Brevet FR2284692A1 — publié le 19760409

La présente invention a pour objet un procédé et un dispositif d'orientation des fibres à l'entrée dans la chambre de filage des métiers à extrémité ouverte. Les fibres individualisées, venant dans la chambre de filage à partir du mécanisme d'owerture, sont orientées, selon le procédé existant, soit à l'aide d'un séparateur, soit à l'aide d'un canal débouchant sur la paroi de glissement de la chambre de filage. Le but de cette orientation des fibres est de séparer le flux des fibres du fil tiré de la chambre de filage et d'assurer un redressement des fibres sous l'effet de la friction contre la paroi de glissement, en coopération avec le courant d'air.Le mouvement de la fibre à l'entrée dans la chambre de filage est accéléré, o ia fibre est orientée sur la paroi de glissement, éventuellement à l'aide du séparateur qui, d'une part, oriente les fibres vers la paroi de glissement et, d'autre part, empêche leur accrochage sur le fil qui est tiré de la surface collectrice de la chambre de filage. Le séparateur peut être conçu de différentes façons par exemple comme une surface continue, séparant l'entrée des fibres du tirage du fil, ou bien il peut porter sur une partie de son périmètre une entaille ou une autre interruption. Dans tous les cas, avec ou sans le séparateur, les fibres entrent dans la chambre de filage sans être orientées ou freinées, c'est-à-dire que leur entrée dans la chambre de filage n1 est pas contrôlée, et par conséquent elle n'est pas optimale. Les dispositifs drorientation connus doivent accélérer les fibres dans ce secteur et les orienter vers la paroi de glissement de la chambre de filage. Les qualités de service des métiers à filer à chambre de filage rotative dépendent essentiellement de la distribution uniforme et du redressement des fibres sur la surface collectrice de la chambre de filage. Le redressement des fibres influence de façon décisive les propriétés du fil confectionné, notamment sa résistance. Plus les fibres sont redressées sur la surface collectrice de la chambre de filage, plus facilement le tors pénètre dans le ruban des fibres, ce qui réduit le nombre de ruptures de fils au cours du procédé de filage et améliore la résistance finale du fil. Il est notoire que le fil confectionné dans une chambre de filage rotative des métiers à extrémité ouverte présente une résistance plus faible que le meme matériau confectionné de façon classique sur les métiers à anneaux.On sait également que les fibres comprises dans un fil confectionné dans la chambre de filage rotative d'un métier à extrémité ouverte sont tordues et présentent par conséquent une longueur plus courte. L'inconvénient de ces dispositifs pour le filage sans broches consiste dans le faible effet de la force de frottement sur le redressement des fibres sur la paroi de glissement de la chambre de filage. Les fibres distribuées, dans ces dispositifs, sur la paroi de glissement sont soumises à l'effet des forces centrifuges, qui accélèrent les fibres, sous l'action du frottement, jusqu'à une vitesse circonférentielle qui est proche de la vitesse circonférentielle de la surface collectrice, et d'autre part ces forces causent un glissement des fibres sur la paroi de glissement vers la surface collectrice, où elles forment la bandelette fibreuse qui se tord, sous l'action de la rotation de la chambre de filage, et s'enroule sur le fil déjà confectionné, ce qui produit en continu un autre fil. La paroi de glissement de la chambre de filage rotative présente d'habitude une forme conique, les fibres étant distribuées à peu près au même diamètre par l'extrémité avant et arrière, c'est-à-dire sur une certaine courbe de niveau de la chambre de filage. Ainsi, les deux extrémités de la fibre sont soumises à la mdme force centrifuge, ce qui a pour conséquence que l'accélération de telle ou autre extrémité de fibre dans le sens de la vitesse circonférentielle de la chambre de filage est aléatoire. Cette influence sera favorable et la fibre sera redressée en cas d'accélération plus grande de 