Brevet FR2283964A1 — publié le 19760402

La présente invention concerne un dispositif de fabrication de fibres coupées de longueurs différentes à partir de câbles amenés en continu et constituées par des filaments sans fin synthétiques ou semi-synthétiques. Dans la fabrication de fibres synthétiques on obtient d'abord, de par le procédé de filage lui-même, des filaments sans fin qu t on réunit en faisceaux ou câbles et, après des étapes d'étirage et de traitement ultérieur appropriées, on les découpe en paquets de fibres courtes dont la longueur de coupe est déterminée par leur mise en oeuvre ultérieure au cours du filage secondaire. Tandis que, pour le filage de coton, on demande une longueur de coupe de 30 à 40 mm, la longueur de coupe appropriée pour le filage de la laine va de préférence de 60 à 160 min. On connaît un grand nombre de machines de découpage pour fabriquer des fibres coupées à partir de câbles de fibres; parmi ces machines, ce sont surtout celles du système Gru-Gru qui ont fait leurs preuves. Ces machines de découpage sont fondées dans leur principe sur le brevet allemand nO 665 939, et on trouve une description détaillée de ces machines par exemple dans Klare, Fritzsche, Grole; Synthetische Fasern aus Polyamiden, Berlin (Est) (1963), pp. 448 à 449. Dans ces machines du système Gru-Gru, le cabale à découper, constitué par un grand nombre de monofilaments, est coincé entre des couronnes caoutchoutées munies de fentes (disques à fentes). Ces disques à fentes sont montés sur des arbres horizontaux, par lesquels ils sont entraînés à vitesse prédéterminée. Les câbles sont coupés par des couteaux rotatifs fixés sur une tête porte-lames, qui est actionnée par un arbre vertical et dont la vitesse de rotation grâce à des engrenages appropriés, est dans un rapport fixe et prédéterminé avec la vitesse de rotation des disques à fentes. De cette manière, le câble est découpé par les couteaux tournant dans un plan horizontal pendant qu'il est serré entre les bords des disques à fentes. La longueur de coupe est déterminée par le nombre des couteaux, la distance des fentes sur les couronnes interchangeables et de diamètre donné, et par le rapport des vitesses de rotation de la tête porte-lames et des disques à fentes. Cette machine de découpage permet la fabrlcation de fibres coupées de longueur essentiellement unciforme, telle qu'elle est absolument requise pour le filage de coton. Car, lors de la fabrication de fils en fibres coupées dans le filage secondaire de coton, on n'obtient des résultats optimaux que dans le cas où la distance entre les dispositifs d'étirage utilisés ne dépasse que légèrement la longueur des fibres coupées à filer. Contrairement à cela, dans le filage secondaire de la laine on n'obtient des fils particulièrement uniformes que dans le cas où les mèches présentent une distribution uniforme des bouts qui font saillie sur le fil. Il est donc nécessaire que la longueur des fibres coupées individuelles varie de façon aussi uniforme que possible dans un domaine prédéterminé. Car, dans ce genre de filage secondaire il y a le risque d'une séparation insuffisante des fibres individuelles d'un matériau fibreux ayant la même longueur de coupe; c'est-à-dire que les fibres restent juxtaposées, par exemple dans un peigné fini, et elles forment alors des surépaisseurs indésirables. Des fils filés à distribution uniforme des fibres possédant en même temps une plus grande uniformité du titre assurent un traitement ultérieur sans accrocs, et donnent des tissus et tricots ayant une surface homogène et uniforme. Pour obtenir des fibres coupées ayant une longueur de coupe variable on connais déjà un procédé (voir le 2ènie fascicule imprimé de la demande de brevet de la République Fédérale d'Allemagne publié sous le NO 1 180 882), selon lequel on maintient en contact le câble avec un certain-nombre de saillies sur la périphérie d'une roue tournante, et on le coupe à ces endroits. Cependant on n'obtient des longueurs de coupe différentes selon ce procédé qu'à condition que le cabale soit amené sans tension et avec un lenteur suffisante pour qu'il puisse épouser la courbure de la roue à convexité variable, sans allongement des filaments.La courbure plus fortement convexe des saillies ne permet en outre qu'une variation relativement insignifiante de la longueur et, de plus, toutes les fibres d'un tronçon de fibres coupées ont la même longueur; c'est-à-dire qu'il existe toujours le même inconvénient des fibres de même longueur dans un paquet de fibres non séparées lors du filage secondaire, ce qui provoque des irrégularités dans le fil obtenu. Par le 2ème fascicule imprimé de la demande de brevet de la République Fédérale d'Allemagne publié sous le N" 1 230 519, on connaît un autre procédé de fabrication de fibres coupées par découpage d'un câble en filaments sans fin synthétiques amené de façon