Brevet FR2024634A1 — publié le 19700828

La présente invention a trait à un dispositif permettant d1 effectue!;, une torsion à un faisceau de fibres et plus particulièrement dans une machine à filer -. Le plus grand nombre ..de '.machines à filer 5 connues comprend un dispositif permettant d'étirer un faisceau ou boudin de fibres afin d'obtenir une épaisseur de fil prédéterminée et un dispositif permettant de bobiner le fil tout en lui appliquant une torsion . 'En général, ce dernier dispositif de bobinage comprend un anneau entourant une bobine tubulaire 10 entraînée en rotation , et il réalise ainsi simultanément la torsion et le bobinage en bobinant le fil au moyen d'un curseur coulissant sur l'anneau . Dans une telle machine à filer, le ruban ou le boudin est transformé en fil après son passage devant le curseur . Ainsi, le boudin produit par le dispositif d'étirage 15 n'est pas du tout , ni suffisamment retordu avant son passage dans le curseur , de sorte que sa résistance à la traction est très faible et qu'il peut souvent se rompre à cet endroit . Surtout , cette rupture devient plus fréquente lorsque la vitesse de rotation de la bobine est augmentée , et ces ruptures se sont 20 opposées largement aux tentatives d'amélioration du rendement par l'augmentation de la vitesse de rotation de la bobine . Certaines personnes ont proposé d'appliquer la torsion au boudin en un endroit plus rapproché du dispositif d'étirage afin d'améliorer la résistance à la traction en mon-25 tant un élément rotatif entrainé en même temps que la bobine et sur la ligne axiale de la bobine . De cette manière , le boudin est retordu par contact avec la face extérieure de l'élément rotatif pour être ensuite bobiné au.moyen du curseur . Dji fait que l'élément rotatif est relié mécaniquement à la partie supérieure 30 d'une broche porteuse de la bobine, il se déplace de bas en haut et réciproquement au gré du mouvement vertical de la bobine , faisant varier ainsi la distance entre l'élément rotatif et le curseur . En. conséquence, 1 rarc formé par le fil entre le curseur et l'élément rotatif sous l'influence de la force centrifuge 55 est variable et fait donc varier la tension du fil , ce qui rend la qualité du fil assez variable . De plus, l'élément rotatif monté au sommet de la broche s'oppose aux changements de bobine ce qui rend difficile la pratique de changement automatique des bobines . 6941106 2 2024634 Avec les procédés antérieurement connus , quand il s'agissait de produire un fil dans lequel des fibres de couleurs différentes doivent être toutes visibles sans aucune confusion, trois étapes étaient nécessaire * La première étape consis-5 tait à effectuer un filage en fin au moyen de machines à filer en fin pour chaque couleur de fil . La deuxième étape consistait à réunir les .fils au moyen d'une rëunisseuse-doubleuse pour rassembler ces fils • La dernière étape.consistait à effectuer une torsion au moyen d'une machine à retordre les fils réunis . *10 Ainsi» il fallait disposer de plusieurs opérateurs et d'un local assez vaste pour l'implantation des machines . Un premier objet de la présente, invention est la diminution des casses dans une machine à filer . Cet objet est réalisé en installant dans une machine à filer de type convenir tionnel un dispositif d'étirage pour étirer le boudin et obtenir un boudin plus mince à la sortie du dispositif d'étirage et son bobinage simultané pour en faire un fil retordu sur la bobine ; un élément rotatif pour appliquer une torsion audit boudin mince dans le même sens que la torsion du dispositif de bobinage du fil 20 entre le.dispositif d'étirage et le dispositif de bobinage du fil, indépendamment du dispositif de bobinage du fil ..C'est à dire que lorsque le fil est retordu avant d'être retordu par le dispositif de bobinage et .que la torsion est transmise au boudin sur toute sa longueur entre le dispositif d'étirage et le dispositif de bo-25 binage du fil , les différentes fibres du boudin sont parfaitement bobinées ensemble et la résistance à la traction du boudin lui-même est améliorée, ce qui en définitive diminue la fréquence de rupture , c'est à dire des casses dans la machine à filer . De plus, .un inconvénient des machines à filer des procédés anté-30 rieurs qui produisent' un boudin mince à la sortie du dispositif d'étirage un boudin mince facilement rompu, est supprimé par la mise en place d'un élément rotatif doté d'un dispositif de guidage transmettant la rotation au boudin mince; et offrant une résistance