Brevet FR2450888A1 — publié le 19801003

La présente invention concerne l'industrie textile et elle vise plus particulièrement un dispositif de renvidage, notamment pour les machines de filature telles que les continus à filer ou à retordre. Les dispositifs de renvidage connus comportent des broches verticales rotatives équipées d'anneaux à curseur et disposées en-dessous des cylindres de sortie du fil à enrouler sur les broches. On sait que le fil tournant autour de la broche prend, à partir d'une vitesse de broche suffisante, une forme courbe, dé nommée "ballon", et il est courant de prévoir des dispositifs destinés à contenir la surface de révolution formée par le fil, notamment de prévoir des anneaux réducteurs de ballon ou "antiballon", qui sont constitués par une tige circulaire fixe entourant chaque broche et sur la surface intérieure desquels porte le fil à renvider. Grâce à ces anneaux anti-ballon il a été possible en son temps d'augmenter sensiblement la vitesse des brocies. Mais on a cherché à augmenter encore la vitesse des broches sur les continus à filer et on peut atteindre maintenant des vitesses de l'ordre de 15.000 t/m grâce à divers perfectionnements, par exemple grâce à des anneaux tournants de filage à curseur, montés sur palier pneumatique, pour réduire les frictions et, par conséquent, les tensions exercées sur le fil à renvider. Pour des vitesses élevées de broche, correspondant à des vitesses tangentielles du ballon dépassant 28 à 30 m/seconde, et, particulièrement pour des fils fortement tordus et réalisés en fibres synthétiques sensibles à la chaleur, les anneaux antiballon connus présentent un certain nombre d'inconvénients : la friction du fil sur l'anneau anti-ballon peut faire apparattre une quantité d'énergie telle que des dégradations dues à la température de surface du fil apparaissent ; la friction du fil sur l'anneau anti-ballon fait apparattre un couple de freinage qui provoque une augmentation de la tension de renvidage du fil sur la bobine. Cet effet est similaire à celui de la résistance de l'air sur l'ensemble du ballon. Ces forces combinées tendent à provoquer un effet de cisaillement du ballon tournant autour de la broche, appelé "écroulement du ballon", en même temps qu'il apparaît de brusques varia tions de tension préjudiciables à la qualité du filage. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients, grSce à une diminution de la friction du fil sur le ou les anneaux réducteurs de ballon. La présente invention a pour objet un dispositif de renvidage, notamment sur continu à filer ou à retordre, comportant des broches verticales rotatives équipées d'anneaux à curseur et disposées en-dessous des cylindres de sortie du fil à enrouler sur les broches et comportant, autour de chaque broche, au moins un anneau réducteur de ballon, ledit disposisif étant caractérisé en ce que ledit anneau réducteur de ballon est monté rotatif dans un support fixe en rotation. De préférence l'anneau anti-ballon est monté sur un palier à très faible friction, notamment sur un palier fluide pneumatique. Ce palier pneumatique peut être du type aérostatique (ali- menté en air comprimé), ou aérodynamique ( dans lequel le film d'air est créé par la rotation de l'anneau), ou hybride ( aérostatique/aérodynamique). Suivant une forme de réalisation, l'anneau anti-ballon est monté libre en rotation, c'est-à-dire sans aucun moyen extérieur d'entraînement en rotation. Dans ce cas, grâce aux faibles frictionset à la grande mobilité de l'anneau dans son palier fluide, l'anneau anti-ballon est entraîné en rotation par le ballon qui s'applique sur la surface intérieure de l'anneau. Grâce à la rotation de l'anneau, on obtient donc une réduction de la vitesse de frottement du fil sur l'anneau et, partant, une réduction de la température de surface du fil. Suivant une autre forme de réalisation, on prévoit des moyens d'entratnement en rotation de l'anneau anti-ballon. Dans le cas où l'anneau est monté sur palier fluide aérostatique, on prévoit sur le palier, en plus ou en combinaison avec les ajuta ges d'arrivée d'air de centrage et de sustentation, des ajutages à composante tangentielle permettant l'entraînement positif de l'anneau à une vitesse voisine de la vitesse de la broche. Grâce à cette disposition, le frottement tangentiel du fil sur l'anneau est annulé, ou sensiblement annulé. Le dispositif suivant l'invention, avec anneaux anti-ballon rotatifs, remédie donc aux inconvénients des anneaux anti-ballon fixes connus jusqu'à présent, gracie à la réduction des frictions et de la tension sur le fil, ainsi que gracie à la meilleure stabilisation du ballon. I1 est ainsi possible d'atteindre des vitesses de broche plus élevées que par le passé. