Brevet FR2380361A1 — publié le 19780908

1ìnvention a pour objet un système, ou train, étireur à deux lanières, c'est-à-dire à double manchon, pour ltétirage de rubans de fibres sur les machines à filer à grande vitesse, ctest-à-dire à haute production, systeme comportant une paire de cylindres alimentaires, une paire de cylindres délivreurs et deux lanières qui, dans la zone de guidage des fibres du champ dtétirage principal, sont pressées ltune contre autre par au moins une paire de cylindres, ou rouleaux,du type "à évidement", Par "ruban de fibres", on entend en l'occurrence un assemblage de fibres sans torsion, composé de fibres parallèlisées dans une large mesure, tel qu'il est délivré, par exemple, par une carde ou par un banc d'étirage, y compris une mèche de fi bres, ctest-à-dire une structure fibreuse pourvue d'une dune torsion légère qui ne perturbe pas le processus dtétirage, une telle structure comprenant, la plupart du temps, dans sa section transversale, moins de fibres que les rubans de carde ou de banc d'étirage précités. On entend par "cylindre évidée un cylindre d'étirage qui est cylindrique mais qui, dans sa partie médiane correspondant au passage du ruban de fibres, présente un diamètre plus petit qutà ses deux extrémités0 De tels systèmes étireurs s'appliquent surtout, en filature, aux derniers passages du processus de filage, ctest-à-dire, par exemple, sur la machine à filer proprement dite, assurant le filage en fin de la matière fibreuse alimentée Jusqu'à présent, les machines typiques de cette catégorie étaint;, par exemple, le continu à filer anneaux a broc es le continu à filer à anneaux et le banc/le précédant dans le processus de filage. Ces machines connues sont caractérisées par une vitesse relativement faible à la sortie de la paire de cylindres délivreurs, ce qui est la conséquence des autres organes participant au filage, c'est-à-dire, par exemple, la combinaison anneaucurseur du continu à anneaux ou les ailettes du banc à broches. Il est connu d'équiper ces machines de systèmes étireurs dits à double manchon, c'est-à-dire de systèmes étireurs dans lesquels le guidage, ou contrôle, des fibres, dans le champ d'étirage principal, est assuré par deux lanières constituant des manchons tournants, pressés l'un contre l'autre dans la zone de guidage des fibres. Dans la pratique de la filature, un bon nombre de variantes de ce système étireur à double manchon sont connues: toutes répondent, au premier chef, au souci d'obtenir pour les fibres un guidage optimal, qui est d'une importance décisive pour la régularité des filés produits. La vitesse linéaire des manchons se situe, dans ces systèmes étireurs, dans une plage comprise approximativement entre 0,01 et 0,18 m/s. Dans la zone de guidage des fibres, les manchons sont, la plupart du temps, guidés par des ponts courbes sur lesquels ils glissent, et 9 precisément cette courbure du plan dO étiragelaul voque une augmentation du frottement entre les fibres, importante par ses effets sur la qualité du contrôle des fibres0 Souvent, le bord avant du pont, considéré dans le sens de circulation de la matière fibreuse, forme en même temps un bord de détour du manchon qui glisse sur lui. Ces manchons peuvent, en outre, recevoir éventuellement une tension réglable soit par des rouleaux tendeurs, soit par des arcs tendeurs. le guidage latéral des manchons est réalisé par la cage dans laquelle ils sont montés, ce qui ne manque pas de créer un autre frottement supplémentaire. Lfinconvénient des systèmes étireurs à double manchon qui ont été décrits réside en ce que, ssils permettent effectivement un contrôle satisfaisant des fibres, ils ne sont pas utilisables pour des vitesses de manchons supérieures à 0,18 m/s environ, compte tenu des nombreux guidages à frottement qui s'y trouvent. Autrement, si l'on dépassait ces vitesses, les systèmes étireurs subiraient rapidement des avaries dues à un important dégagement de chaleur, entraînant non seulement des pertes du point de vue financier, mais encore une détérioration progressive, dangereuse, des conditions d'étirage et de la qualité des filés produits. Le brevet français NO I 180 378 fait connaître,en outre, un système à double manchon