Brevet FR2012325A1 — publié le 19700320

L'invention concerne tin dispositif pour donner une torsion aux fils et elle a pour but d'apporter un perfectionnement à un type antérieurement proposé de tête tordeuse comprenant un organe annulaire rotatif muni d'un passage central relativement pe-5 tit qui s'étend axialement et se termine par des extrémités (constituant les côtés opposés de la tête tordeuse) qu'il relie, ces extrémités ayant une forme de trompette et chacune d'entre elles présentant une surface convexe de forme annulaire, évasée vers l'extérieur, qui s'étend sur un arc de 90°, ces surfaces et 10 le passage central intermédiaire qui les relie étant dans des rapports tels qu'un fil ou brin, amené à traverser en diagonale l'organe dans une direction perpendiculaire à son axe de rotation, entre en contact de friction, par ses côtés respectivement opposés, avec des parties de surface qui se déplacent en sens 15 respectivement opposés, mais est supporté sur la majeure partie de la distance entre le périmètre extérieur de 1'évasement en trompette d'un côté de la tête et le centre géométrique de celle-ci, ainsi qu'entre ce centre et le périmètre extérieur de 1'évasement semblable du côté opposé de la tête, de sorte que le fil 20 soit complètement contrôlé à l'intérieur de la tête tordeuse et que la torsion qui y est engendrée ne disparaisse pas par élasticité à travers la tête tordeuse. Bien que le perfectionnement apporté par l'invention ne soit pas nécessairement limité à cet égard, il est principalement des-25 tiné à être appliqué à une tête tordeuse utilisée pour donner une fausse torsion à des fils synthétiques thermoplastiques multifi-laments, par exemple un fil de polyamine ou de polyester. Il a été constaté qu'il serait avantageux.de modifier les caractéristiques des surfaces de friction de têtes tordeuses du 30 type antérieurement proposé, en fonction des positions particulières occupées par ces têtes dans un métier ou un appareil à tordre les fils et notamment, dans des circonstances appropriées, selon le stade de développement de la torsion au cours de la progression des fils à travers les éléments chauffants qui sont 35 généralement prévus dans une telle machine ou appareil pour fixer les fils à l'état de torsion tandis qu'ils passent. Aussi, selon l'invention, la surface convexe annulaire évasée vers l'extérieur de chaque extrémité en trompette d'une tête tordeuse, au lieu d'avoir une surface de friction entièrement ou 40 principalement uniforme comme précédemment, est formée de façon 69 17339 2 2012325 à ne présenter sur sa circonférence qu'une zone, relativement étroite (et par suite localisée) de friction effective, le reste de la surface convexe étant suffisamment lisse pour que la friction qui s'y produit soit pratiquement négligeable. En d'autres 5 termes, le reste de la surface convexe est, à tous égards, une surface pratiquement anti-friction. De préférence, ladite zone localisée de friction effective à chaque extrémité de la tête tordeuse se présente sous la forme d'une bande ou bague étroite. 10 Le démarrage, et 1'arrêt rapides des têtes tordeuses peuvent être facilités si celles-ci sont entraînées indépendamment. Les extrémités en trompette des organes annulaires qui constituent les têtes tordeuses peuvent, selon une autre caractéristique de l'invention, constituer des prolongements des rotors de moteurs 15 électriques séparés. Autant qu'on le sache, c'est la première fois qu'on fait passer un fil textile à travers le rotor d'un moteur électrique afin de lui communiquer une torsion dans une mesure déterminée par la vitesse de ce rotor. Afin que l'invention puisse être mieux comprise et facile-20 ment mise en oeuvre, quelques modes de réalisation particuliers vont en être donnés en référence au dessin annexé. La fig. 1 est une vue en coupe transversale, partiellement en élévation, d'une tête tordeuse conforme à 1'invention$ la fig. 2 est une vue en coupe transversale d'un autre mode 25 de réalisation d'une telle tête tordeuse avec moteur électrique d'entraînement incorporé 5 et la fig. 3 est une vue générale en perspective, partiellement