prédéterminée â l'avance du boudin- . .Cela parce:que la ré-35 sistance à la traction du boudin mince 'est augmentée, par la torsion effectuée , tandis que la tension exercée, sur le boudin mince entre'le dispositif d'étirage et l'élément rotatif est réduite par la résistance exercée dans le sens de l'avance . Un deuxième objet de la présente'invention est 6941106 5 2024634 d'obtenir un fil de belle qualité sans bourre . Cet objet est réalisé par une machine à filer constituée de manière à se conformer aux conditions du premier objet de l'invention en même temps que la réalisation du premier objet . Ce résultat 5 est obtenu du fait que le boudin mince produit par le dispositif d'étirage est rapidement retordu par l'élément rotatif et lui conserve sa. torsion pendant toute la durée de l'avance , les fibres constituant le boudin mince sont parfaitement bobinés ensemble comme décrit plus liaut et le boudin comporte à 10 peine de bourre même s'il est soumis à une pression de bobinage du fait de son avance . - Un troisième objet de la présente invention est d'obtenir une machine à filer plus rapide que les machines utilisées avec les procédés antérieurs . Ce résultat est également 15 atteint par la construction de la.machine en vue de la réalisation du premier objet de l'invention . Cela , parce qu'il devient possible d'augmenter la vitesse de bobinage du boudin en augmentant la résistance à la. traction du boudin mince produit par le dispositif d'étirage ou en diminuant une tension agis-20 sant sur une partie particulièrement faible du boudin . Ainsi les filés ne possèdent jamais une qualité inférieure , comparativement aux filés produits par les machines à filer des procédés antérieurs, car la bourre est supprimée ainsi que les casses , comme expliqué ci-dessus . 25 Un quatrième objet de la présente invention est d'obtenir une machine à filer capable de produire en une seule opération un fil , tel un fil à deux brins ou trois brins tordus ensemble , dans lequel plusieurs couleurs sont distinctement discernables . Cet objet est atteint par une construction 30 dans laquelle plusieurs boudins minces sortant du dispositif d'étirage d'une maehine à filer sont passés séparément dans des éléments rotatifs pour être ensuite réunis et bobinés sûr une seule bobine du dispositif de bobinage doté d'un dispositif de torsion . Les différents boudins minces sont réunis après avoir 55 été retordus séparément pour être bobinés pendant leur torsion dans le même sens . Ainsi, si les différents boudins ont des couleurs différentes, on obtient un fil à couleurs multiples , ce qui n'avait jamais été obtenu par les machines à filer des procédés antérieurs . 6941106 4 2024634 L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui suit et à 1'examen des dessins annexés qui représentent à titre d'exemple non limitatif quelques modes de réalisation de l'invention . 5 Dans les dessins : ' • La Fig.1 est une vue partielle en perspective dè l'avant d'une machiné à filer représentant*un premier modè de réalisation de la présente invention ; - la Fig.2 est une Vue partielle" en perspective-' dë 1 ' avant 10 d'une machine à filer représentant Tin deuxième mode de réalisation de la présente; invention ; • ' la Fig. 3 est une vue partielle en perspective de l'avant d'une machine à filer représentant un troisième mode dë réalisation de la présente invention ; 15 les Fig. 4 à 7 sont des vues en perspective- dëcoiôrèrtes en partie et représentant divers modes dë réalisation d'un élément rotatif conforme à la présëiite invention ; les Fig. 8 à 13 sont des vues en perspective découvertes en partie représentant d'autres modes de réalisation de iâ présente 20 invention ; et - " la Fig. 14 est une vue agrandie de l'état des fibres travaillées par une machine à filer dans le troisième mode de réalisation de la présente invention . Dans tous les dessins, les mêmes références se 25 rapportent aux mêmes parties ou éléments de la machine . En se "reportant à la Fig.1, un dispositif d'étirage 1 est semblable au dispositif d'étirage en" usage sur une machine" à filer utilisée dans des" procédés antérieurs et comprend des rouleaux arrière 2 et 3 d-es tabliers 4 et 5» &es rou-30 leaux avant 6 et 7, etc ... Un'élément'rotatif 8 est tubuiaire ét pourvu d'un trou intérieur 9 visible sur"la Fig.4 . La périphérie intérieure de la partie inférieure du trou intérieur 9 comporte plusieurs partiés s'àillantes et axiales 10. L'élément rotatif 35' creux 8 est situé à la place d'un fil de guidage d'une