Brevet FR2110267A1 — publié le 19720602

358Uh 1 2110267 L'invention est relative à un procédé pneumatique de filature à fausse torsion d'un fil, à partir d'une bande de fibres en mèche et d'une bande de fibres sans fin, devant un tourbillon d'air à grande vitesse de rotation, dont l'écoulement tourbillon-5 naire hélicoïdal souffle suivant la direction de circulation du filo Dans un tel procédé, en avant de la zone de torsion, après un étirage épanouissant les fibres, sous une certaine dépression, une mèche préliminaire à fausse torsion commence à être filée avec une répartition combinée , dans la section du fil, d'une fausse 10 torsion forte et d'une fausse torsion faible, afin de fabriquer, en emmagasinant des fausses torsions différentes, un fil se formant par détordage présentant une résistance à la torsion s'exerçant en sens opposée Un tel procédé est connu (revue "Textilindustrie" , septem-15 bre 1967, page 655)o Dans ce procédé connu, au cours de la progression commune des bandes de fibres dans un courant d'air tour-billonnaire, il n'y a pas lieu de mettre en jeu d'étirage pour l'épanouissement des fibres, de sorte qu'au cours du détordage en sens contraire de la mèche préliminaire à fausse torsion il ne se 20 produit pas de résistance à la torsion s'exerçant en sens opposé pour assurer une torsion résistant à la rupture des fibres liées. L'invention a donc pour but d'augmenter la résistance à la rupture du fil dans les procédés pneumatiques de filature à fausse torsion. 25 Ce problème est résolu, conformément à l'invention, par un procédé du genre précité, dans lequel, par suite de la combinaison dans la section du fil d'une fausse torsion forte et d'une fausse torsion faible, le fil en se détordant doit se trouver formé avec une résistance à la torsion suffisante® 30 Grâce à ton tel liage à fausses torsions différentes devant le tourbillon d'air, on peut filer, sans que âes fibres échappent à l'écoulement, par exemple des fibres de coton courte-soie avec des fibres chimiques sans fin de 40 deniers, avec une bonne résistance à la rupture. 35 On obtient ainsi l'avantage qu'en utilisant des écoulements tourbillonnaires d'air à grande vitesse de rotation, on peut travailler avec une force d'aspiration très élevéeo Aux vitesses d'écoulement élevées, les extrémités des fibres, au cours de l'étirage pneumatique, ont tendance à s'épanouir en s'écartant, 40 sans subir aucune torsion, de la bande de fibres en mèche, de C0PY 71 35844 2 2110267 sorte qu'elles sont disponibles pour la formation consécutive des spires de la mèche à fausse torsion fortement surtordue» Le courant d'air tourbillonnaire est un courant engendré, de manière connue, par un injecteur qui, en avant de la zone de 5 torsion, peut produire sur le matériau à filer, aussi bien une force d'aspiration qu'au moyen des ballonnements hélicoïdaux du fil se développant d'une manière centrifuge, les fausses torsions usuelles partant de la zone de torsion et suivantla direction de circulation du fil et en sens contraire. 10 Afin de pouvoir, dès le début du processus de filature, produire une mèche préliminaire résistant à la rupture et pour s'opposer à toute rupture du fil, même au cours du déroulement du processus, il est avantageux que la bande de fibres en mèche, selon les longueurs de ses fibres, soit amenée, avec la bande 15 de fibres sans fin résistant à la rupture, en avant de l'écoulement tourbillonnaire d'air, selon une direction oblique, dans un écoulement sous dépression. Les bandes de fibres en mèche et sans fin doivent être débitées simultanément par une paire de cylindres délivreurs usuels 20 qui peuvent constituer une partie d'un dispositif d'étirage. Pour le commencement de filature partielle, qui est indispensable, pour fournir la mèche préliminaire, les fibres sortant de l'emplacement de pinçage du système délivreur doivent être « étirées à travers l'emplacement d'aspiration d'un injecteur, tout 25 d'abord sans aucune torsion, de préférence à une certaine distance axiale par rapport à l'espace de pinçage de forme hélicoïdale. Les extrémités des fibres arrivant de l'ouverture d'aspiration à travers line fente d'étirage ont ainsi tendance, d'après 30 la loi de la moindre résistance, à s'écarter latéralement l'une de l'autre, dans la zone d'étirage, selon un écoulement tangen-tiel s'élargissant suivant la surface d'une fente, hors du faisceau de fibres en mèche assez peu serrée, de sorte qu'en passant devant l'espace de pinçage ces extrémités de fibres font sail-35 lie libremento Pour augmenter l'effet d'étirage latéral pneumatique, à l'extérieur du courant d'air aspiré, il faut en plus insuffler des écoulements en surpression, dirigés à peu près tangentielle-ment suivant la direction de circulation des fibres, de préféren-40 ce à l'emplacement