Brevet FR2153179A1 — publié le 19730504

La présente invention a pour objet un procédé de fabrication d'un file a partir de fibres naturelles ou synthétiques au moyen d'un tourbillon stationnaire. Elle a également pour objet un dispositif pour la réalisation de ce procédé. Outre les procédés traditionnels de fabrication des filés au moyen de métiers à filer de divers types, on connD+t maintenant des procédés nouveaux de fabrication des files, divisés, selon le principe de fonctionnement de la machine, en filature pneumatique, pneumomécanique, électrostatique et bydrauliqueo La filature pneumDlécanique consiste à former le filé et à lui cormuai- quer une torsion au moyen d'un élément tourbillonnant mécaniquement, l'alimentation de la fibre à l'élément tourbillonnant s'effectuant de manière pneumatique dans un courant d'air. la filature pneumatique est caractérisée en ce qu'on forme le filé et qu'on lui communique une torsion dans un courant d'air tourbillonnant en spirale le long de l'axe de la chambre de filature du fait de l'adhésion du bout du filé aux parois inférieures de la chambre. L'air dans la chambre de filature tourbillonne en spirale dans la direz tion de la source de dépression. Les fibres amenées à la chambre de filature se placent en spirale en meme temps que l'air. Le bout du filé formé précédemment et introduit dans la chambre s'enroue le sur les parois intérieures de la chambre en prenant la forme d'une spirale de sens différent de celui de la spirale des fibres qui se déplacent. Àiix points de croisement des spirales des fibres et du filé un certain nombre de fibres libres s'attachent au segment de filé qui se forme. Les fibres qui ne croisent pas le sens du segment de filé tourbillonnant en spirale ne seront pas attachées à celui-ci et sont évacuées de la chambre de filature, comme déchets. L'inconvénient du système pneumomécanique est la vitesse réduite de filature, la complication et le catit élevé de construction des dispositifs nécessai- res, en particulier de la chambre tourbillonnante à filer, consécutifs, en partie, lier, à l'emplacement de cette chambre dans les paliers ainsi que les exigences élevées concernant la qualité du produit d'alimentation. Le système pneumatique présente les inconvénients suivants t faible rendement et pourcentage considérable des pertes de fil dues au roulage0 à la formation du filé. L'importance des pertes des fibres a nécessité l'installation de dispositifs pour l'évacuation des déchets. Les systèmes hydraulique et électrostatique posent des problèmes techniques et technologiques non encore résolus se trouvent dans la phase des essais de laboratoire. n est donc prématuré de discuter de leurs applications dans la pratique industrielleo L'invention a pour objet de réaliser un procédé de fabrication d'un filé par un système de filature sans broche, éli;tnnt les inconvénients et imperfee- tions des procédés connues jusqu'à présent, et un dispositif de mise en oeuvre de ce procédé. Le but fondamental de l'invention est l'obtention de la vitesse, théoriquement illimitée de filature, l'élimination totale des pertes de fibres résultant de l'opération de filature et la suppression des casses, provenant de la mauvaise qualité de la matière première dans les procédés de filature sus-mentionnés. Un autre but de l'invention est la possibilité de fabrication d'un filé au moyen d'un dispositif de construction simple, sans éléments tourbillonnants, entraîné s mécaniquement. L'invention va dtre décrite en détail en se référant aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemples, représentant divers modes de réalisation de l'invention et dans lesquels s - la figure I est une coupe verticale d'une chambre de filature selon l'invention ; - la figure 2 est une coupe transversale selon la ligne drill de la figure 1 t - la figure 3 est une coupe transversale selon la ligne B-B de la figure 1 ; et - les figures 4 à 9 sont des variantes de réalisation de l'invention. Le procédé de fabrication du filé selon l'invention représenté aux fige- res I et 2 est le suivant s les fibres 8 constituant la aatière textile d'alimenta- tion sont introduites dans le courant d'air de la chambre de filature fixe 1. Le système de guidage d'air 6, la cloison 2 et le canal d'admission 1 de la matière première, communiquent aux fibres gi introduites dans la chambre fixe i > un mouve- ment tourbillonnaire autour de l'axe de la chambre. I1 s'ensuit la formation d'un courant d'air et de fibres tourbillonnant sur place après la mise en action d'une source de dépression (non représentée) dans le lieu où la composante axiale du courant tourbillonnant