machine à filer utilisée dans les procédés antérieurs au sommet de l'axe de la bobine 15 là ou le fil de guidage était situé dans les machinés à filer utilisées dans les procédés antérieurs . L'élément rotatif 8 , lont le support ne figure pas, est'monté de 40 manière à pouvoir pivoter au moyen d'une partie appropriée de 6941106 5 2024634 lui-même par un bras fixé au cadre inférieur de manière à pouvoir tourner librement autour de l'axe du cylindre et il est entraîné par une poulie à courroie 12 et une courroie 11. Le nombre de rotations est déterminé de manière à être à. peu 5 près égal au nombre de rotations de la broche 16 . Dans la figure 1, un curseur 13 , un anneau 14 , une bobine 15 et une broche 16 sont semblables à ceux d'un dispositif de bobinage de fil dans une machine à filer en fin à anneaux des procédés antérieurs. Un fil 1? en cours de filage a été étiré dans un boudin mince 10 18 envoyé à la machine à étirer 1. Le fil 17 émerge des rouleaux avant 6 et 7 , passe par le trou intérieur 9 de l'élément rotatif 8 et est bobiné par le curseur sur la bobine 15 • La broche 16 est entraînée en rotation par une courroie 19 et une poulie 20 . 15 Dans la machine à filer conforme à la présente invention , le fil ou le boudin mince 17 produit t lorsqu'il débouche des rouleaux avant 6 et 7 » est retordu par .contact avec les parties saillantes et axiales 10 du trou intérieur 9 de l'élément rotatif 8 lorsqu'il passe par le trou intérieur 9• 20 Comme la torsion est propagée jusqu'à la position de serrage des rouleaux avant, le boudin mince 17 reçoit la torsion dans toute l'étendue de la position de serrage des rouleaux avant à la bobine 15 • Le nombre de tours par minute de la broche 16 est de 16.000 , tandis que le nombre de tours par minute d'une machine 25 à filer en fin des procédés antérieurs est de 10.000 pour le même travail • Les éléments rotatifs ayant les formes visibles sur les figures 5 à 13 sont également efficaces quand, ils sont montés sur la machine à filer conforme à la présente invention, 30 comme celui de la figure 4. L'élément rotatif 8 de la figure 5 comporte plusieurs parties saillantes 21 sur sa face inférieure, tandis que l'élément rotatif de la figure 6 comporte plusieurs dépressions 22 sur la face intérieure périphérique de la partie inférieure du trou intérieur 9• Ils impriment un mouvement de 35 torsion au boudin tout comme l'élément rotatif de la 3?ig.4 . L'élément rotatif de la figure 7 comporte plusieurs petits trous 23 partant du milieu du trou intérieur 9 et dirigés vers l'extérieur de la paroi cylindrique . Ils produisent par leur rotation un courant d'air vers l'extérieur à travers les petits 6941106 6 2024634 trous 23. Ces courants d'air attirent le boudin sur la face intérieure de la paroi cylindrique afin de restreindre le glissement du boudin dans le sens de la rotation . En plus des structures figurant sur les dessins, l'élément rotatif peut posséder 5 un trou intérieur 9 rendu rugueux» Bien que dans les éléments rotatifs des figures 4 à 7 il se produise un glissement entre l'élément rotatif et le boudin lorsque celui-ci est/tordu , il faut savoir que l'élément rotatif est entrainé à une vitesse située dans une gamme de 90 à 150 % du nombre de tours de la 10 broche . Les éléments rotatifs des figures 8 à 13 possèdent des fonctions quelque peu différentes de celles des éléments rotatifs des figures 4- à 7 - En d'autres termes , lorsqu'on adopte les éléments rotatifs des figures 8 à 13 la rota-15 tion des éléments rotatifs est transmise au boudin dans l'état dans lequel celui-ci se trouve, sans aucun glissement pour effectuer la torsion du boudin parce que la voie du boudin est très restreinte - Le boudin est soumis à une résistance de friction du fait de son contact avec 11 élément rotatif opposé à son 20 avance et il en résulte que la tension entre les rouleaux avant 6 et 7 et l'élément rotatif est diminuée. Ainsi, les éléments rotatifs évitent plus efficacement les casses du boudin . Il est préférable d'entraîner les éléments rotatifs de cette espèce à une vitesse à peu près égale au nombre de tours de la broche . 