11 extrémité avant de la fibre. Dans le cas contraire, c'est-à-dire dans le cas où l'accélération de l'extrémité arrière de la fibre est plus grande, la fibre se tord, ce qui influence défavorablement le fil ainsi confectionné. La distribution des fibres sur la paroi de glissement sans redressement a pour effet que la force centrifuge, qui agit de façon égale sur les extrémités avant et arrière de la fibre, ne peut pas orienter le mouvement des fibres dans le sens radial, c'est-à-dire vers la surface collectrice. I1 dépend alors des conditions aléatoires, par exemple de la rugosité ou de l'impureté de la paroi de glissement, qu'une extrémité ou l'autre de la fibre parvienne plus tôt que l'autre à la surface collectrice. Au moment de son assise sur la surface collectrice, la fibre n'est pas encore portée à la vitesse circonférentielle par les forces centrifuges, mais elle approche seulement asymptotiquement de cette vitesse. Le procédé de filage est influencé sensiblement aussi par les fibres qui forment une bandelette incomplète sur le point correspondant de la surface collectrice. Si la fibre atteint la surface collectrice tout d'abord par son extrémité avant, sa vitesse circonférentielle est accélérée considérablement par les forces d' entrainement augmentées, ce qui produit le redressement de la fibre au moment où elle se pose sur la surface collectrice. Si c'est cependant extrémité arrière de la fibre qui parvient la première à la surface collectrice, la fibre se tord indésirablement sur la surface collectrice avec toutes les conséquences ci-dessus mentionnées. On déploie un grand effort en vue d'améliorer les propriétés du fil confectionné par le procédé de filage sans broche, en particulier sa résistance qui pourrait augmenter sensiblement 1'étendue de son application. Dans ce sens, il faut s'orienter avant tout sur l'amélioration du flux des fibres avant la chambre de filage, ainsi que sur le contrôle de l'entrée des fibres dans la chambre de filage et de leur distribution sur la surface collectrice. L'invention a pour but de permettre le contrôle du redressement et de l'orientation des fibres à proximité de la surface collectrioe. En effet, lorsque la fibre est redressée sur la portion précédente du parcours, elle doit encore franchir une distance assez grande pour parvenir dans la chambre de filage et elle risque de se tordre sous l'effet des conditions aléatoires, par exemple sous l'effet du frottement contre la paroi du canal d'amenée. C'est pourquoi il est préférable d'agir sur la fibre â son entrée dans la chambre de filage, car la fibre change ici le sens de son mouvement et elle est soumise a' la force d'inertie.En outre, le caractère du courant d'air change radicalement à l'entrée dans la chambre de filage, vu que la fibre est soumise à un effet intense du courant transversal, à la sortie du canal d'alimentation, ce qui est du à la rotation de la chambre de filage. En même temps, la fibre heurte - ou plutôt vient en contact avec la paroi de glissement de la chambre de filage dont la vitesse de rotation est considérable. Dans le cas où la chambre de filage est dotée d'un séparateur, c'est celui-ci qui oriente la fibre vers la paroi de glissement de la chambre de filage. I1 faut qu'il soit possible d'agir intensivement sur la fibre dans ce secteur et d'obtenir son redressement, de façon qu'elle atteigne la surface collectrice de la chambre de filage à 11 état redressé. Le but de la présente invention estd'obtenir l'entrée contrôlée des fibres sur la paroi de glissement de la chambre de filage, en vue d'assurer son redressement maximal et par conséquent une distribution sur la surface collectrice qui crée des conditions favorables pour la confection d'un fil de meilleure qualité. Le procédé d'après l'invention est caractérisé en ce que les extrémités des fibres sont, sous l'action des moyens d'orientation à l'entrée de la chambre de filage, distribuées sur la paroi de glissement de la chambre de filage, par un parcours passant par le plan qui est le plus proche du plan de la surface collectrice