est égale à La source de dépression est reliée à la chambre l par le conduit d'au piration i. Il se forme ainsi un anneau 9 de fibres tourbillonnantes, dans lequel les fibres individuelles sont aspirées du canal d'entrée 7 de la matière première. Afin d'amorcer la filature, on introduit par le canal 4 dans la chambre un segment du filé fini, dont le bout après l'aboutement avec l'anneau 9 de fibres tourbillonnant, commence à tourbillonner avec luit et se tord ; par conséquent les fibres sont amenées de l'anneau 9 et jointes au bout du segment du filé introduit, amorçant la fabrication du filé, qui s'effectue de manière continue. Le filé fabriqué lo est extrait, par le canal 9 > hors de la chambre de filature et est recueilli par des systèmes de réception connus (non représentés). Dans le procédé décrit les fibres 8 sont amenées à l'anneau tourbillonnant 9 à l'intérieur de la chambre 1 par le canal 7. La figure 4 montre une modification du procédé de fabrication du filé concernant le procédé d'alimentation des fibres à la chambre de filature. Cette variante consiste en ce, que les fibres 8 sont introduites dans la chambre de filature par le canal 1 ue;ormément sur tout le périmètre de l'anneau tourbillonnant 2 de fibres. Les autres eléments du processus de fabrication du filés tels que ltamorce de l'opération et l'étirage du filé fini sont les mêmes que ceux decrits ci-dessus avec l'alimentation latérale de fibres à la chambre de filature. L'alimentation intérieure de fibres à l'anneau tourbillonnant 2 permet d'obtenir tout le périiètre de cet anneau une disposition des fibres uniforme et parallèle , une meilleure parallélisation de fibres dans le filé fabriqué, une résistance plus élevée de 70 % environ, une élimination des allongeserLts excessifs et une meilleure uniformité d'épaisseur du filé. e figure 5 montre une autre modification du procédé de la fabrication du filé. Cette variant consiste en ce que le sens d'introduction des fibres 8 daus la chambre de filature, ainsi que le sens de sortie du filé fini 10 est conforns au sens d'aspiration d'air de la chambre de filature le Dans cette cariante les fibres 8 sont introduites dans la chambre de ifi- lature 1 par le canal d'alimentation 1 situé dans la cloison 2. et la sortie du fi- 1d s'effectue par le canal de sortie 4, situé au-dedans de la chambre 1 dans le plat perpendiculaire au plan de la coupe transversale de la chambre 1. Une modification de la fabrication du filé au moyen de l'anneau tourbil- lonnant des fibres est représentée à la figure 6. Dans ce procédé, qui permet de fabriquer un filé à noyaux on introduit au milieu de la chambre à filet 1, sous une tension déterminées, par ltouverture 21 le filé ou un faisceau de fils continus non retordus 12e Après traversée de la chambre, ce filé ou ce faisceau de fibres non- retordus parvient dans l'anneau 9 des fibres 8 tourbillonnant autour de l'axe de la chambre 1 amenées à la chambre de filature par le canal 7. Le filé ou faisceau de fils contim S 12 en contact avec ltnnneau tourbil- lonnant 5i tourbillonne avec celui-ci, en attirant les fibres gi qui se tissent sur lui.Pendant l'introduction du filé ou d'un faisceau de fibres non-retordues de continus 12 par le canal 4 , situé dans l'axe de l'anneau 2 de fibres, sur la par- tie située entre cet anneau et l'entrée du canal 4 steffectue le raccordement défit nitif proprement dit du tissage en fibres 8 avec le filé ou le faisceau de fils con- tinus 12 formant un noyau, grâce à la torsion obtenue du fait du tourbillonnement de l'anneau 9 de fibres et de la réception concentrique du filé 10. Le filé å noyau obtenu de cette façon se distingue par l'uniformité du tissage appliqué et par un raccord permanent du tissage avec le noyaux Le procédé de fabrication du filé à partir de fibres naturelles ou sgn- thdtiques, selon l'invention, et ses variantes décrites ci-dessus permet de fabriquer un filé à une grande vitesse et à un degré élevé d'épaisseur et de torsion.On obtient ces paramètres du filé par une fixation appropriée des grandeurs du diamè- tres des guidages d'entrée d'air i des canaux 3 dans la cloison 24 de la vitesse d'éconleD-nt de l'air de l'importance de ltalimentation en matière première et de la vitesse de réception du filé fini. Le procédé selon l'invention permet de diminuer les frais de fabrications du filé. Les dispositifs les plus connus pour la fabrication d'un filé sont les métiers continus à anneaux, métiers centrifuges, métiers à cloche etc.., dans les quels l'élément essentiel est l'organe tourbillonnant produisant le filé. Dans les métiers continus c'est le noeud de torsion-d'enroulement (broche - anneau - curseur). L'inconvénient de métiers classiques est leur rendement insuffisant, li- mité par le nombre de tours des éléments tournants. Une augmentation du nombre de tours entrasse des problèmes compliqués, dds au montage des éléments rotatoires, dans les paliers, aux difficultés de construction et à la résistance des matériaux employés dans la construction de ces éléments. En vue d'une augmentation du rendement des métiers on emploie des a neaux asymétriques, des curseurs aux formes appropriées et des annaux anti-ballons; On ne peut pas augmenter ce rendement au-delà d'une certaine limite car les condi tions de la coopération curseur-anneau et des tensions admissibles de la filature ont atteint des valeurs qu'il est difficile de dépasser. Les nouveaux dispositifs de filature pneunomécaniques à rendement plus élevé, possèdent une chambre de filature et une broche entraînée mécaniquement, dans laquelle le filé se forme et reçoit une torsion appropriVe. La dépression em- ployée dans ce dispositif sert seulement à l'alimentation de la chambre en fibres provenant d'une mâche. L'inconvénient de dispositifs sus-décrits est leur vitesse limitée de filature , les difficultés inhérentes à leur construction et particulièrement à ltem- placement de la chambre rotatoire et de la broche, et la difficulté du choir de ma- tériaux très résistants. En outre, le produit d'alimentation doit outre de qualité supérieure. Le dispositif de fabrication d'un filé au moyen d'un système pneusatiquo à forme cylindrique se termine, à sa partie supérieure, par une tette, dans laquelle se trouve un canal placé concentriquement , et dont la partie supérieure traverse une chambre cylindrique, dans laquelle s'effectue la torsion du filé. Cette chambre possède, à sa partie supérieure, une ouverture par laquelle le filé fabriqué est évacué. La paroi extérieure du bottier de la tette est percée d'une ouverture par laquelle l'air comprimé nécessaire pour compléter la torsion du filé est amené au cylindre. La chambre est raccordée au bottier par des canaux tangentiels. Le canal de la tete est prolongé par un tube intérieur terminé par une chambre conique, dans laquelle se trouve la sortie du canal d'alimentation en fibres libres. Dans la paroi du tube se trouvent des ouvertures, par lesquelles l'air ór~ primé s'échappe. L'inconvénient de ce dispositif est son faible rendement et des grandes pertes de fibres au cours de la fabrication du filé. L'invention vise à réaliser un dispositif de fabrication d'un filé, de construction simple, sans éléments rotatifs entraînés nécaniquement. Ce dispositif de rendement élevé produit un filé de qualité satisfaisante dans un large domaine de numérotage et élimine les pertes de fibres pendant le processus de filetage. Le dispositif selon l'invention, reprsenté aux figures 1 2 et 3 se com- pose d'une chambre de filature non rotative 1, ayant la forme d'un cylindre de ré- volution, fermée en haut par une cloison 2 sur le pourtour de laquelle sont dispo- sés des canaux hélicoIdaux t servant à l'arrivée d'air à la chambre 1 L'autre extrémité de la chambre 1 est raccordée, par une conduite d'as piration 2 avec la source de dépression (non représentée). k;-dessus de cette conduite la chambre est unie des dispositifs de guidage d'air 6 situés sur le pourtour de la chambre.Le nombre de ces guidages dépend de la nature de la matière première employée. antre les guidages d'air 6 et la cloison 2 est situé, dans la paroi de la chambre 1. le canal 7 par lesgwels des fibres 8 sont amenées à la chambre de fila- ture 1 Ce canal peut Outre placé verticalement, tangentiellement ou à un angle quelconque par rapport à la paroi de la chambre de filature 1. Après la mise en action de la source de dépression, l'air aspiré par les guidages 6 et les canaux 2 de la cloison 2 forme un courant d'air tourbillonnant au-dessous de cette cloison, dans lequel pénètrent par le canal 1 des fibres libres 8 aspirées par la dépression ainsi engendrée.Ces fibres forment un anneau 9 tourbillonnant autour de l'axe et immobile par rapport à l'axe, contrairement au mouvement spiral des fibres en direction de la source de dépression dans les dispositifs de filature, connus Jusqu'à présent. Une variante du dispositif de filature de fibres naturelles ou synthéti- ques est représenté aux figures 7 et 8, la figure 7 montrant le dispositif en coupe longitudnale. Ce dispositif possède une fermeture supérieure de la chambre de filature constituée par une cloison - directrice longitudinale d'air 2. La figure 8 montre le même dispositif fermé par un galet 2a ne possédant pas de guidages d'air. Cette variante