du canal d'étirage en forme de fente : ceci 71 35844 2110267 permet d'extraire totalement ou partiellement du matériau de filature, éventuellement,les fibres de mèche peu adhérentes, encore plus exposées à la torsion consécutive. Pour exclure à coup sûr toute transmission à l'étirage de ^ la fausse torsion imprimée à la mèche préliminaire, les bandes de fibres étirées sous forme bouffante glissent à travers un canal de pinçage hélicoïdal où elles sont soumises à une force de traction en direction de la zone de torsion. Au cours du guidage sous traction du matériau de filature 10 autour d'une arête déflectrice hélicoïdale, la fausse torsion imprimée par le tourbillon d'air doit être arrêtée par la pression de contact due au pinçage, sur l'espace de pinçage, pinçage qui freine la torsion. Grâce à ce retard, provoqué à une certaine distance de ^ l'emplacement de débit, du début de la torsion, les bandes de fibres, qui doivent être aspirées de l'emplacement de pinçage du système débiteur et qui doivent, après étirage, être tordues, de manière à aller en s'élargissant, de telle sorte qu'à partir du début du relâchement de la pression de contact les fibres qui 20 glissent le plus près le long de l'arête de pinçage hélicoïdale entraînent, après achèvement du surtordage, l'enroulement successif des fibres restant saillantes après l'étirage» Du fait de la torsion préalable,que l'on peut obtenir de cette manière, dans la section de la mèche préliminaire à fausse 25 torsion, à travers l'écoulement hélicoïdal d'un tourbillon d'air, on provoque, au cours de l'inversion pour le détordage du sens de torsion, dans un canal allant en s'élargissant de la zone de torsion, une résistance à la torsion s'exerçant en sens contraire : ceci permet de filer le fil en circulation continue 30 selon un procédé à fausse torsion donnant de la résistance à la rupture. L'invention est expliquée plus en détail, ci-après, à l'aide d'un exemple illustratif mais nullement limitatif de réalisation, en se référant aux dessins à grande échelle annexés dans les-35 quels : - la figure 1 est une coupe longitudinale d'un exemple de réalisation, représenté en partie, dans laquelle le fil a été dessiné en trait épais , - la figure 2 est une coupe longitudinale en plan de cet 40 exemple de réalisation, et 71 35844 4 2110267 - la figure 3 représente schématiquement le principe du procédé de filature à fausse torsion conforme à l'inventiona Le dispositif pour la mise en oeuvre du procédé de filature à fausse torsion conforme à l'invention présente, dans son mode 5 de réalisation usuel, une paire de cylindres délivreurs 5 et un canal 6, 8, 9, 10 orienté dans le prolongement de l'emplacement de pinçage A et dans lequel est débité le fil. Ce canal est réalisé sous forme de buse de filature, qui, avec ses accessoires peut prendre n'importe quelle position relative. 10 Le canal d'aspiration 6 est ici réalisé sous forme de canal d'étirage 6 et constitue la zone d'étirage B , en forme de fente, et ce canal 6 débouche, par son extrémité, avec un certain décalage par rapport à l'axe central de la buse de filature, à peu près tangentiellement dans un canal de pinçage hélicoïdal 8 11 formant l'espace de pinçage C, en direction du canal 9 que forme la zone de torsion D . Avec le profilage, conforme à l'invention, des spires de l'hélice, l'axe central sert alors d'arête hélicoïdale déflec-trice 7 destinée à guider, en freinant sa torsion, le faisceau 20 de fibres qui y glisse. Ce faisceau doit être ensuite tordu d'une manière usuelle dans le canal suivant 9 par l'écoulement tourbillonnaire d'air pour fournir la mèche préalable à fausse torsion 4a. Pour favoriser l'étirage des fibres et l'impression de la torsion (étirage qui va en s * élargissant), la distance 25 axiale entre l'espace de pinçage C et l'emplacement de pinçage A où est délivré le fil et entre l'espace de pinçage C et la sortie élargie opposée de la zone de torsion D est alors de préférence plus faible que la longueur moyenne des fibres 1 de la mèche. En direction de la zone de torsion D du canal 9 agissant à 30 la manière d'un injecteur, il est prévu une canalisation sous pression qui introduit obliquement de l'air comprimé 11, suivant la direction de circulation du fil ; cette introduction s'effectue à travers un certain nombre de fines ouvertures tangentielles 9a, vers une entrée axiale, allant en se rétrécissant et débouchant 35 dans le canal étroit 9, en vue de former un tourbillonnement d'air lia., dont la vitesse de rotation doit être forcée de diminuer dans l'élargissement 10 du canal servant de zone de détordage E. Les épanouissements, allant en s'élargissant diagonaleraent, de la bande dé fibres en mèche 1 qui arrive, s'effectuent sous 40 l'action du courant d'air d'aspiration 12 à une grande vitesse, 71 35844 5 2110267 éventuellement par insufflation tangentielle d'air comprimé 11 à travers les buses d'écoulement 6a. dans le canal d'étirage en forme de fente 6 suivant la direction de circulation du fil. Plus le nombre des extrémités de fibres 3 faisant saillie 5 librement en dehors de la bande de fibres en mèche 1 est grand et plus leur longueur moyenne est grande, plus les fibres sont soumises à des fausses torsions différentes pour la formation ininterrompue de la résistance à la torsion s'exerçant en sens opposé. 