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre et à l'étude des dessins annexés qui montrent à titre d'exemple plusieurs modes de réalisation de l'invention. La figure 1 est une vue en coupe verticale;- passant par l'axe de la broche, d'un dispositif de renvidage suivant l'invention la figure 2 est une vue en coupe horizontale du dispositif suivant le plan II-II de la fig l. Le dispositif de renvidage, par exemple pour un continu à filer, comporte de façon connue une broche 2 entourée par un anneau de filage 4 porté par une platine porte-anneau 6. Sur l'anneau de filage 4 glisse un curseur 8 dans lequel passe le fil 10, en provenance des cylindres de sortie 12~et d'un guide-fil de petit diantre, ou queue de cochon 14, avant de s'enrouler sur la bobine 16 portée par la broche 2. Dans sa partie comprise entre la queue de cochon 14 et le curseur 8, le fil 10 prend la forme en ballon représentée sur la fig.l lorsque la machine est en fonctionnement. Le dispositif à anneau rotatif anti-ballon suivant l'invention comprend un support 18 fixé sur une barre creuse 20 ellemême fixée à la platine 6 par des montants 22, ou tout autre organe analogue. Le support 18 peut être appliqué sur la barre 20 par une vis de pression 24. Dans le mode de réalisation préféré de l'invention où l'anneau rotatif anti-ballon est monté sur palier pneumatique aérostatique, l'air comprimé d'alimentation du palier est amené par la barre creuse 20, passe dans une ouverture 26 percée dans la barre creuse, puis dans un canal 28 ménagé dans le support 18. Un joint d'étanchéité 30 est interposé au raccordement de l'ouverture 26 et du canal 28. Dans le support 18 est encastré le stator 32. du palier pneumatique. Dans ce stator est creusé un canal circulaire de répartition d'air 34, qui comnunique avec le canal 28 et qui répartit l'air dans le palier fluide, par de fins ajutages de centrage et de sustentation 36-38, pour créer les films d'air du palier fluide, soit seulement au moment du démarrage (palier fluide hybride), soit pendant la marche normale de la machine (palier aérostatique alimenté). Le rotor 40 du palier fluide constitue de préférence par lui meme, comme il est représenté sur les figs. 1 et 2, l'anneau rotatif anti-ballon de l'invention. Ce rotor peut être de tout type classique connu dans la technique des paliers fluides, mais le mode de réalisation simple représenté sur la fig. 1 est le plus avantageux. Le rotor comprend une jupe 42 qui présente une surface cylindrique extérieure coopérant avec la surface en regard du stator, pour le centrage, et comprend un rebord annulaire radial 44 pour la sustentation du rotor. La surface interne 46, sensiblement cylindrique, de la jupe 42 constitue la surface de l'anneau anti-ballon contre laquelle prend appui le fil 10, cette surface étant bien entendu profilée de façon convenable pour assurer un glissement doux du fiMsur l'anneau. Une butée 48 peut être prévue sur le support 18 pour limiter les débattements vers le haut du rotor en fonctionnement. Le dispositif tel qu'il vient d'être décrit constitue un anneau rotatif anti-ballon "passif", c'est-à-dire sans moyens d'entraînement extérieurs et dont la mise en rotation est assurée par la friction tangentielle du fil sur l'anneau. En plus des ajutages de centrage et de sustentation 36 et 38, ou en combinaison avec ceux-ci, on peut prévoir dans le stator 32 des ajutages 50 (fig.2) d'entraînement de l'anneau, qui débouchent dans l'intervalle du palier avec une composante tangentielle. On réalise ainsi un anneau anti-ballon "actif", c'est à-dire soumis à des moyens d'entraînement extérieurs au fil. Dans ce cas, l'anneau peut tourner à une vitesse proche ou même supérieure à la vitesse de la broche. Si la vitesse de l'anneau, sans ballon établi, s'approche de la vitesse de la broche mais reste inférieure à la vitesse angulaire du ballon, le fil fournira, avec le ballon établi, un couple moteur additionnel qui tendra à synchroniser l'anneau anti-ballon avec la vitesse angulaire du ballon. Le frottement tangentiel sera alors nul, mais le fil fournira encore un couple d' entraînement. Au contraire, si la vitesse angulaire de l'anneau (sans bal lon) est supérieure à la vitesse angulaire du ballon, celui-ci reçoit un couple moteur qui tendra à synchroniser l'anneau avec le ballon. I1 en résulte que le frottement tangentiel est nul et que le ballon est stabilisé par l'annulation ou la réduction des couples de friction dus à la résistance de l'air. Dans le cas où les ajutages d'entraînement 50 sont orientés comne représenté