dans lequel les deux manchons en mouvement sont pressés ltun contre l'autre, dans la zone de guidage des fibres, par une série de paires de cylindres0 La disposition mutuelle de ces paires de cylindres est telle qugune combinaison de cylindres pleins et de cylindres évidés donne naissance à un champ d'étirage "ondulant" qui est censé favoriser le contrôle des fibres et la polyvalence du système étireur. Toutefois, comme il s'agit là d'un système étireur à manchons larges, dont chacun s'étend sur plusieurs postes d'étirage et de filage, il ne se prête pas à de grandes vitesses de marche des manchons, puisqutil nty a aucun guidage latéral desdits manchons ni aucun dispositif tendeur0 Or, dans les machines à filer travaillant selon les procédés les plus modernes, il est indispensable, pour des considérations économiques, d'étirer un ruban de fibres dans le champ principal d'étirage, avec un taux d'étirage d'environ 5 à 15, à une vitesse de délivraison de 500 à 1.000 m/mn pour former un filé de 1000 à 100 tex. Cela donne, comme vitesse linéaire des manchons disposés dans le champ dtétirage-principal du système étireur, une vitesse comprise entre, environ, 0,55 m/s et plus de 3 m/s.Aucun des systèmes étireurs actuellement connus n1 est à même dtapporter une solution satisfaisante à ce problème, On a bien tenté de remédier à cet inconvénient en utilisant des systèmes étireurs sans manchon, qui ne présentent pas de difficultés du côté de la vitesse0 Nais, le contrôle des fibres que llon obtenait était insuffisant et le filé produit inutilisable. le but de ltinvention est de résoudre le problème dtétira- ge exposé ci-dessus et d'éliminer,en outre, les inconvénients qui surgissent dans les systèmes étireurs connus à double manchon Ce but est atteint, selon l'invention, grâce à un système étireur à deux lanières, c'esst-à-dire à double manchon, pour l'étirage de rubans de fibres sur des machines à filer, système comportant une paire de cylindres alimentaires, -une paire de cylindres délivreurs et deux lanières qui, dans la zone de guidage des fibres, sont pressées ltune contre 11 autre par au moins une paire de cylindres comprenant au moins un cylindre évidé, système dans lequel chaque manchon circule autour dsun cylindre alimentaire qui forme une ligne de pinçage, ainsi qu'autour d'un cylindre de détour monté à rotation à proximité immédiate de la paire de cylindres délivreurs, système étireur caractérisé par la combinaison des particularités suivantes, en elles-mêmes connues a) chaque paire de manchons est affectée à un seul ruban de fibres; b) chaque manchon est tendu par un cylindre tendeur monté à rotation et placé à l'intérieur de son brin libre; c) chaque manchon est guidé latéralement dans son brin libre par un dispositif à contact par roulement Bye guidage par roulement du manchon peut d'ailleurs être unilatéral ou bilatéral et, dans le premier cas, des mesures appropriées sont prévues pour solliciter le manchon de façon qu'il tende à se déplacer selon une direction axiale donnée, in outre, on peut prévoir, dans la zone de convergence située entre les cylindres de détour des manchons et la paire de cylindres délivreurs, un condenseur pour le ruban de fibres sortant de la paire de manchons. De plus, une installation de nettoyage, permanent ou pé- riodique, de la surface de roulement des manchons venant au contact des fibres peut être prévue, en utilisant par exemple, des solvants, On peut aussi prévoir, à proximité de la surface de travail, venant au contact des fibres, de laun, au moins, des manchons, un dispositif pour éliminer lsélectricité statique produite par le frottement, ou tribo-électricité, par exemple en utilisant une baguette d'ionisation0 D'autres caractéristiques de ltinvention seront décrites de façon plus détaillée dans la description, qui va suivre, dtexemples de modes dXexécution illustrés aux dessins, sans aucun caractère limitatif.Dans ces dessins: Fig.l est une vue schématique en élevation latérale d'un système étireur à double manchon selon 11 invention; sur cette figure ont été représentées plusieurs variantes de guidage des manchons; Fiv.2 est une vue en coupe suivant la ligne A-A de la Pig,l; Fig.3 est une vue en coupe de la