25 „ L'élément rotatif de la figure 8 possède une forme tabulaire comportant un trou intérieur 9. Il est doté d'un exutoire 24--pour le boudin situé vers sa partie médiane ; d'une partie 25 sous 1'exutoire 24 prévue pour le bobinage du boudin, et d'un trou d'accès pour le boudin situé sous la partie 25» 30 Le boudin 17 est d'abord Inséré dans le trou intérieur 9 l'élément rotatif, évacué par l'exutoire 24-, bobiné une fois , ou plus , sur la partie 25 prévue pour le bobinage du boudin, inséré à nouveau dans l'orifice d'accès 26 pour pénetrer dans le trou intérieur 9 et être dirigé vers le bas. L'élément rota-35 tif de la figure 9 est une variante de celui de la figure 8 et dans lequel .le trou d'accès 26 et la partie inférieure du trou Intérieur 9 ne forment qu'une seule fente courbe 27 et la voie r du boudin se trouve limitée par l'exutoire 24-, la partie de bobinage 25 et la fente 27 . Dans l'élément rotatif de la figure 6941106 7 2024634 10 le trou intérieur 9 comprend une partie courbe 28 gui offre une résistance fixe au boudin 17 . Cependant il y a lieu de changer l'élément rotatif 8 contre un autre pour modifier la tension. L'élément rotatif de la figure 11 comprend une partie renflée 5 29 et offre une résistance fixe comme--celui de la! figure 10, mais il ne peut modifier la résistance offerte au boudin » Dans l'élément rotatif de la figure 12, une partie renflée 30 à son extrémité inférieure comporte plusieurs rainures 31 correspondant à la fente 27 de l'élément rotatif de la figure 9 et la 10- résistance mentionnée plus haut peut être modifiée dans une certaine mesure pour l'emploi relatif de ces rainures . Sur la figure 13, l'élément tubulaire comporte à son extrémité inférieure une partie hélicoïdale 32 et la résistance mentionnée plus haut peut être modifiée en changeant la position de la par-15 tie hélicoïdale que traverse le boudin . Le deuxième mode de réalisation sera maintenant - . décrit à l'aide de la figure 2. La machine à filer de la figure 2 est différente de celle de la figure 1 en ceci qu'il est prévu un.fil de guidage 33 semblable à celui que l'on trouve sur 20 les machines à filer des procédés antérieurs et un élément rotatif 8 situé sur une ligjie reliant le fil de guidage 33 aux rouleaux 6 et 7 an lieu d'être situé sur l'axe de la bobine 15 • Dans cette machine à filer , le boudin 18 inséré dans le dispositif d'étirage 1 est dirigé hors des rouleaux 25 avant 6' et 7 sous, forme d'un boudin mince , il passe par l'élément rotatif 8 , le fil de guidage 33 et le curseur 13 dans cet ordre pour être enroulé sur la bobine 1-5'De même que dans le cas du premier mode de réalisation, le boudin 17 est retordu par l'élément rotatif 8 et la torsion est continuée sur toute 30 la distance entre la position de,serrage par les rouleaux avant et la bobine .Les éléments rotatifs des figures 4- à 13 peuvent être utilisés de la même manière . . Le troisième mode de réalisation sera maintenant décrit à l'aide de la figure 3• Il y a à peine de différence 35 entre le dispositif. d'étirage 1 et celui en service sur les machines à filer des procédés antérieurs . Il est disposé de manière à permettre l'alimentation séparée et en parallèle de plusieurs boudins ces boudins étant étirés pour* former autant de boudins minces . Sur le dessin, on voit deux boudins 18 et 6941106 8 2024634 18' qui sont transformés en 'boudins minces 17 et 17® • L'élément rotatif 8 de la figure 8 a été utilisé à titre d'exemple et a été situé sur le parcours rectiligne de chacun des boudins 17 et 17' entre les rouleaux avant 6 et 7 et le fil de guidage 33-5 Le fil de guidage 33 est disposé au dessus de la bobine 15 du dispositif de bobinage du fil, exactement comme sur les macbines à filer des procédés antérieurs . Les boudins 17 et 17* sortant des éléments rotatifs S sont insérés ensemble dans le trou intérieur du fil de guidage 33 « ' 10 ■ 'Dans une machine à filer disposée de cette manière, lorsque le-boudin est expulsé à la même vitesse de rotation que celle dè la broche 18, les boudins minces 17 et 17' dirigés séparément hors des rouleaux avant 6 et 7 î sont ensuite réunis ensemble dans le fil de guidagè 33 pour être à nouveau retor-15 di® pendant leur passage à travers le curseur 13 "Vçrs la bobine 15'. Gomme on le voit sur la vue agrandie de la figure 14-, le fil finalement obtenu possède"une structure de' fibres analogue à celle d'un fil doublé produit à la suite des trois phases : de filage en fin , de doublage et de torsion , "comme atfec les procé-20 dés antérieurs , dans lesquels une torsion Z est appliquée aux parties correspondant aux boudins 17 et 17*, les deux parties recevant- également une torsion Z . Cependant , lorsqu'un fil est obtenu de la manière décrite ci-dessus et que la vitesse de rotation des éléments rotatifs est connue , il n'est pas aussi net-25 tement séparé en deux qu'il en a l'air sur le dessin . Cependant, en ce qui concerne le, couleur , lorsque les boudins 17 et 17' ont des couleurs différentes, le fil obtenu est analogue"au fil double obtenu par les procédés"antérieurs . Mais' les éléments rotatifs des figures 4- à 1'3 déjà mentionnés peuvent aUssi être adop-30 tés dans la machine à filer du troisième mode de réalisation. 