sur la fig.2, le rotor est entraîné dans le sens de la flèche 52 (vu depuis le guide-fil 14) qui correspond à la filature du fil en torsion droite ou Z. Suivant une variante de palier pneumatique, on peut supprimer les ajutages de sustentation 38, à direction axiale, les ajutages de centrage 36, à direction radiale, pouvant être suffisants pour former, par fuite d'air, un coussin aérostatique formant butée verticale de l'anneau anti-ballon rotatif. Suivant cette variante, et lorsque des ajutages d'entraîne- ment 50 sont prévus, le stator 32 du palier fluide est une pièce symétrique. I1 est ainsi possible, par simple retournement du stator dans le support 18, d'entraîner l'anneau rotatif en rotation dans le sens inverse de la flèche 52, c'est-à-dire de réaliser une torsion opposée S sur le fil au lien d'une torsion Z. Bien entendu, on pourrait utiliser également, comme palier fluide pour l'anneau anti-ballon, un palier du type aérodynamique, sans alimentation en air comprimé, et dont le film d'air est créé par la vitesse d'entraînement du rotor sous l'effet de la friction tangentielle du fil. Les avantages apportés par le dispositif suivant l'invention à anneau anti-ballon rotatif, sont d'autant plus marqués que les vitesses de broches sont élevées. C'est pourquoi ce dispositif est particulièrement applicable aux bancs de filature ou machines analogues à grande vitesse de broche dans lesquelles les anneaux de filage 4 sont des anneaux tournants et, notamment, des anneaux tournants sur palier pneumatique (aérostatique, aérodynamique ou hybride). Dans ce cas, la jupe 54 et le rebord radial 56 de l'anneau de filage 4 représenté sur la fig.l constitueraient les éléments de centrage et de sustentation du rotor du palier fluide dont le stator serait porté par la platine porte-anneau de fi la- ge 6. Bien entendu, l'invention n'est nullernent limitée aux modes de réalisation décrits et représentés, elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagées, sans qu'on s'écarte pour cela de l'es- prit de l'invention. REVENDICATIONS 1.- Dispositif de renvidage, notamment sur continu à filer ou à retordre, comportant des broches verticales rotatives équipées d'anneaux à curseur et disposées en dessoudes cylindres de sortie du fil à enrouler sur les broches et comportant, autour de chaque broche, au moins un anneau réducteur de ballon, ledit dispositif étant caractérisé en ce que ledit anneau réducteur de ballon est monté rotatif dans un support fixe en rotation. 2.- Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'anneau réducteur de ballon est monté libre en rotation dans son support et en ce qu'il est entraîné en rotation seulement par la friction tangentielle du fil sur la surface intérieure dudit anneau. 3.- Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il co.nrorte des moyens d'entraînement en rotation de l'anneau réducteur de ballon. 4.- Dispositif suivant l'une des revendicationsl, 2 ou 3, caractérisé en ce que l'anneau rotatif réducteur de ballon est monté sur un palier fluide pneumatique porté par le support fixe précité. 5.- Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le palier pneumatique est un palier du type aérodynamique. 6.- Dispositif suivant les revendication 4, caractérisé en ce que le palier pneumatique est un palier du type aérostatique alimenté en air comprime pour sustenter et centrer l'anneau. 7.- Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le palier pneumatique est du type hybride aérostatique/aéro- dynamique. 8.- Dispositif suivant les revendications 3 et 6, caractérise en ce que les moyens d'entraînement an rotation de l'anneau réducteur de ballon sont constitués par des ajutages d'arrivée d'air dans le palier fluide ayant une direction à composante tangentielle par rapport à l'anneau. 9.- Dispositif suivant l'une des revendications 6, 7 ou 8, caractérisé en ce que le support fixe de l'anneau rotatif réducteur de ballon est monté sur une barre creuse servant d'arrivée d'air comprimé d'alimentation pour le palier pneumatique. 10.- Dispositif suivant l'une des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce que le stator du palier fluide, dans lequel sont ménagés les ajutages d'entraînement en rotation de l'anneau réducteur de ballon est une pièce symétrique et amovible dans le support, grâce à quoi, par retournement du stator, le sens d'entraînement en rotation peut être inversé. 11.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les anneaux à curseur sont des anneaux tournants. 12.- Dispositif suivant la revendication 9, caractérisé en ce que les anneaux à curseur sont des anneaux tournants sur palier fluide à air.