éclatée de la tête tordeuse représentée fig. 2. En ce qui concerne le mode de réalisation illustré par la 30 fig. 1, on peut voir que l'organe annulaire rotatif qui constitue la tête tordeuse TH est formé de deux éléments 10 en positions coaxiales et ppposées qui, bien que séparés initialement, sont reliés rigidement par une douille d'accolement 11, par exemple en bronze phosphoreux. Des petites vis 12 servent à fixer la 35 douille aux éléments 10. La partie centrale de la tête tordeuse TH ainsi assemblée s'étend axialement et se termine par des extrémités en trompette 10a qu'elle relie, extrémités qui constituent les côtés opposés de la tête. Un passage central 13, relativement petit dans cette partie centrale., se prolonge, en les 40 reliant, par des surfaces convexes 10b évasées vers l'extérieur, 69 17339 3 2012325 de forme annulaire, constituées par les faces intérieures des extrémités en trompette 10a. La surface de chaque extrémité du passage central 13, dirigé axialement et la surface convexe évasée vers 1'extérieur de 1 * extrémité en trompette contiguë 10a 5 s'étendent le long d'un arc de 90° environ. La partie médiane du passage central 13 s'élargit en 13a, du fait d'un renfoncement formé à l'extrémité interne de chacun des deux éléments 10 abou-tés. A la douille 11 est associé le chemin de roulement interne 10 14a d'un roulement à billes 14 dont le chemin de roulement externe fixe 14b est monté de son côté dans line enveloppe 15. Dans une partie prolongée appropriée 15a de cette enveloppe 15 est formé un trou taraudé dans lequel se visse l'extrémité interne d'un goujon fileté correspondant 16, à l'aide duquel la tête tordeu-15 se TH peut être fixée en position de service dans une machine ou un appareil à tordre les fils ou brins. Suivant ce mode de réalisation, chacune des deux extrémités en trompette 10a de la tête tordeuse est creusée d'une gorge circonférentielle 10c destinée à recevoir une courroie sans fin 20 trapézoïdale (non représentée) au moyen de laquelle la tête est entraînée à partir d'une source de puissance séparée. Selon la caractéristique de l'invention, la surface annulaire convexe 10b, évasée vers l'extérieur, de chacune des extrémités en trompette 10a de la tête tordeuse TH, au lieu d'avoir 25 une surface de friction entièrement ou essentiellement uniforme comme précédemment, est conçue pour ne présenter qu'une zone de friction relativement étroite et, par suite, localisée. Bien que, selon ce qui a été mentionné ci-dessus,-cette zone de friction localisée sur chaque extrémité 10a puisse se 30 présenter sous la forme d'une bande étroite d'un matériau d'usure extrêmement dur, cette zone est avantageusement constituée par la partie la plus externe 17a de la surface intérieure d'une bague 17 qui est fixée dans une cavité ou gorge annulaire à l'intérieur de l'extrémité en trompette. 35 Pour être sûr qu'elle agisse complètement sur un fil ou un brin qui pénètre dans la tête tordeuse TH ou la quitte selon le cas, une telle bande étroite ou la bague 17 peut, si on le désire et comme on l'a représenté, être protubérante, c'est-à-dire légèrement en saillie sur la courbure générale de la surface convexe 10b évasée vers 1'extérieur. 69 17339 4 2012325 De préférence, chaque bande étroite de friction ou là bague 17 peut, comme on l'a représenté, être située approximativement à mi-chemin entre le périmètre extérieur de l'évase-ment en trompette 10b correspondant et le centre géométrique c 5 de la tête tordeuse TH. Il est extrêmement important que la forme de base de la tête tordeuse, définie ci-dessus, soit respectée, car elle assure un contact maximal entre les fils ou brins et les bandes ou bagues étroites de friction. 