zone de détour de la paire de manchons, suivant le plan médiateur de ces derniers Sigo4 représente un extrait de la zone antérieure de détour de la paire de manchons en élévation frontale dans laquelle une partie des éléments du système étireur ont~été omis pour permettre de mieux comprendre l'illustration;; et Fig.5 illustre différentes autres variantes du système étireur à double manchon. Le système étireur selon la frigo1 comprend une paire de cylindres alimentaires tournants 1, 2 et une paire de cylindres, également tournants, de délivraison, 3, 4o les cylindres I et 3 peuvent être des cylindres métalliques cannelés, les cylindres 2 et 4 peuvent être des rouleaux de pression recouverts de caoutchouc0 Les cylindres I et 2, comme les cylindres 3 et 4, sont pleins et sont- serrês 11un contre l'autre par des organes de charge non représentés aux dessins, formant, de ce fait, une ligne de pinçage pour le ruban de fibres 5 qui passe, fourni dtune manière connue quelconque, par exemple à l'aide d'une autre paire de cylindres 6, 7 Entre la paire de cylindres alimentaires 1, 2 et la paire de cylindres délivreurs 3, 4 du champ d'étirage, il existe un rapport entre les vitesses périphériques des cylindres, correspondant à l'étirage du rubana Le taux d'étirage, allant de 5 à 15, a pour conséquence que la masse du ruban St qui sort de la ligne de pinçage des cylindres délivreurs 3 et 4 est d'environ 5 à 15 fois plus petite que celle du ruban de fibres entrant 5. La zone située entre les lignes de pinçage formées respectivement par les paires de cylindres 1, 2 et 3, 4 est appelée zone de guidage des fibres, ou zone étirage, Pour la qualité du processus dtétirage, et par conséquent pour la régularité du ruban réduit de fibres 54, élément déterminant réside dans le contrôle des fibres dans le champ d'étirage, obtenue par un moyen de guidage approprié.De tels moyens sont constitués par deux courroies sans fin 8, 9 qui forment ensemble ltagrégat du double manchon0 Chacun des manchons 8, 9 circule autour de l'un des cylindres alimentaires 1 ou 2, respectivement, de sorte que les deux manchons entrent en contact l'un contre l'autre à la ligne de pinçage entre lesdits cylindres. En fait, la ligne de pinçage des cylindres alimentaires 1, 2 est précisément formée par la ligne de contact de ces deux manchons 8 et 9, où les fibres du ruban 5 sont pincées, ctes-ti-à-dire soumises à une retenue. Ensuite, les deux manchons 8 et 9 sont dirigés parallèlement entre eux, et substantiellement en contact l'un avec ltau- tre, le long de la zone de guidage des fibres, jsqu'à proximité immédiate de la paire de cylindres délivreurs 3, 4, où chacun d'eux est dévié par un cylindre de détour 10 ou Il monté à rotation. Enfin, les manchons 8 et 9 retournent vers leurs cylindres alimentaires respectifs 1 et 2, la partie de manchon momentanément située entre le cylindre de détour 10 ou il et le cylindre alimentaire 1 ou 2, dans le sens de rotation, constituant ce qu'on appelle le "brin libre". les cylindres de détour 10 et Il peuvent être, l'un et l'autre, des cylindres lisses, mais ils peuvent aussi prendre individuellement la forme de cylindres évidés, ce terme désignant un cylindre dont au moins la zone de guidage des fibres présente une gorge évidée. Les cylindres de détour 10 et Il sont normalement entraînés par les manchons tournants 8 et 9.La distance entre les cylindres 10 et 11 peut être réglée,- le cas échéant, à l'aide d'organes d'espacement non représentés qui assurent l'extraction des fibres par la paire de cylindres délivreurs 3, 4, à la sortie du "canal de guidage" formé par les deux manchons 8, 9, en observant les conditions de guidage les plus favorables Dans la zone de guidage des manchons 8 et 9, ceux-ci sont serrés l'un contre l'autre par une ou plusieurs paires de cylindres évidés 12, 13, ce qui a pour effet de créer entre lesdits manchons 8, 9 un espace creux, défini par la profondeur des évidements annulaires des cylindres et dans lequel les fibres se déplacent vers clavant, encastrées ou empaquetées, vers les cylindres délivreurs 3 et 4. Bien entendu, plusieurs de ces paires de cylindres évidés 12, 13 peuvent êtredisposés le long de la zone de guidage des fibres. Dans