régulière, dans lequel on donne d'abord une torsion aux câbles à découper et on les tranche par le milieu, dans cet état tordu, au moyen de couteaux circulaires. Mais ce procédé nta pas non plus été introduit dans la pratique industrielle, parce que trop sujet à des pannes. Par contre, la production de fibres coupées dites "mixtes" est chose courante dans l'industrie. Dans ce procédé, on amène au moins 2 câbles à des machines de découpage connues, par exemple du genre Gru-Gru, dans lesquelles ces chables sont découpés en longueurs différentes (par exemple 80 et 120 mm). Ainsi, on obtient une distribution meilleure, mais pas du tout optimale, des bouts de fibres en saillie dans le fil fabriqué. La condition de cette amélioration est cependant un très bon mélangeage des fibres des différents paquets de longueur différente. Malgré tout, la séparation médiocre des fibres de longueur identique dans le filage secondaire n'est pas améliorée par ce procédé, parce que les fibres avoisinantes produites dans chaque opération de découpage ont la même longueur.Ce procédé ne fournit pas la distribution uniforme souhaitable des longueurs de coupe dans un intervalle plus grand, d'une différence de 40 mm par exemple, meAme lorsqu t on utilise plus de deux machines de découpage à longueur de coupe différente. De plus, il y a le risque d'irrégularités lors dlune fabrication en continu, dans le cas d'une panne de l'une des machines. Or, la Demanderesse a trouvé qu'une modification simple des machines de découpage connues du genre Gru-Gru permet d'obtenir des fibres coupées ayant une distribution de longueur uniforme dans un intervalle de longueurs de coupe relativement large, lorsqu'une telle machine est modifiée de la manière suivante 1) Les couteaux de découpage ne travaillent plus dans un plan, mais ils sont inclinés alternativement de part et d'autre de ce plan. Ces coupes obliques permettent d'obtenir une dif férence de longueur de coupe de, par exemple, 10 mm dans un paquet de fibres. 2) Les distances angulaires entre les couteaux de la tête porte lames varient d'une quantité donnée. Cette variation des dis tances permet le changement brusque de la longueur de coupe moyenne des paquets de fibres individuels. 3) Les fentes des disques à fentes doivent être adaptées aux dis tances irrégulières et à l'angle de coupe des couteaux, afin d'assurer un travail sans pannes de la machine de découpage. La combinaison de ces modifications accordées de façon appropriée permet la fabrication simple de fibres coupées ayant un diagramme de longueur qui varie de façon monotone dans un domaine relativement grand, de 40 mm par exemple. On accorde avantageusement les modifications de l'invention de telle manière qu'on obtienne une longueur de coupe variant en continu dans un seul intervalle restreint à l'aide de l'inclinaison alternée des couteaux, tandis qu'au moyen de la distance angulaire différente des couteaux on peut choisir plusieurs intervalles restreints à différentes longueurs de coupe moyenne.De préférence, on choisit les différentes distances angulaires des couteaux de telle manière que la longueur de coupe la plus grande d'un paquet de fibres trapézoldal corresponde à la longueur de coupe la plus petite du paquet de fibres dont la longueur de coupe moyenne est immédiatement supérieure. I1 s'est avéré avantageux de choisir une inclinaison alternée des couteaux (angle entre le plan de Coupe d'un couteau et le plan de rotation de la tête porte-lames) pas trop accentuée, afin d'éviter des pannes dues au manque de stabilité des couteaux et des disques à fentes. Généralement, l'angle des couteaux par rapport au plan de rotation de la tête porte-lames ne devrait pas dépasser 100; on préfère plutôt 70 ou encore moins. Suivant la largeur du câble à découper, on peut ainsi produire des différences de longueur de coupe de 10 ou 15 mm, par exemple, dans un même paquet de fibres. Desdifféreflces de longueurs plus grandes dans les paquets de fibres produits par une machine de découpage peuvent être obtenues grâce aux distances angulaires différentes des couteaux; la différence de longueur totale va donc de la coupe la plus courte du paquet trapézoldal le plus court à la coupe la plus longue du paquet le plus long, qui est egalement de forme trapézoidale. Dans l'exemple qui va suivre, on décrira un arrangement approprié pour un intervalle total de longueur de coupe allant de 90 à 130 mm (différence de longueur 40 mm), la longueur de coupe moyenne des 4 types de paquets de fibres à grandeur différente variant chacune de 10 mm. Par variation du nombre des couteaux (en nombre pair seulement), de l'angle de coupe, de la distance angulaire entre les couteaux, du diamètre des disques à fentes, de la largeur du câble et du rapport des vitesses angulaires de la tête porte-lames et des disques à fentes, on peut faire varier aussi bien la différence