6941106 9 2024634 REVENDICATIONS 1) Une Machine à filer qui comprend: un dispositif pour l'étirage d*un ruban ou boudin et pouvant le diriger sous forme d'un boudin mince et un dispositif -de bobinage pour retordre le 5 boudin mince sortant du dispositif d'étirage au moyen d'un curseur coulissant sur un anneau; une bobine située au centre du dit anneau et entraînée en rotation, et des moyens permettant de réduire le boudin mince de manière à passer devant une position prédéterminée sur l'axe de ladite bobine et de le bobiner en 1Q mime temps sous forme de fil» la machine étant caractérisée par un élément rotatif situé entre le dispositif d'étirage et le dispositif de bobinage, porté de manière à pouvoir tourner sur sa surface périphérique extérieure et entraîné en rotation indépendamment de la bobine pour retordre le boudin mince dans le 1S même sens que celui du dispositif de bobinage. 2) Une machine à filer selon la revendication 1, caractérisée par un système dans lequel on trouve une bobine correspondant à un élément rotatif et dans lequel un boudin passe devant ledit élément rotatif. 20 3) Une machine à filer selon la revendication 2, caracté risée par un élément rotatif situé sur l'axe de la bobine de manière à ce que l'élément rotatif serve aussi de moyens permettant de maintenir le boudin mince dans la position prédéterminée du dispositif de bobinage du fil. 25 4) Une machine à filer selon la revendication 2, caracté risée par un élément de guidage situé sur l'axe de la bobine indépendamment de la bobine et utilisé de manière à servir de moyens permettant de maintenir le boudin mince dans la position prédéterminée, l'élément rotatif étant situé entre le dispositif 30 d'étirage et l'élément de guidage* 5) Une machine à filer, selon la revendication 1, caractérisée par une bobine en correspondance avec plusieurs éléments rotatifs et dans laquelle les boudins minces passent séparément devant leurs éléments rotatifs respectifs pour Être ensuite réunis 35 ensemble et bobinés sur la bobine. 6) Une machine à filer selon la revendication 5, caractérisée par un élément de guidage commun aux boudins minces traversant séparément les éléments rotatifs, situé sur l'axe de la bobine et servant à maintenir les boudins minces dans leur posi- 40 tion prédéterminée sur l'axe de la bobine. 6941106 10 2024634 7) Machine à filer selon la revendication 1, caractérisée par un élément rotatif ayant une forme cylindrique creuse et par des moyens permettant de maintenir en position le boudin mince introduit dans le trou intérieur de l'élément rotatif contre tout 5 glissement dans le sens de rotation, ces moyens étant situés sur la face intérieure ou sur la face extrême de l'élément rotatif. 8) Une machine à filer selon la revendication ?, caractérisée par un élément rotatif tournant à une vitesse constante dans une gamme d'environ 90 à 120 % de la vitesse de rotation de 10 la bobine. 9) Une machine à filer selon la revendication 1, caractérisée par un élément rotatif comprenant une voie de guidage du boudin établie de façon à offrir une résistance prédéterminée au boudin mince dans le sens de son avance et de façon à transis mettre la rotation de l'élément rotatif au boudin mince sans glissement. 10) Une machine à filer selon la revendication 9, caractérisée par un élément rotatif tournant à une vitesse sensiblement égale à la vitesse de rotation de la bobine." 20 11) Une machine à filer selon la revendication 9, caracté risée par une voie de guidage du boudin du dispositif rotatif possédant une partie pour le bobinage du boudin située dans sa partie médiane. 12} Une machine à filer selon la revendication 9, caracté— 25 risée par un élément rotatif ayant une forme cylindrique creuse et par une voie de guidage du boudin délimitée par un orifice de sortie à travers lequel le boudin mince, introduit dans le trou intérieur de l'élément rotatif est évacué par la partie médiane et comprenant une partie servant au bobinage dans laquelle le 30 boudin mince ainsi évacué avance d'une manière hélicoïdale sur la surface périphérique extérieure du cylindre et une partie servant à l'arrivée à travers laquelle le boudin mince est à nouveau dirigé dans le trou intérieur.