10 Les bandes ou bagues de friction doivent être essentielle ment en un matériau d'usure extrêmement dur. On considère à 1' heure actuelle qu'une matière céramique ou un métal suffisamment dur ou durci, résistartt à l'abrasion, est nécessaire pour résister à l'usure due au passage constant de fils ou de brins sur 15 les bandes ou les bagues. La structure de la tête tordeuse perfectionnée ci-dessus décrite a pour effet de communiquer à un fil ou brin un mouvement de roulement plus précis. Cet effet peut être comparé à un "effet d'engrènement" en ce sens que le nombre de tours imprimés 20 à un fil ou à un brin peut être plus étroitement fonction du rapport entre la circonférence du fil ou du brin et la circonférence appropriée de la bande ou bague de fraction. Ainsi, il est possible de parvenir à un "rapport de transmission" d'autant plus exact qu'il est possible, dans les limites admissibles, de rédui-25 re la largeur de la bande de friction ou de diminuer la section de la bague de friction 17, selon le cas. Pour en revenir à la fig. 1, on notera qu'un fil ou brin, tel que celui qui est désigné par Y, passant dans la direction des flèches en diagonale à travers la tête tordeuse TH et, par 30 suite, perpendiculairement à l'axe de rotation _a de celle-ci, non seulement entre en contact de frottement par ses côtés res- -pectivement opposés avec les zones localisées de friction 17a qui se déplacent en sens respectivement inverses, mais encore'est également supporté par des parties espacées des surfaces convexes 35 10b évasées vers l'extérieur, ce qui assure un contact maximal avec les bagues de friction 17. Dans un traitement de fausse torsion d'un fil à l'aide d'une tête tordeuse TH, il est possible de faire passer les fils ou 1 brins Y et Y en mouvement en directions opposées à travers la 40 tête, ces fils ou brins étant tordus simultanément en sens res 69 17339 5 2012325 pectivement inverses du fait que leurs segments opposés en diagonale qui s'entrecroisent sont maintenus en contact avec les bagues de friction 17 correspondantes sur les côtés opposés de la tête. L'élargissement 13a du passage central 13 fournit la 5 place nécessaire pour garantir que les segments en diagonale entrecroisés de ces deux fils ou brins, du fait qu'ils ne sont pas supportés à ce niveau, passeront librement et sans aucune entrave de l'une des extrémités évasées de la tête tordeuse à 1' autre. 10 II convient de bien comprendre que, à 1'exception de la surface annulaire de friction 17a que constitue la bague 17, le reste de la surface convexe annulaire 10b évasée vers 1'extérieur de chacune des extrémités en trompette 10a est suffisamment lisse pour ne produire pratiquement aucun frottement. 15 En ce qui concerne la forme de ses extrémités en trompette 1 10a, la tête tordeuse TH représentée fig. 2 et 3, est semblable à la tête tordeuse TH de la fig. 1. Mais, dans le cas de la tête tordeuse TH , les deux extrémités coaxiales 10a sont raccordées rigidement par une douille d'accolèment 18 à laquelle sont asso-20 ciés les chemins de roulement internes 19a de roulements à billes 19. Les chemins de roulement externes 19b de ces roulements sont montés à l'intérieur de deux plaques ou blocs distants l'un de l'autre, comme on peut le voir nettement en 20 sur la fig. 3. La caractéristique importante qui différencie la tête tor-25 deuse TH de la tête tordeuse TH consiste toutefois en ce qu'elle est entraînée par un moteur électrique incorporé qui fait partie de cette tête. Bien que tout type approprié de moteur .électrique puisse être utilisé à cette fin, un moteur quadripolaire à pôles fendus s'est avéré particulièrement satisfaisant. Ainsi, comme 30 on peut le voir fig. 2 et 3, le rotor 21 d'un tel moteur est interposé entre les chemins de roulement 19a des roulements à billes et est fixé à la douille 18. Le stator feuilleté du moteur, désigné par 22, est fermement serré en position entre des paires de pattes latérales 20a et 20b faisant partie des deux plaques 35 ou blocs d'enveloppe 20. Les têtes des boulons qui traversent entièrement ces paires de pattes et les parties interposées du stator sont désignées par 23. Le rotor 21 tourne à 1 * intérieur du stator 22 ,auquel sont associées deux bobines 24 et 25 d'induction d'un champ magnétique, disposées de part et d'autre du rotor. Le moteur peut 40 être entièrement logé dans un carter 26 sur lequel font saillie les parties extérieures des extrémités en trompette 10a. 69 17339 6 2012325 Si un moteur du type à pôles fendus est aussi satisfaisant, c'est parce que son stator n'a que 12 mm environ de largeur, ce qui permet de donner à une tête tordeuse la faible largeur désirable et de réduire son diamètre en proportion. 