de longueur entre la fibre coupée la plus courte et la plus longue, que la position du domaine de longueur de coupe total dans des limites techniquement intéressantes. Le dispositif de l'invention permet la production, à partir d'un seul câble, de fibres coupées ayant une distribution de longueur de coupe variant de façon monotone dans un intervalle de longueur de coupe total. Le mélangeage des paquets de fibres différentes dans un rapport constant s 'effectue de luimême, et on peut donc renoncer à des dispositifs de mélangeage spéciaux. En effet, dans un même paquet trapézofdal de fibres, il n'y a qu'un petit nombre de fibres ayant la même longueur. Un autre avantage du dispositif de l'invention réside dans le fait que les couteaux, montés comme d'habitudé sur une tête porte-lames, peuvent etre facilement remplacés, de même que les disques à fentes destinées à serrer le câble. De plus, on peut rapidement rajuster les machines de la distribution large de longueurs de coupe, nécessaire pour le filage de la laine, à une coupe essentiellement uniforme exigée pour le filage secondaire du coton. La description qui va suivre en regard des dessins annexés fera bien comprendre comment l'invention eut être réalisée. Sur les dessins ci-joints, la figure 1 représente une coupe verticale d'une machine de découpage du genre Gru-Gru modifiée selon l'invention, la figure 2 montre l'arrangement des couteaux sur la texte portelames vue d'en haut, et la figure 3 représente le développement d'un disque à fentes con çu pour une application déterminée. Dans la figure 1 les couteaux 1 à 4 sont montés en inclinaison alternée sur la tête-porte-lames 5, qui est solidaire de l'arbre moteur 7 de manière usuelle à l'aide d'un écrou à chapeau 6. Les couteaux 1 à 4 inclinés de façon alternée tournent en passant par les fentes de forme correspondante des disques à fentes 8 et 8' (dont un seul est représenté dans la figure 1). La figure 2 montre clairement que les distances entre les quatre couteaux ne sont pas identiques; pour faire apparaître ces déviations, on a représenté un système de coordonnés rectangulaires dessiné en trait mixte. Le développement d'un disque à fentes 8 approprié, de la figure 3, montre la position du câble 9 ainsi que les lignes opératoires des couteaux 1 à 4, lesquelles lignes sont repérées de façon correspondante par les numéros 11 à 14. L'exemple suivant illustre l'invention. EXEMPLE Un câble d'une largeur de 40 mm constitué de filaments sans fin doit être découpé de telle manière qu'on obtienne une distribution de longueurs de coupe entre 90 et 130 mm aussi uniforme que possible. A cette fin, on utilise une machine de découpage de câbles du genre Gru-Gru munie de disques à fentes d'un diamètre de 700 mm (circonférence 2199,1 mm) et d'une tête portelames comportant 4 couteaux, qui sont inclinés-chacun de façon alternée à un angle de 7,50 par rapport au plan de coupe moyen, et qui sont montés de manière usuelle sur la tête porte-lames circulaire à des distances angulaires de 102,20, 77,60, 86,on et 94,20, respectivement. Dans ces conditions, la tête portelames fait 5 tours pour 1 tour du disque à fentes. Le tableau suivant indique les longueurs de coupe obtenues. Paquet de Angle entre Longueur Longueur fibres coupé les deux maximale minimale entre les couteaux du paquet du paquet couteaux N" (mm) (mm) 1 et 2 102,20 129,9 120,0 2 et 3 77,6 99,9 90,0 3 et 4 86,ou 109,9 100,0 4 et 1 94,2" 119,9 110,0 Le tableau montre que le dispositif de l'invention permet de découper un câble en filaments sans fin de telle manière que les paquets de fibres obtenus ont des longueurs de coupe allant de 90 à 130 mm ainsi qu'une distribution de longueur de coupe uniforme entre ces deux valeurs-limites. Un diagramme correspondant montre une pente monotone de la distribution des longueurs de coupe. Une distribution de longueur de coupe uniforme entre 70 et 110 mm peut etre obtenue en utilisant l'arrangement de 4 couteaux sur la tête porte-lames décrit ci-dessus, lorsqu'on change le rapport des vitesses de rotation de la tête porte-lames et des disques à fentes en 6/1. I1 faut alors évidemment adapter également les fentes des disques à cette modification. R E V E N D I C A T I O N Dispositif de découpage de câbles de filaments sans fin synthétiques ou semi-synthétiques en fibres coupées, dans lequel les câbles à découper sont coincés entre des disques à fentes rotatifs et tranchés par des couteaux tournant dans un plan perpendiculaire, dispositif caractérisé en ce qu'un nombre pair de couteaux est monté sur une tête porte-lames à des distances angulaires différentes, en ce que les lames des couteaux forment, de façon alternée, un angle par rapport au plan de rotation de la tête porte-lames, pour découper le cAable à un angle différent de 900, et en ce que les disques à fentes ont des fentes adaptées à la position des couteaux.