du dispositif est caractérisé en ce que le canal 1 nant les fibres 8 à l'anneau 9 tourbillonnant à l'intérieur de la chambre est situé à l'intérieur de la chambre de filature 1 de préférence concentriquement en plan vertical, au plan de la coupe latérale de la chambre 1. La sortie supérieure de ce canal se trouve entre la ligne , coupant les directrices 6 d'air et la cloison 2 en forme de guidage longitudinal punie des canaux d'air 2 situés de façon quelconque, ou en forme du galet de fermeture 2a. Dans cette variante du dispositif la chambre j est fermée en haut soit par la directrice longitudinale mentionnée avec des canaux d'air L soit par le ga, let 2a possédant seulement un canal 4 situé concentriquement servant à la sortie du filé terminé 10. L'application de cette variante du dispositif permet d'obtenir un filé de qualité et de résistance bien supérieures0 Une autre variante du dispositif pour la fabrication d'un filé de fibres naturelles ou synthétiques est représenté A la figure 5. Dans ce dispositif le canal 7 amenant la fibre à la chambre de filature 1 est situé dans la cloison 3 ferrant en haut ladite chambre. Cette cloison est formée soit par le guidage longitudinal muni de canaux d'air 2 situés de façon quelconque, soit par le galet 2a ne possédant pas de canaux dtair. Si la cloison est en forme de guidage longitudinal, le canal avenant la fibre à la chambre 1 peut Titre constitué par un des canaux d'air 2. Le canal 4 par lequel sort le filé terminé 10 est placé à l'intérieur de la chambre 1 dans le plan perpendiculaire au plan de la coupe verticale de la chambre 1. L'entrée de ce canal se trouve entre les guidages d'air 6 et la cloison 2 au-dessous de l'anneau tourbillonnant 2 de fibres, et sa sortie se trouve dans la paroi de la chambre de filature 1 entre les guidages 6 et la conduite aspirante 5. La figure 9 montre une variante du dispositif dans laquelle le canal 1 amenant la fibre 8 à la chambre à filer et le canal 4, par lequel sort le filé terminé 10 sont situés dans la cloison 2, le canal 4 étant placé concentriquesent par rapport à cette cloison. Une autre variante du dispositif à fabriquer un filé à partir de fibres naturelles ou synthétiques est montré à la figure 6. Dans cette variante, qui permet la fabrication d'un filé à noyau, la chambre de filature j est munie d'un canal 11 par lequel est introduit le filé dans l'intérieur de la chambre ou un faisceau de fils continus, non retordus, constituant le noyau. L'entrée de ce canal dans la chambre de filature est située dans sa partie inférieure entre les guidages d'air 6 et la conduite 5 joignant la chambre 1 à la source de dépression. Le dispositif selon l'invention et ses variantes sus-décrites se distin- gue par une construction simple, car il ne possède pas d'éléments rotatifs quelcon~ ques entratnés mécaniquement, ce qui influence favorablement la facilité et le cotit de la construction d'un tel dispositif. Le rendement de ce dispositif est très hélez vé en comparaison des dispositifs employés jusqu'à présent et le filé, fabriqué dans une large étendue du numérotage, se distingue par une qualité supérieure. Dans le processus de fabrication du filé selon l'invention il ne se produit aucune perte de fibres - ce qui réduit encore les frais de fabrication du filé. I1 est bien entendu que l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation représentés et décrits qui n' ont été choisis qutà titre d'esemples. REVENIICAT IWS 1. Procédé de la fabrication d'un filé à partir de fibres naturelles ou synthétiques caractérisé en ce que des fibres sont introduites dans une chambre de filature non-rotative, y forment un anneau de fibres tourbillonnant sur place à l'intérieur de la chambre autour de son axe à l'endroit où la composante axiale du coursant d'air est égale à zéro, puisque le filé est formé et retordu par ramassage des fibres de l'anneau tourbillonnant sur place, et qutil sort de ladite chambre. a. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les fibres sont amenées à la chambre de filature dans la zone située entre l'arrivée d'air en provenance de dispositifs de guidage d'air et l'eYtrémité supérieuxL le ladite cham- bre. 3. Procédé selon les revendications I et 2 prises ensemble, caractérisé en ce que le filé fabriqué est recu dans l'axe de la chambre de filature ou dans le plan perpendiculaire au plan de coupe latérale de ladite chambre. 4. Variante du procédé de fabrication d'un filé selon les revendications 1, d et 3 prises ensemble, caractérisée en ce que les fibres sont amenées dans l'intérieur de la chambre à filer par un canal d'alimentation sur tout le périmètre de l'anneau tourbillonnant des fibres. 