de la chambre de filage, alors que les extrémités arrière des fibres sont distribuées sur la paroi de glissement à l'aide des mêmes moyens d'orientation, mais dans le plan éloigné du plan de la surface collectrice de la chambre de filage. Conformément à l'invention, les moyens d'orientation empêchent le déplacement de l'extrémité arrière des fibres dans le sens de rotation de la chambre de filage, dans l'espace d'amenée des fibres dans la chambre de filage. En outre, les fibres dans la zone des moyens d'orientation s'enroulent partiellement sur ces derniers. Conformément à l'invention, les moyens d'orientation sont constitués par des faces obliques, situées sur au moins une partie du séparateur ou à la bouche du canal d'amenée des fibres dans la chambre de filage. Selon un autre mode d'exécution, le dispositif de l'invention présente des moyens d'orientation qui sont constitués par des entailles, éventuellement par des rainures. D'après une autre variante, les moyens d'orientation peuvent entre constitués par des bosses, goujons ou aiguilles. Conformément à l'invention, la face oblique peut être constituée au moins par une partie de la paroi du canal pour l'amenée des fibres dans la chambre de filage. Selon une variante, les moyens d'orientation sont constitués par le profil de la sortie du canal d'amenée des fibres dans la chambre de filage. La description ci-après se rapporte à des modes de réalisation donnés à titre d'exemples et représentés sur les dessins annexés - La figure 1 est une coupe schématique en élévation latérale de l'unité de filage avec le séparateur adapté pour l'exécution du procédé de l'invention; - La figure 2 est une coupe schématique en élévation latérale de l'unité de filage avec le séparateur adapté d'une autre manière pour l'exécution du procédé de l'invention. - la figure 3 est une vue détaillée du séparateur d'après la figure 2, vue de dessus; = la figure 4 est une vue axonflnitrique d'un séparateur à~entaqile--avec xaiwxrea, - La figure 5 est une vue axonométrique du séparateur adapté pour l'application du procédé de l'invention, selon une autre variante; - La figure 6 est une coupe schématique en élévation latérale de l'unité de filage sans séparateur, avec le canal d'amenée adapté pour l'application du procédé de 1 tinvention; - La figure 7 est une vue de la bouche du mécanisme de débourrage et de la chambre de filage en coupe de profil avec une autre modification du canal d'amenée;; - La figure 8 est une projection de la bouche du canal d'amenée avec la délimitation de la zone de la paroi de glissement de la chambre de filage, avec laquelle les fibres viennent en contact, pour l'application du procédé d'après la figure 7; - La figure 9 présente une modification de la bouche du canal d'amenée en coupe axonométrique; - La figure 10 présente une autre modification du canal d'amenée en coupe axonométrique. Dans l'unité de filage, comprenant le corps du mécanisme d'ouvraison 1 et la chambre de filage 2 proprement dite, le fil 3 est confectionné de la façon connue) tiré de la chambre de filage par le canal de tirage 4, à l'aide d'un couple de rouleaux de tirage 4, et enroulé sur la bobine 6. La bouche d'entrée du canal de tirage 4 se trouve, dans la chambre de filage 2, dans l'axe de sa rotation, et se prolonge dans le corps du mécanisme d'ouvraison 1. Le corps du mécanisme d'ouvraison présente une cavité 7 comportant le rouleau d'ouvraison 8 monté à rotation, lequel est muni d'habitude d'une denture. Dans le sens tangentiel au rouleau d'ouvraison 8, le canal d'amenée 9 passe par le corps du mécanisme d'ouvraison 1, l'entrée dudit canal 9 étant réunie à l'air ambiant et sa sortie débouchant dans la chambre de filage 2. En outre, le corps du mécanisme d'ouvraison 1 est doté d'une amenée 10 > pour la matière fibreuse 11, comprenant un rouleau d'alimentation 12 et un banc de pression 13, La partie d'entrée du canal de tirage 4, situéedans l'axe de rotation de la chambre de filage 2, porte le séparateur 14, à l'aide duquel, selon l'exemple de la figure 1, les fibres sont amenées