ce qui évite la détérioration de l'échantillon avant le début de l'élongation, et donc la falsification des résultats des essais dynamométriques. En outre, de tels dispositifs 10 et 11 permettent une évacuation rapide et aise des déchets de fil après les essais. i
Selon une variante de réalisation de l'invention, le dispositif de rétention 10 d'un portion repliée 9 de fil est sous la forme d'un organe de rétention' électrostatique et/ou mécanique. Celui-ci peut être respectivement réalisé, soit sous la forme d'une plaque ou d'une barre électrostatique chargée, soit sous la forme d'une- pince ou d'uncrochet amovible.The folded portion 9, as well as the free end of the sample wire 2, are therefore held in a flexible manner and without physical contact, which prevents deterioration of the sample before the start of elongation, and therefore the falsification of the results of the dynamometric tests. In addition, such devices 10 and 11 allow quick and easy removal of wire waste after the tests. i
According to an alternative embodiment of the invention, the device 10 for retaining a folded portion 9 of wire is in the form of an electrostatic and / or mechanical retention member. This can be produced respectively, either in the form of a charged plate or electrostatic bar, or in the form of a clamp or a removable hook.
Selon une réalisation préférée de l'invention, les organes de préhension 24 et 33 sont sous la forme de pinces fixe-fil n'interrompant pas le cours du fil. Ainsi lesdits organes de préhension 24 et 33 ne perturbent pas les mesures de tension et/ou de couple effectuées sur le fil et, de plus, l'utilisateur peut aisément alimenter en continu le dispositif de mesure dans le cas d'essais sur des fils d'un seul tenant. Cette dernière caractéristique donne à l'utilisateur la possibilité d'automatiser même la phase préparatoire des essais. According to a preferred embodiment of the invention, the gripping members 24 and 33 are in the form of wire clamps not interrupting the course of the wire. Thus, said gripping members 24 and 33 do not disturb the tension and / or torque measurements made on the wire and, moreover, the user can easily supply the measurement device continuously in the case of tests on wires. in one piece. This last characteristic gives the user the possibility of automating even the preparatory phase of the tests.
En outre, et conformément à l'invention, le dynamomètre 4 peut comporter au moins une cellule de mesure 39 de la tension du fil sur l'échantillon 2, fixée sur un des deux socles 14 ou 15, ou sur un support extérieur non représenté. In addition, and in accordance with the invention, the dynamometer 4 may comprise at least one cell 39 for measuring the thread tension on the sample 2, fixed on one of the two bases 14 or 15, or on an external support, not shown. .
Selon une autre caractéristique de l'invention, non représentée aux dessins annexés, le dispositif-de rail-glissière 37 comporte un actionneur permettant ia commande automatique du déplacement du galet 35 par le dispositif informatique 13. Lesdits actionneurs peuvent se présenter, soit sous forme de vérins hydrauliques, électriques ou pneumatiques, soit sous forme d'un moteur électrique muni d'un réducteur. According to another characteristic of the invention, not shown in the accompanying drawings, the rail-slide device 37 comprises an actuator allowing automatic control of the movement of the roller 35 by the computer device 13. Said actuators can be presented either in the form hydraulic, electric or pneumatic cylinders, either in the form of an electric motor fitted with a reduction gear.
Conformément à une autre caractéristique de l'invention, le chariot 18 comporte, pour le cas d'un essai de mesure du couple transmis à tension constante, un actionneur, commandé par le dispositif informatique 13, ainsi que, éventuellement, un capteur de position, permettant d'asservir la position du chariot 18 à la tension subie par l'échantillon 1 de fil à tester et relevée par le capteur 22. On peut évidemment, dans ce cas; également réaliser des essais complemétriqués à longueur constante, par simple blocage du chariot à une position donnée.De plus, l'adjonction d'un actionneur au chariot 18 permet au-moyen du capteur de tension 22 et en bloquant le dispositif de torsion rapide 6, de réaliser des essais dynamométriques classiques, à savoir une élongation lente et de longue durée, tels que décrits dans la norme AFNOR de métrologie textile française NF G07-003 12.1971. On peut également, à l'aide du chariot 18 muni d'un actionneur, faire des essais de fatigue sur l'échantillon 1, en soumettant celui-ci un grand nombre de fois à des torsions et des tractions en combinant les effets du dispositif de torsion rapide 6 et du chariot 18 ainsi actionné. I1 faut naturellement veiller à conserver la torsion initiale du fil avant le début de chaque essai. In accordance with another characteristic of the invention, the carriage 18 comprises, for the case of a test for measuring the torque transmitted at constant voltage, an actuator, controlled by the computer device 13, as well as, optionally, a position sensor , making it possible to control the position of the carriage 18 to the voltage undergone by the sample 1 of wire to be tested and noted by the sensor 22. It is obviously possible, in this case; also carry out complementary tests at constant length, by simply blocking the carriage at a given position. Furthermore, the addition of an actuator to the carriage 18 allows by means of the tension sensor 22 and by blocking the rapid torsion device 6 , to carry out classic dynamometric tests, namely a slow and long elongation, as described in the AFNOR standard of French textile metrology NF G07-003 12.1971. It is also possible, using the carriage 18 fitted with an actuator, to carry out fatigue tests on the sample 1, by subjecting it a large number of times to twists and pulls by combining the effects of the device of rapid twist 6 and of the carriage 18 thus actuated. Naturally, care must be taken to keep the initial twist of the wire before the start of each test.