5. Variante du procédé de fabrication d'un filé selon les revendications 1, 2 3 et 4 prises ensemble, caractériséeen ce que le sens d'introduction des fibres dans la chambre de filature et le sens de sortie du filé fabriqué est conforme au sens de l'aspiration d'air de la chambre de filature. 6. Variante du procédé de fabrication d'un filé selon les revendications 1, 2 et 9 prises ensemble, caractérisée en ce qu'un filé ou un faisceau de fils con tinus non,retordus introduit sous une tension déterminée dans la chambre de filature re, pénètre, après avoir traversé ladite chambre, dans l'anneau tourbillonnant de fibres Amenées à la chambre par un canal d'alimentation et, après contact avec ledit anneau, tourbillonne avec lui, produisant une jonction permanente des fibres for plant une tresse sur le filé ou le faisceau de fils continus non-retordus formant le noyau, à la sortie du filé ou du faisceau hors de ladite chambre par le canal de sortie, dans la zone située entre l'anneau tourbillonnant de fibres et l'entrée dudit canal de sortie du fait du mouvement tourbillonnaire de 1' anneau de fibres et de la réception concentrique du filé à noyau par ledit canal de sortie. 7. Dispositif pour la fabrication d'un filé à partir de fibres naturelles ou synthétiques, constitué par une chambre de filature non-rotative, possédant sur son pourtour des organes de guidage d'air tangentiels, amenant l'air dans ladite chambre, jointe à une source de dépression et munie d'un canal pour l'introduction dans la chambre des fibres à filer, caractérisé en ce que la sortie du canal amenant les fibres à la chambre de filature, placé verticalemn t, en tangente ou sous un an gle quelconque par rapport à la paroi de la chambre, est située avant les entrées des guidages d'air, par rapport à la direction de la source de dépression ou la direction du refoulement de l'air et qu'avant ce canal est placé une pièce d'extr6- mité contenant un canal axial par lequel sort le filé fabriqué. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que ladite pièce d1 extrémité possède sur son pourtour un ou plusieurs canaux hélicoldaux amenant l'air à la chambre de filature. 9. Variante du dispositif selon les revendications 7 et 8 prises ensen- ble, caractérisée en ce que le canal amenant les fibres à la chambre de filature est situé à l'intérieur de ladite chambre, de préférence concentriquement, dans le plan perpendiculaire au plan de la coupe transversale de ladite chambre. 10. Variante du dispositif, selon la revendication 9, caractérisée en ce que l'ouverture de sortie du canal d'alimentation est située entre une ligne coupe pant par le milieu les guidagesd'air et la pièce d'extrémité. 11. Variante du dispositif, selon les revendications 9 et 10, prises ensemble, caractérisée en ce que la pièce d'extrémité fermant l'extrémité supérieure de la chambre de filature est constituée par un guidage longitudinal avec un ou plusieurs canaux d'air situés et formés de façon quelconque, ou un galet possédant un seul canal pour la sortie du filé fabriqué. 12. Variante du dispositif selon les revendications 7 et 8, prises ensenc ble, caractérisée en ce que le canal amenant la fibre à la chambre de filature est placé dans la pièce d'extrémité, ce canal pouvant en cas, de cloison en forme d'un guidage longitudinal, titre constitué par un des canaux d'air dudit guidage. 13. Variante du dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que le canal par lequel sort le filé fabriqué, est situé à l'intérieur de la chambre de filature dans le plan perpendiculaire au plan de la coupe transversale de ladite chambre. 14. Variante du dispositif selon les revendications 12 et i3, prises ensemble, caractérisée en ce que ltentrée du canal de sortie du filé se trouve à l'intérieur de la chambre de filature entre les guidages d'air et la pièce d'extré- mité en forme de guidage longitudinal ou de galet. 15. Variante du dispositif selon les revendications 7 et 8, prises ensemble, caractérisée en ce que le canal amenant la fibre à la chambre de filature, ainsi que le canal de sortie du filé fabriqué sont situés dans la pièce d'extrémité le canal de sortie étant placé dans l1axe de ladite pièce d'extrémité. 16. Variante du dispositif selon les revendications 7 et 8, prises ensem caractérisée en ce que la chambre de filature est munie d'un canal amenant la fibre ou le faisceau de fils continus non-retordus à cette chambre, l'entrée dudit canal dans la chambre à filer étant situé dans sa partie inférieure, entre les gaL- dages d'air et le conduit j9i6nant ladite chambre à la source de dépressior;