dans la chambre de filage 2 par le canal d'amenée 9 et orientées sur la paroi de glissement 21 de la chambre de filage 2. Le séparateur peut présenter une forme circulaire, continue ou interrompue.Dans cet exemple du dispositif conçu d'après l'invention, le séparateur 14 (voir figures 1 et 2) est doté de moyens d'orientation pour les fibres amenées 15, et celai soit en forme de faces obliques 141 (voir figure 3), soit en forme d'entailles, éventuellement de rainures 142 (voir figure 4) ou bien sous forme de goujons ou aiguilles 143 (voir figure 5), soit sur une partie du périmètre, soit sur toute la circonférence du séparateur 14. Le dispositif selon la figure 6 ne comprend pas le séparateur 14 et la bouche du canal d'amenée 9 est disposée de façon à être dirigée vers la paroi de glissement 21 de la chambre de filage 2. La bouche du canal d'amenée est pourvue dans ce cas de moyens d'orientation pour les fibres individualisées 15, amenées dans la chambre de filage 2. Les moyens d'orientation peuvent etre constituészsoit par des bosses, des goujons 91, soit (voir figure 9) par des aiguilles 92 (voir figure 63 ou bien par des entailles ou rainures 93 (voir figure 10)-. Selon cette réalisation, il est possible également d'équiper la sortie du canal d'amenée 9 d'un profil convenable, par exemple en forme de faces obliques 94 (voir figure 7) qui constituent les moyens d'orientation des fibres défibrées 15, amenées par le canal 9 sur la paroi de glissement 21 de la chambre de filage 2. Il est possible, selon une autre variante (voir figure 8), de réaliser les moyens d'orientation à la bouche du canal 9, sous la forme d'une face oblique 141, qui est constituée dans ce cas au moins par une partie de la paroi du canal 9 pour l'amenée des fibres 15 dans la chambre de filage 2. Le dispositif conforme à l'invention, ainsi que toutes ses variantes, fonctionnent comme suit. Les fibres défibrées 15 sont amenées par le canal 9 sur la paroi de glissement 21 de la chambre de filage 2, d'où elles glissent sur la surface collectrice 22 de la chambre, où elles forment la bandelette fibreuse, par le tordage de laquelle est confectionné le fil 3 qui est tiré par le canal de tirage 4, à l'aide des rouleaux de tirage 5, et enroulé sur la bobine 6. Dès que les fibres 15, pour la variante avec le séparateur 14 (figures 1 à 5 atteignent la zone de l'extrémité extérieure du séparateur 14, elles viennent en contact avec les moyens d'orientation, situés sur ledit séparateur 14, présentant la for > soit de faces obliques 141 (figure 3), soit d'entailles ou rainures 142 (figure 4), ou bien la forme de bosses, goupilles ou aiguilles 143 (figure 5), lesquels freinent'les fibres 15 de sorte que les extrémités des fibres 15 peuvent embrasser partiellement ces moyens d'orientation, ou bien se reposer sur ceux-ci, ce qui empêche le déplacement de l'extrémité arrière des fibres 15 dans le sens de rotation de la chambre de filage 2, les fibres 15 étant ainsi redressées dans les deux cas, sous l'effet de la force de frottement. Suivant une autre variante, les extrémités avant des fibres 15 viennent en contact avec la paroi de glissement 21 de la chambre de filage 2 dans le plan A, situé plus près du plan de la surface collectrice 22 de la chambre de filage 2, alors que les extrémités arrière des fibres 15 sont déposées sur la surface collectrice 22 de la chambre de filage 2 dans le plan B, parallèle au plan A, plus éloigné du plan de la surface collectrice 22 de la chambre de filage 2. Dans les deux cas, on obtient l'orientation désirée des fibres 15, qui sont ainsi portées sur la surface collectrice 22 de la chambre de filage 2 à l'état redressé. Elles sont transformées en fil 3 dont les propriétés sont meilleures, notamment en ce qui concerne la résistance. On obtient le même résultat avec les variantes de dispositif selon les figures 6, 7, 9 et 10, où les moyens d'orientation, situés à la sortie du canal d'amenée 9 des fibres 15, sont en forme de bosses ou goujons (figure 9), d'aiguilles 92 (figure 6), d'entailles ou rainures 93 (figure 10), ou