5 La vitesse d'un nombre relativement grand de têtes tordeuses à moteur, telles que celle, qui vient d'être décrite, faisant partie d'un appareil à tordre les fils ou brins, peut être réglée par un convertisseur de fréquence susceptible de faire varier la période de l'alimentation. 10 Bien que les têtes tordeuses TH et TH ici décrites soient montées de façon à tourner sur des roulements à billes, il est bien entendu que tout autre type de palier anti-friction approprié, capable de supporter une vitesse élevée de l'ordre de 6000 t/m, peut être utilisé. Par exemple, des paliers lisses 15 suffiront pourvu qu'ils soient en un matériau approprié pour résister à une vitesse aussi élevée. D'autre part, un palier dans un champ magnétique s'est révélé satisfaisant. De même, il serait possible d'utiliser un palier fluide à air ou même un palier du type auto-lubrifiant. 20 Des têtes tordeuses, convenablement disposées, construites selon 1'invention, permettent d'effectuer la torsion de fils en progression dans différentes directions angulaires. Autrement dit, ces têtes permettent que des fils soient tordus de façon satisfaisante, même s'ils suivent des trajectoires incurvées au 25 lieu de trajectoires sensiblement rectilignes comme auparavant.A -leur tour, ces trajectoires incurvées permettent de réduire à un minimum la hauteur d'une machine ou d'un appareil à tordre les fils et facilitent la combinaison, avec les têtes tordeuses, d' éléments chauffants destinés à chauffer et, par suite, à fixer 30 la torsion des fils au cours de leur passage. Il est également avantageux d'incorporer des têtes tordeuses de ce genre dans une unité complète de traitement des fils associée à une tricoteuse ou autre machine textile, le fil traité (ayant subi une fausse torsion) étant appelé à partir de cette 35 unité par des instruments ou organes prévus à cette fin sur le métier, par intermittences et à des vitesses variables, selon ce qui est décrit dans la demande de brevet français n° déposée le même jour et au même nom. Comme on le comprendra aisément, si l'on incorpore des tê-40 tes tordeuses du type ainsi perfectionné dans une unité de traitement selon ce qui est indiqué dans le paragraphe précédent, il 69 17339 7 2012325 se produira des circonstances dans lesquelles il sera nécessaire d'arrêter quasi instantanément la rotation des têtes tordeuses en cas d'arrêt de la tricoteuse ou autre machine textile. En conséquence, selon une autre caractéristique de l'invention, 5 il peut être associé aux têtes tordeuses des moyens de freinage d'un type approprié. Bien que ces moyens puissent consister en des freins mécaniques à commande électrique et/ou électronique susceptibles de porter, lorsqu'ils sont serrés, contre des parties rotatives appropriées des têtes tordeuses, il est préféra-10 ble d'inclure des moteurs électriques des têtes tordeuses dans un circuit électrique et/ou électronique comportant des moyens pour apporter aux caractéristiques du courant délivré aux moteurs des modifications telles que des forces de freinage soient appliquées aux rotors de ceux-ci. Par exemple, ces moyens peuvent 15 avoir pour effet de transformer le courant alternatif normalement fourni aux moteurs en un courant continu opposé de tension nettement réduite. Ainsi, avec un courant alternatif nominal de 250 V par exemple, redressé et transformé en un courant continu opposé de 50 V seulement, il est possible d'arrêter une tête 20 tordeuse en rotation en l'espace d'une seconde environ. Il est du reste bien entendu que le mode de réalisation de l'invention qui a été décrit ci-dessus, en référence aux dessins annexés , a été donné à titre purement indicatif et nullement limitatif et que de nombreuses modifications peuvent être appor-25 tées sans que l'on s'écarte pour cela dvi cadre de la présente invention. 