10 Pour obtenir en conséquence un épanouissement favorable des fibres et des extrémités de fibres 3, il est prévu, à partir, de la région de l'ouverture d'aspiration du canal d'étirage 6, une fente débouchant tangentiellement et vers l'intérieur de laquelle sont aspirés les faisceaux de fibres en mèche et sans 15 fin 1 et 2, provenant de la paire de cylindres délivreurs 5, à travers le canal 9 servant d'injecteur• L'action d'aspiration de 1'injecteur est alors aidée par l'embouchure du canal 9, embouchure qui va en se rétrécissant selon des échelons annulaires, de sorte que, dans sa partie ser-20 vant à la torsion et munie de buses tangentielles inclinées 9a., 1'injecteur s'élargit par rapport à son embouchure, suivant des échelons,de telle manière que l'appui offert par ces échelons annulaires empêche le retour en arrière du tourbillon d'air lia. qui s'élargit ainsi de manière centrifuge* 25 Pour aspirer extrêmement violemment à travers l'ouverture d'entrée la totalité de l'air aspiré par 1'injecteur, il est avantageusement prévu que les surfaces d'extrémités de la buse d'aspiration, surfaces qui sont situées du côté de l'emplacement de pinçage A du système délivreur, soient disposées circulaire-30 ment très près d'une étroite fente intermédiaire. Pour diminuer la vitesse de torsion de l'écoulement tourbillonnaire hélicoïdal d'air lia. dans le canal 9, pour l'inversion du sens de la fausse torsion imprimée à la mèche préliminaire 4a., 1*injecteur s'élargit selon un canal 10 de diamètre 35 de préférence plusieurs fois plus grand, de préférence égal à celui de la section de passage de la zone de détccdage E. La longueur du canal élargi 10 est de préférence un multiple de son diamètre moyen. Pour se rendre plus facilement maître du ballonnement héli-40 coïdal du fil, la région latérale créant une cavité centrale du 71 35844 6 2110267 courant tourbillonnaire d'air lia est étranglée par la sortie, allant.en se rétrécissant, du canal 10 : ce canal 10 est réalisé d'une manière avantageuse avec une paroi plus épaisse que la section du fil et débouche selon une section de passage considé-5 rablement plus grande que l'entrée du canal 9 allant en se rétrécissant en direction opposée. Dans ces conditions, l'espace de tourbillonnement (plusieurs fois plus long) du canal 10 servant de zone de détordage E produit l'inversion de sens de torsion de la mèche préliminaire 10 à fausse torsion 4a., fortement surtordue, jusqu'à obtention de la résistance à la torsion du fil terminé 4 . Une sortie dirigée du fil 4 est favorisée non seulement lorsque le fil est expulsé par soufflage, mais encore lorsqu'en plus une force de traction est exercée sur le fil à son extrac-15 tion ou à son envidage. Enfin, il y a lieu de remarquer que la bande de fibres sans fin 2, avant son entrée dans le canal 6, 8, 9, 10, doit être tirée entre les courroies d'étirage 5a. et la paire de cylindres délivreurs 5 d'un dispositif d'étirage, par l'emplacement de 20 pinçage A du système débiteur, avec la bande de fibres en mèche % de préférence avec un certain espacement entre ces deux, bandes. Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à celui de ses modes d'application, non plus qu'à ceux des modes de réali-25 sation de ses diverses parties, ayant été plus spécialement indiqués ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. 71 35844 7 2110267 REVENDICATIONS 1. Procédé pneumatique de filature à fausse torsion d'un fil à partir d'une bande de fibres en mèche et d'une bande de fibr^sans fin, dans lequel ces bandes de fibres sont tout d'a-5 bord alignées par une première composante d'un courant d'air, agissant suivant sa direction longitudinale, et dans lequel un tourbillon d'air est engendré autour du matériau à filer par une seconde composante de l'écoulement d'air, lequel procédé est caractérisé en ce que : 10 - des fibres en mèche et sans fin sont amenées d'une manière continue selon un angle aigu, après avoir quitté un emplacement de pinçage d'un système délivreur situé à une certaine distance d'un emplacement de pinçage freinant leur torsion, cette opération d'amenée s'effectuant sans que le co tirant d'air leur imprime 15 aucune torsion , - ces fibres sont tirées en étant écartées l'une de l'autre avant leur introduction dans le tourbillon d'air, de telle manière qu'à partir de la diminution de la pression de contact d'un système de pinçage hélicoïdal, les fibres ayant initialement 20 subi une fausse torsion partielle sous l'action du tourbillon d'air se filent avec le reste des fibres en mèche tirées librement, avec une faible fausse torsion,pour former par détordage un fil s'opposant à la torsion. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce 25 que, sous l'action de la différence des torsions préliminaires des fibres dans la section du fil, il se produit une résistance à la torsion s'exerçant en sens contraire au cours du détordage de la mèche préliminaire à fausse torsion pour donner le fil définitif. 30 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que, grâce à un étirage pneumatique et mécanique des fibres en mèche et sans fin s'exerçant à partir de l'emplacement de pinçage et suivant la direction de circulation du fil, on produit dans un canal de pinçage hélicoïdal une pres-35 sion de contact réglable, de préférence sur une certaine longueur, sur le matériau à filer qui glisse hélicoïdalement le long d'une arête de pinçage hélicoïdale en avant du tourbillon d' air. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les bandes de fibres en mèche et 40 sans fin qui glissent le long du canal de pinçage, commencent, 71 35844 8 2110267 lorsque la pression de contact diminue, à se filer avec un certain rètard, sous l'action de la fausse torsion s'exerçant en sens opposé de la mèche préliminaire dans l'écoulement en dépression, de préférence à une certaine distance, de l'emplacement 5 de pinçage du système débiteur. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, après la zone de torsion, on fait diminuer l'intensité de tourbillonnement du tourbillon d'air hélicoïdal, suivant la direction longitudinale de déplacement 10 des fibres en mèchè et sans fin, de telle manière que la mèche préliminaire surtordue par fausse torsion par le tourbillon d'air dans la zone de torsion, se détord dans taie zone de détordage sous l'action de sa force de détordage, jusqu'à la valeur de la résistance à la torsion qui s'établit d'elle-même. 15 6. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon 1'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte en premier lieu un canal d'étirage et de pinçage (6 et 8) aspirant, suivi par un canal de torsion (9), produisant le tourbillon d'air et l'air d'aspiration., qui, pour réduire la force de 20 tourbillonnement suivant la direction longitudinale des bandes de fibres (1 et 2), débouche suivant un canal élargi (10) „ 7. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 ou dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les bandes de fibres 25 en mèche et sans fin (1 et 2) sont tirées à partir de l'emplacement de pinçage A d'une paire de cylindres délivreurs (5) selon la largeur des fibres en mèche (1), cet étirage s'effectuanti d'une part, à travers une fente d'étirage du canal (6) autour d'une arête déflectrice (7) hélicoïdale, freinant la torsion, et, 30 d'autre part, à travers un canal de pinçage hélicoïdal (8) d'un espace de pinçage (C). 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'axe du canal de pinçage hélicoïdal (8) est réalisé sous forme d'arête déflectrice hélicoïdale (7) entre le canal d'éti- 35 rage (6) et le canal de torsion (9). 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 à§ caractérisé en ce que, suivant la direction de l'emplacement de pinçage (A) du système débiteur, le canal de torsion (9) se raccorde, sous forme de canal de serrage hélicoïdal (8), à un 40 canal d'étirage en forme de fente (6) muni d'une buse d'aspira 71 35844 9 2110267 tion à travers laquelle tin courant d'air d'aspiration (32) est entraîné avec le matériau à filer (1 et 2) suivant la direction longitudinale des fibres» 10 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 6 à 9, caractérisé en ce que le canal de torsion (9,1,0) se rétrécit à ses embouchures d'entrée et de sortie traversées par le fil en train de se former, selon des sections de passage allant en se rétrécissant. 11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 10 6 à 10, caractérisé en ce que le canal (6 et 9) servant à la fois à l'étirage et à l'impression de la fausse torsion du matériau à filer (1 et 2) est muni d'un certain nombre de fines ouvertures de canaux (6çi et 9a) suivant la direction de circulation du fil et de préférence inclinées d'un certain angle par rapport 15 au pourtour du canal. 12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 à 11, caractérisé en ce que la bande de fibres sans fin (2) est entraînée entre la sortie des courroies d'étirage (5a,) et la paire de cylindres délivreurs (5) de l'emplacement de pinçage 20 A du système débiteur à l'espace de pinçage (C).