bien sont constitués par un profil convenable, par exemple en forme de faces obliques 94 (figure 7). Ils agissent également de telle sorte que les extrémités des fibres 15 embrassent partiellement ces moyens d'orientation, ou bien se déplacent le long de ceux-ci. Les fibres sont, dans les deux cas, freinées sous l'effet de la force de frottement, et par conséquent redressées dans le sens de rotation de la chambre de filage 2. Selon une autre variante du procédé de l'invention, les extrémités avant des fibres 15 peuvent venir en contact avec la paroi de glissement 21 de la chambre de filage 2, dans le plan A situé plus près de la surface collectrice 22 de la chambre de filage 2, alors que les extrémités arrière des fibres 15 sont posées sur la paroi de glissement 21 dans le plan B, parallèle au plan A, mais plus éloigné du plan de la surface collectrice 22 de la chambre de filage 2. Le trait commun de tous les moyens d'orientation, tant situés sur le séparateur 14 qu'à la sortie du canal d'amenée 9, réside en ce que le courant direct à l'entrée des fibres 15 dans la chambre de filage 2 et le frottement contre la paroi de glissement 21 de la chambre de filage 2 courbent les extrémités avant des fibres 15 dans le sens de la vitesse circonférentielle de la chambre de filage 2, ce qui a pour effet que les extrémités des fibres 15 ne suivent pas précisément le même chemin que les extrémités avant des fibres 15 et s'écartent. Les extrémités arrière des fibres 15 défibrées viennent alors en contact avec les moyens d'orientation à l'entrée de la chambre de filage, par lesquels elles sont freinées et ainsi les fibres 15 sont redressées et dans cet état portées sur la paroi de glissement 21 de la chambre de filage 2. Au moment où les fibres défibrées 15 entrent par leurs extrémités avant dans la zone de la chambre de filage 2, les extrémités arrière, éventuellement la partie centrale de la fibre, se trouvent encore dans le canal d'amenée 9, ou devant le séparateur 14. Pour cette raison, les extrémités avant des fibres défibrées 15 sont soumises à un effet intense du courant d'air et la fibre frotte contre la paroi de glissement 21 de la chambre de filage 2, qui tourne à une grande vitesse circonférentielle, agissant dans le mEme sens que le courant d'air transversal. Les deux facteurs agissent sur les extrémités avant des fibres 15 au point où leur entrée dans la chambre de filage 2, de telle sorte qu'ils empêchent leur déplacement dans le sens de la vitesse circonférentielle de la chambre de filage 2.C'est pourquoi les extrémités avant des fibres 15 sont tirées à un rythme accéléré dans la chambre de filage 2, dans le sens de sa vitesse circonférentielle d'autant plus que la plus grande partie des fibres 15 se trouve dans la zone de la chambre de filage 2. Dans certains cas, avec des moyens d'arret, tels que bosses, goujons ou aiguilles 143 (figure 5), ou goupilles 91 (figure 9 ou aiguilles 92 (figure 6), éventuellement les entailles ou rainures 93 (figure 10), l'embrassement partiel de ces moyens par les fibres 15 augmente progressivement avec l'effet croissant des forces transversales, agissant sur les extrémités avant entrantes des fibres 15. Ainsi augmente également l'angle d'embrassement, ce qui fait croître la force de freinage en fonction du déplacement progressif de la liaison active des fibres 16 par les moyens d'orientation, en direction des bouts arrière des fibres 15. Les forces accélérantes, agissant à l'intérieur de la chambre de filage 2, produisent le tirage agissant sur les extrémités avant des fibres 15, alors que les forces de freinage, provoquées par les moyens d'orientation des fibres 15 redressent celles-ci au moment de leur entrée dans la chambre de filage 2. Etant donné que le chemin sur lequel les fibres 15 se déplacent sur la paroi de glissement 21 vers la surface collectrice 22 de la chambre de filage 2 est relativement court, il est certain que les fibres 15 parviendront sur la surface collectrice 22 de la chambre de filage 2 à l'état redressé. L'avantage du procédé conforme à l'invention