Selon une caractéristique supplémentaire de l'invention, non représentée aux dessins annexés, le dispositif de mesure comporte un dispositif de quantification et/ou de visualisation par moyens optiques tels que, notamment, caméra vidéo, dispositif pour photographies stroboscopiques ou dispositif laser, pour évaluer la déformation et/ou visualiser le processus de rupture de l'échantillon 2. Un tel dispositif est relié à une centrale de traitement et de sauvegarde des données permettant leur exploitation ultérieure et globale par l'utilisateur. According to an additional characteristic of the invention, not shown in the accompanying drawings, the measurement device comprises a device for quantification and / or display by optical means such as, in particular, video camera, device for stroboscopic photographs or laser device, for evaluating the deformation and / or visualize the process of rupture of the sample 2. Such a device is connected to a central processing and saving of the data allowing their subsequent and global exploitation by the user.
Grace à l'invention, il est donc possible de procéder à des mesures rapides de caractéristiques mécaniques de fils, constitués d'éléments continus et/ou discontinus, sur des échantillons de tailles variables et en reproduisant les sollicitations auxquelles sont soumis lesdits fils au cours des processus de fabrication industrielle. Le dispositif conforme à l'invention permet ainsi, lors de l'essai dynamométrique, de solliciter l'échantillon 2 en tr,action à une vitesse d'entraînement variable et pouvant atteindre 1000 m/min.-Durant l'essai couplemétrique, la vitesse de rotation, lors de la torsion de l'échantillon, peut atteindre 160 000 tr/min. Thanks to the invention, it is therefore possible to carry out rapid measurements of the mechanical characteristics of wires, made up of continuous and / or discontinuous elements, on samples of variable sizes and by reproducing the stresses to which said wires are subjected during industrial manufacturing processes. The device according to the invention thus makes it possible, during the dynamometric test, to urge the sample 2 in rev, action at a variable driving speed and which can reach 1000 m / min. - During the torque test, the speed of rotation, when twisting the sample, can reach 160,000 rpm.
La longueur maximale des échantillons 1 et 2 de fil admissible est de 1500 mm. The maximum length of samples 1 and 2 of admissible wire is 1500 mm.
Les durées des essais sont respectivement de l'ordre de 10 ms pour l'essai dynamométrique, et de l'ordre de 1 s pour l'essai couplemétrique, donc extrêmement courtes. L'intérêt d'utiliser un disposition informatique 13 contrôlant l'ensemble du déroulement des essais est donc manifeste, si-l'on veut relever un nombre significatif de mesures avant la rupture des échantillons 1 ou 2. The durations of the tests are respectively of the order of 10 ms for the dynamometric test, and of the order of 1 s for the torque test, therefore extremely short. The advantage of using a computer arrangement 13 controlling the entire course of the tests is therefore obvious, if a significant number of measurements are to be taken before the samples 1 or 2 are broken.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté aux dessins annexés. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention. Of course, the invention is not limited to the embodiment described and shown in the accompanying drawings. Modifications remain possible, in particular from the point of view of the constitution of the various elements or by substitution of technical equivalents, without thereby departing from the scope of protection of the invention.
Claims (21)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8910861A FR2650894A1 (en) | 1989-08-09 | 1989-08-09 | Method for rapid measurement of the mechanical characteristics of yarns (wires), consisting of continuous and/or discontinuous elements and device for implementing this method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8910861A FR2650894A1 (en) | 1989-08-09 | 1989-08-09 | Method for rapid measurement of the mechanical characteristics of yarns (wires), consisting of continuous and/or discontinuous elements and device for implementing this method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2650894A1 true FR2650894A1 (en) | 1991-02-15 |
Family
ID=9384690
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR8910861A Pending FR2650894A1 (en) | 1989-08-09 | 1989-08-09 | Method for rapid measurement of the mechanical characteristics of yarns (wires), consisting of continuous and/or discontinuous elements and device for implementing this method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2650894A1 (en) |
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1989
- 1989-08-09 FR FR8910861A patent/FR2650894A1/en active Pending
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