le mode d'exécution de la fige17 il y a, par exemple, deux paires de tels cylindres 12, 13 et 12', 13t Le fait important est que la zone dtétirage ne soit ni courbée par un pont, ni ondulée par l'application alternée de cylindres pleins et de cylindres évidés, mais qu'au contraire, cette zone soit essentiellement située dans un plan. Comme ltexpérience l'a dé montré, est t es ce qui donne les meilleurs résultats techniques en ce qui concerne la qualité du ruban de fibres 50, tout en ayant un effet favorable sur la durée de vie des manchons 8 et 9. Pour chaque ruban de fibres 5 est prévue une paire particulière de manchons 8, 9, ce qui, en présence de plusieurs postes dtétirage juxtaposés, offre l'avantage de pouvoir faire fonctionner chacun d'eux indépendamment des autres et les arrê- ter isolément. A chaque brin libre des manchons 8 ou 9 correspond au moins un cylindre tendeur du manchon0 En fig.1, on a représenté deux variantes d'exécution de ces cylindres tendeurs Ainsi, le manchon de gauche de cette figure comporte un cylindre tendeur 14 monté à rotation sur un axe 15 Ce dernier est monté dans un corps de palier 16, qu'un ressort 17 sollicite vers l'extérieur en l'appliquant contre la face interne du brin libre du manchon 9o Ce ressort 17 qui peut, par exemple, être constitué par une lame élastique, est fixé à son autre extrémité à un support fixe 18o Par contre, le cylindre tendeur 19 du manchon de droite 8 est monté à rotation sur un axe 20 qui occupe une position fixe dans l'espace0 Pour pouvoir compenser des variations de la longueur du manchon 8, l'axe 20 peut être décalé dans un trou oblong d'un support immobile, (la figure ne montre que ce seul trou oblong) et y être bloqué dans sa position. En outre, chacun des manchons 8 ou 9 est guidé latéralement par un organe de guidage à roulement disposé le long de son brin libre. Le manchon de gauche 9 (six.1) est guidé, par exemple, à l'aide de galets de guidage 23 (un seul est visible sur la Big. 1), venant au contact du manchon 9 sur sa tranche et montés chacun à rotation sur un pivot 22 perpendiculaire au brin libre du manchon 9, ou légèrement oblique par rapport à celui-ciO Par contre, dans le cas du manchon de droite 8, le guidage latéral est obtenu en munissant le cylindre tendeur 19 de deux rebords 24, de diamètre supérieur à celui de la partie médiane dudit cylindre 19. Il n'est nullement obligatoire dtassurer un guidage bilatéral des manchons 8 et 9. On sait qu'un tel manchon peut être sollicité, par exemple, grâce à une légère obliquité des cylindres alimentaires 1 ou 2, ou bien à laide de cannelures obliques (non illustrées) desdits cylindres alimentaires, de manière à tendre vers un décalage donné dans le sens axial des cylindres 1 ou 2; en pareil cas, il suffit de guider le manchon du côté vers lequel il tend à se déplacer. En outre, on peut réaliser aussi le guidage latéral du manchon 9 d'une manière très simple, d'ailleurs connue, par exemple en donnant à la superficie 14' du cylindre tendeur 14, laquelle est en contact avec le manchon, une courbure concave0 Un tel cylindre tendeur à surface concave provoque, comme on le sait, un guidage latéral du manchon sans nécessiter la présence de rebords sur ledit cylindre0 Selon une autre variante du système étireur à double manchon, illustré à la fig.3, il est prévu de disposer, dans la zone de convergence 25 (six.1 et 3), située entre les cylindres de détour 26 et 27 (représentés en 11occurrence comme des cyln- dres pleins), des manchons 8 et 9 et les cylindres délivreurs 3 et 4, un condenseur 28 pour densifier le ruban de fibres 5n qui, sortant d'entre les manchons, subit le processus dtétirage, ledit condenseur affectant, à la fig.3, la forme, connue en soi, d'un organe de guidage présentant un canal-guide conique 285 pnr les fibres. Selon une variante différente illustrée à la fige47 le condenseur du ruban 5" se compose de deux jets d'air, (flèches 31 et 31t), dirigés vers la ligne de pinçage de la paire de cylindres délivreurs 3, 4 (le cylindre 3 seul est représenté), ce dispositif étant connu en soi par le brevet japonais publié sous le NO 49 24166, et lesdits jets étant issus de deux conduites pneumatiques dtorientations