ainsi que des diverses variantes du dispositif d'application consiste notamment dans le fait que, par des moyens simples et le redressement efficace des fibres 15 à leur entrée dans la chambre de filage 2, les fibres sont transportées à l'état orienté sur la surface collectrice 22 de la chambre de filage 2 et les fibres ainsi orientées seront transformées en fil 3, ce qui permet d'améliorer ss propriétés, notamment en ce qui concerne les ruptures en cours de filage et la résistance de ce fil. Bien entendu, l'invention ntest pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres formes et d'autres modes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 10) Procédé pour l'orientation des fibres à l'entrée dans la chambre de filage de métiers à extrémité ouverte, procédé caractérisé en ce que les fibres (15) sonq en contact avec les moyens d'orientation (141, 142, 143; 91, 92, 93) dans la zone d'amenée (9) des fibres (15) dans la chambre de filage (2), freinées à leurs extrémités, dans le sens de la chambre de filage (2). 20) Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les extrémités avant des fibres (15) sont portées, sous l'action des moyens d'orientation (141, 142, 143; 91, 92, 93) dans la zone de l'amenée (9) des fibres (15) dans la chambre de filage (2), sur la paroi de glissement (21) de la chambre dans un parcours passant par le plan A qui est le plus près du plan de la surface collectrice (21) de la chambre de filage (2), alors que les extrémités arrière des fibres (15) sont portées sur la paroi de glissement (21), sous l'action des mes moyens d'orientation, dans le plan (B), plus éloigné du plan de la surface collectrice (21) de la chambre de filage (2). 3 ) Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que, dans la zone de l'amenée (9) des fibres (15) dans la chambre de filage (2), les moyens d'orientation (141, 142, 143; 91, 92, 93) empêchent le déplacement de l'extré- mité arrière des fibres (15) dans le sens de rotation de la chambre de filage (2). 40) Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les fibres (15) embrassent suffisamment les moyens d'orientation (141, 142, 143; 91, 92, 93) dans la zone de contact avec ceux-ci. 50) Dispositif pour l'application du procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les moyens d'orientation sont constitués par des faces obliques (141) situées sur au moins une partie du périmètre du séparateur (14). 60) Dispositif pour l'application du procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les moyens d'orientation sont constitués par des faces obliques (91), situées à la bouche du canal (9) pour l'amenée des fibres (15) dans la chambre de filage (2). 70) Dispositif suivant la-revendication 6, caractérisé en ce que la face oblique (91) est constituée au moins par une partie d'une paroi du canal (9) pour l'amenée des fibres (15) dans la chambre de filage (2). 80) Dispositif pour le procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les moyens d'orientation sont constitués par des entailles ou rainures (142), situées au moins sur une partie du périmètre du séparateur (14). 90) Dispositif pour le procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les moyens d'orientation sont constitués par des entailles ou rainures (92), situées à la bouche du canal (9) pour l'amenée des fibres (15) dans la chambre de filage (2). 100) Dispositif pour le procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les moyens d'orientation sont constitués par des bosses, goujons ou aiguilles (143), situés au moins sur une partie du périmètre du séparateur (14). 110) Dispositif pour le procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les moyens d'orientation sont constitués par des bosses, goujons ou aiguilles (93), situés à la bouche du canal (9) pour l'amenée des fibres (15) dans la chambre de filage (2). 120) Dispositif pour le procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les moyens d'orientation sont constitués par le profil de la sortie du canal (9) pour l'amenée des fibres (15) dans la chambre de filage (2).