69 17339 8 2012325 REVENDICATIONS 1. Tête tordeuse pour imprimer une torsion à des fils, comprenant un organe annulaire rotatif muni d'un passage central qui s'étend axialement et se termine par deux extrémités en 5 trompette qu'il relie, chacune de ces extrémités présentant une surface convexe évasée vers 1'extérieur, de forme annulaire, s'étendant sur un arc de 90° environ, ces surfaces et le passage central intermédiaire étant mutuellement disposés de telle sorte qu'un fil qui traverse en diagonale ledit organe dans une direc-10 tion perpendiculaire à l'axe de rotation de celui-ci, non seulement entre en contact de friction par ses côtés respectivement opposés avec des parties des surfaces qui tournent en sens respectivement inverses * mais encore est également supporté sur une partie notable de la distance entre le périmètre extérieur de 15 l'évasement en trompette d'un côté de la tête et le centre géométrique de cette dernière, ainsi qu'entre ce centre et le périmètre extérieur de l'évasement semblable de l'autre côté de la tête, de sorte que le fil soit complètement contrôlé à l'intérieur de la tête tordeuse et que la torsion qui lui est imprimée 20 ne puisse pas disparaître par élasticité à travers la tête tordeuse, cette tête étant caractérisée par le fait que la surface convexe annulaire (10b) évasée vers l'extérieur de chaque extrémité en trompette (10a) ne présente sur son pourtour qu'une zone (17a ou 29a) relativement étroite et, par suite, localisée de 25 friction effective, le reste de la surface convexe (10b) étant suffisamment lisse pour que le frottement produit soit pratiquement négligeable. 2. Tête tordeuse selon la revendication 1, caractérisée par le fait que la zone étroite et localisée (17a ou 29a) de friction 30 effective à chaque extrémité de la tête est constituée par une bague initialement séparée (17 ou 29) qui est fixée dans une gorge annulaire formée dans la surface convexe (10b) évasée vers 1' extérieur de l'extrémité en trompette (10a) correspondante. 3. Tête tordeuse selon la revendication 2, caractérisée par le 35 fait que chaque zone étroite et localisée (17a ou 29a) de friction effective est protubérante, c'est-à-dire qu'elle fait légèrement saillie sur la courbure générale de la surface convexe (10b) évasée vers l'extérieur correspondante, de façon à assurer que la bague de friction (17 ou 29) agira complètement sur un fil 40 qui pénètre dans la tête tordeuse ou quitte celle-ci. 9 2012325 4. Tête tordeuse selon la revendication 1, caractérisée pair le fait que chaque zone étroite et localisée de friction effective (17a, fig. 1-3) est située approximativement à mi-chemin entre le périmètre extérieur de l'évasement en trompette (10a) 5 correspondant et le centre géométrique (c) de la tête tordeuse. 5. ' Tête tordeuse selon la revendication 1, caractérisée par le fait que chacune des extrémités en trompette (10a) est creusée d'une gorge circonférentielle (10c) pour recevoir une courroie d'entraînement. 10 6. Tête tordeuse selon la revendication 1, caractérisée par le fait que les extrémités en trompette (10a) constituent des prolongements du rotor (21) d'un moteur électrique incorporé dans 1 la tête, de sorte qu'un fil (Y ou Y ) à tordre traverse ce rotor et que le degré de torsion qui lui est imprimé soit déterminé 15 par la vitesse du moteur. 7. Tête tordeuse selon la revendication 6, caractérisée par le fait que le rotor (21) tourne à l'intérieur d'un stator feuilleté (22) auquel sont associées des bobines (24 et 25) destinées à induire un champ magnétique. 20 8- Tête tordeuse à moteur selon la revendication 6, caractérisée par le fait qu'elle comprend un moteur quadripolaire a pôles fendus. 9. Tête tordeuse à moteur selon les revendications 6, 7 ou 8, caractérisée par le fait qu'il lui est associé des moyens pour 25 freiner le rotor du moteur électrique. 10. Tête tordeuse à moteur .selon les revendications 6, 7 ou 8, caractérisée par le fait que le moteur électrique est contenu dans un circuit électrique et/ou électronique.qui contient des moyens susceptibles, en temps opportun, de transformer le courant 30 alternatif qui est normalement délivré aux enroulements statori-ques en un courant continu opposé de tension réduite, afin d'appliquer une force de freinage au rotor.