correspondantes 29 et 30. les fibres du ruban 5" ne sont alors condensées que par un effet aérodynamique. Ce procédé est avantageux, car le condenseur ne peut s1 encrasser. La fig.5 montre d'autres variantes d'un système étireur à double manchon indiquant comment on peut résoudre les problèmes particuliers que posent les manchons à course rapide. Il s'agit, en l'occurrence, de la charge électrostatique desdits manchons sous l'effet des frottements, ou tribo-électricité, et de la propreté de la surface de travail de ces derniers, qui entre en contact avec la matière fibreuses. On sait que les manchons, généralement confectionnés en caoutchouc synthétique, sont susceptibles de se charger électrostatiquement par suite des frottements fusils subissent. Si lton n1 évacue pas cette charge en permanence, des perturbations de la marche du système étireur peuvent se produire, les fibres ne pouvant plus se détacner des manchons 8, 9 au point de déviation situé entre les cylindres de détour 10, 11 et se trouvant partiellement entrainés par lesdits manchons. Il en résulte une déperdition de fibres, un risque d'engorgement et une détérioration de la qualité de l'étirage ainsi que du fonctionnement de la machine. Pour supprimer tous ces inconvénients, un mode d'exécution de l'invention prévoit de placer, à proximité de la surface de travail de Itun, au moins, des manchons 8 ou 9, un dispositif destiné à éliminer l'électricité statique, par exemple une ba guette dtionisation 32. La baguette 32 ionise l'air ambiant, provoquant un échange fions avec la surface de travail électriquement chargée du manchon 9 et, en conséquence, ltévacua tion de ltélectricité statique, Enfin, il peut être prévu de soumettre la surface de travail des manchons à un nettoyage Ce dernier peut être réalisé soit par intermittence, soit en permanence0 La fige5 indique, à titre dSexemples, deux méthodes différentes de nettoyage. le manchon 9, représenté à gauche de la figure, est nettoyé, par exemple, à l'aide dgune brosse cylindrique tournante 33 Ltaxe de cette brosse 33 est monté sur un bras 35 monté à pivotement sur un axe 34o Par des moyens, non représentés au dessin, la brosse 33, qui peut être mise en rotation dans le sens de la flèche 36 par un organe moteur, également omis au dessin, peut entrer périodiquement en contact avec la surface de travail du manchon 9. Ce dispositif permet d'ôter les particules restées adhérentes à la surface de travail du manchon 9 (par exemple des fibres, des impuretés, des produits de traitement), pour les faire tomber le long de la plaque déflectrice 37o Bien entendu, on peut songer aussi à une brosse immobile.Toutefois, 11 effet de cette dernière serait moins intense que celui de la brosse tournante 33. Par contre, le manchon 8, situé à droite en fig.5, est nettoyé grâce à un dispositif 38 permettant dthumecter ledit manchon avec un détersif liquide approprié Un tel dispositif 38 se compose, par exemple, d'un bec pulvériseur 39, d'une tôle réceptrice 40, dtun bac collecteur 41 avec son réservoir dtali- mentation 42, dtun filtre 43 et d'une pompe 44. Ces différents éléments communiquent entre eux par des conduites non décrites. le mode de fonctionnement d'un tel dispositif de mouillage 38, qui provoque le lavage de la surface de travail des manchons par un détersif, éventuellement un solvant, et qui est particulièrement recommandé lorsque des dépôts collants risquent d'apparaître, est connu et ne sera donc pas décrit spécialement. Il convient simplement de remarquer que le liquide servant au nettoyage, dont 11 excès est récupéré par la tôle réceptrice 40, sera, de préférence, très volatil, de sorte que la surface de travail du manchon puisse sécher avant dtentrer à nouveau en contact avec celle du second manchon au point de pinçage entre les cylindres alimentaires 1, 2. Pour économiser les solvants, on ne les appliquera que par intermit tenue les avantages inhérents à ce système étireur à double manchon sont les suivants: a) un contrôle parfait des fibres dsun ruban, malgré une vitesse élevée des manchons, dépassant 0,55 m/s; b) l'absence de frottement des organes de guidage des manchons, qui évite 11 échauffement de ceux-ci et leur assure, de ce fait, une durée de vie prolongée; c) une sécurité de marche élevée du système étireur, grâce au guidage optimal des manchons et à la surveillance systématique des conditions à leur surface de travail venant au contact des fibres. R E V E N D I C A T I O N S 1. Système étireur a deux lanieres, c'est-a-dire a double manchon, pour l'étirage de rubans de fibres sur des machines à filer, système comportant une paire de cylindres alimentaires, une paire de cylindres délivreurs et deux lanières qui, dans la zone de guidage des fibres, sont pressées lune contre l'autre par au moins une paire de cylindres comprenant au moins un cylindre évidé, système dans lequel chaque manchon circule autour d'un cylindre alimentaire qui forme une ligne de pinçage, ainsi qu'autour d'un cylindre de détour monté à rotation à proximité immédiate de la paire de cylindres délivreurs, système étireur caractérisé par une combinaison de moyens, en eux-mêmes connus, à savoir a) chaque paire de manchons est affectée à un seul ruban-de fibres b) chaque manchon est tendu par un cylindre tendeur monté à rota tion et placé à l'intérieur de son brin libre ; c) chaque manchon est guidé latéralement dans son brin libre par un dispositif à contact par roulement. 2. Système étireur selon la revendication l, caractérisé en ce que le dispositif de guidage latéral, par roulement, du manchon n'agit que d'un seul côté, son effet devant s'exercer à l'opposé de la sollicitation latérale tendant par ailleurs à décaler le manchon. 3. Système étireur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de guidage latéral, par roulement, du manchon agit des deux côtés. 4. Système étireur selon la revendication l, caractérisé en ce que le dispositif de guidage latéral, par roulement, du manchon est constitué par l'un au moins des bords du cylindre tendeur, ledit bord étant protubeant. 5. Système étireur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de guidage latéral par roulement se compose d'un ou plusieurs galets de guidage, en contact avec le manchon par sa tranche le long de son brin libre, et dont le pivot est perpendiculaire audit brin libre, ou légèrement oblique par rapport à celui-ci. 6. Système étireur selon la revendication l, caractérisé en ce que le dispositif de guidage latéral par roulement est obtenu par une courbure concave de la surface du cylindre tendeur qui vient en contact avec le manchon0 7.- Système étireur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ltaxe du cylindre tendeur a une position réglable par rapport au bati et qutil peut être bloque dans sa position0 8o- Système étireur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le cylindre tendeur comporte un axe dont les paliers sont montés sur un support élastique, 90- Système étireur selon la revendication 1, caractérisé entre qu'un condenseur est prévu dans la zone comprise entre les cylindres de détour des manchons et la paire de cylindres délivreurs, afin de densifier le ruban de fibres0 10.- Système étireur selon la revendication 9, caractérisé en ce que le condenseur est un organe de guidage connu comportant un canal conique. a Système étireur selon la revendication 9, caractérisé en ce que le condenseur est constitué par deux jets dtair, obtenus de façon connue et dirigés vers la ligne de pinçage formée par la paire de cylindres délivreurs0 12.- Système étireur selon la revendication 1, caractérisé en ce que, à proximité de la surface de roulement de l'un, au moins, des manchons, se trouve un dispositif permettant d'élimi- ner la tribo-électricité. 13.- Système étireur selon la revendication 12, caractérisé en ce que le dispositif visé consiste en une baguette dtionisa- tion0 14.- Système étireur selon la revendication 1, caractérisé en ce qutune installation est prévue pour assurer, de façon continue ou périodique, le nettoyage de la surface de travail des manchons venant en contact avec les fibres. 150- Système étireur selon la revendication 14, caractérisé en ce que l'installation visée est une brosse, immobile ou tournante. 160- Système étireur selon la revendication 14, caractérisé en ce que l'installation visée consiste -an un dispositif permettant d'humecter la surface du manchon avec un liquide de nettoyage.