Brevet FR2462494A1 — publié le 19810213

La presente invention est relative à un appareil pour le filage de fils par fibres libérées, par frottement, du type dans lequel deux surfaces sont disposées de façon à délimiter entre elles un espace qui converge vers une gorge allongee située dans la zone la plus étroite, dans lequel des fibres sont amenées de façon à se rassembler dans la gorge, lesdites surfaces se de pi açant devant la gorge dans des directions voulues pour tordre les fibres en un fil, et dans lequel le fil est extrait de la gorge dans une direction transversale aux mouvements desdites surfaces. On a proposé des dispositifs de ce type depuis de nombreuses annees. Des exemples anciens en ont été donnes dans les brevets britanniques N s 1 231 198 et 1 240 470. Dans les dispositifs décrits dans ces brevets, des fibres sont amenées sur une surface perforée qui se déplace en direction dtune gorge délimitée entre ladite surface perforée et un rouleau non perforé. Ainsi, les fibres sont maintenues contre la surface perforée par une aspiration s'exerçant derrière cette surface, et elles sont consolidées sous la forme d'un fil en roulant contre le rouleau non perforé. Cependant, ces dispositifs ne se sont pas révélés satisfaisants et ont e été abandonnés apyres une courte durée d'utilisation seulement. Un dispositif plus récent a e' éte décrit dans le brevet britannique N0 1 434 410, dans lequel deux tambours perforées cylindriques sont agencés de façon à de limiter une gorge dans laquelle les fibres sont amenées directement en suspension dans de l'air, réalisant ainsi un dispositif à-peu près symétrique par rapport à la gorge. Ce dispositif a rencontré un certain succès et présente des possibilités poten- tielles d'exploitation commerciale, mais il n'est pas encore considéré comme tout-à-fait satisfaisant. I1 a e été proposé plus récemment dans le brevet britannique NO 2 001 113 que le tambour perforé tournant dans la gorge puisse être remplacé par un tambour non perforé ayant une surface structurée, par exemple une surface compor tant des cavités. Aucun de ces dispositifs n'a rencontré le succès espéré compte tenu des possibilités potentielles attribuées à cette technique, et l'un des buts de l'invention est de réaliser un appareil procurant une efficacité améliorée de la torsion du fil par les surfaces. L'invention a pour objet à cet effet un appareil pour le filage de fil par fibres libérées du type comprenant des corps qui définissent une première et une seconde surfaces de formation de fil et qui sont agencés de manière que ces surfaces délimitent entre elles un espace qui converge vers une gorge de forme allongée e située dans la zone ou les surfaces sont les plus rapprochées, un conduit de distribution de fibres pour amener des fibres dans la gorge, des moyens pour déplacer lesdites surfaces afin de tordre les fibres déposées sur elles pour former un fil, et des moyens pour appeler le fil transversalement à la direction du mouvement desdites surfaces, appareil caractérisé en ce que la première surface est perforée, une source de dépression étant prévue pour engendrer un premier courant d'air à travers cette première surface, en ce que la seconde surface ntest pas perforée, et en ce qu1il est prévu des moyens pour produire un second courant d'air dans une partie du conduit de distribution de fibres adjacent à ladite gorge, en un emplacement approprié pour astreindre au moins une partie des fibres à changer de direction lorsqu'elles approchent desdites surfaces pour prendre une direction se rapprochant plus d'une direction parallèle à l'axe du fil (y) appelé. De préférence, la première surface est entraînée de façon à se déplacer depuis une position adjacente au conduit de distribution de fibres vers la gorge, et la seconde surface est entraînée de façon à se déplacer de la gorge vers le conduit de distribution. De préférence également, la seconde surface est constituée par une matière élastique. Une matière élastique appropriée peut être constituée par un caoutchouc naturel ou synthétique, par exemple un caoutchouc d'adiprène, de polyuréthane ou de capolactone, ayant de préférence une dureté Shore A comprise dans la plage de 40 à 90, et de façon la plus avantageuse, de l'ordre de 6D. Suivant un mode de réalisation préféré de l'invention, le dispositif de distribution de fibres est agence pour distribuer les fibres à peu près directement dans la gorge. Suivant une autre caractéristique de l'invention, l'appareil est agencé de façon que le second courant d'air coopère avec le premier et ne soit pas perturbé par des courants d'air supplémentaires introduits dans le conduit de distribution. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront au cours de la description qui va suivre, faite en se référant au dessin annexé donné uniquement à titre d'exemple et dans lequel - la Fig. 1 est une vue schématique de face d'un appareil de filage de fil par fibres libérées suivant l'invention - la Fig. 2 est une-vue schématique de l'appareil représenté à la Fig. 1, prise en coupe suivant la ligne II-II de cette figure 1. En se référant aux Fig. 1 et 2, l'appareil comprend deux tambours parallèles 1 et 2 espacés mais très rapprochés. La surface du tambour 1 comprend une partie perforée, comme représenté par la zone hachurée 3 à la Fig.2, afin de définir une surface de formation de fil. Les tambours 1 et 2 sont montés sur des roulements (non représentés) de façon à tourner dans le mme sens autour de leurs axes et sont entrat- nés par une courroie 4 et un galet d'entrainement 5. Les surfaces périphériques des tambours 1 et 2 délimitent entre elles un espace qui se rétrécit jusqu'à former un étroit intervalle, ou gorge, dans la zone où ces surfaces sont les plus rapprochées l'une de l'autre. Un tube 6 d'aspiration, qui est relié à une source de dépression (non représentée), est monté dans la partie perforée 3 du tambour 1. Le tube 6 comporte une ouverture constituée par une fente 8 de façon à appliquer la dépression sur à peu près la totalité de la longueur de la partie perforée 3 et sur un angle faible de part et d'autre du plan contenant l'axe du tambour 1. La partie de cet angle située audessus de ce plan est de l'ordre de trois à quatre fois sa partie située au-dessous de ce plan. Un dispositif de distribution de fibres désigné dans son ensemble par la référence 10 comprend un rouleau 11 d'alimentation en ruban de fibres, un levier 12 de distribution, un batteur 13 monté sur un arbre 14 et un passage 15 de distribution de fibres. Ce type de dispositif 10 de distribution de fibres est bien connu parmi les appareils de filage par fibres libérées dù type à rotor de filage et un exemple en est décrit de façon plus détaillée dans le brevet britannique NO 1 368 886. Les fibres sont. transportées en provenance du dispositif 10 de distribution, à peu près directement dans la gorge formée entre les surfaces périphériques des tambours 1 et 2 par l'intermédiaire d'un conduit 16 de distribution. Le conduit 16 comporte une première partie 17 ayant une ouverture d'entrée des fibres en communication avec le passage 15, et une seconde partie ou partie d'extrémité 18 qui se termine dans la gorge par une embouchure allongée 19. La première partie 17 présente une section transversale rectangulaire variable délimitée par deux parois latérales 20 qui convergent progressivement le long de la première partie 17 en direction de la gorge, et par une paroi avant 21 et une paroi arrière 22 qui dl.. divergent pmEressivement en direction de la gorge. L'axe lon- gitudinal de la première partie 17 est incliné d'un angle de 350 par rapport à l'axe des tambours 1, 2. Si on le désire, les parois avant et arrière 21, 22 peuvent être parallèles. A la jonction de la première et de la seconde parties 17, 18, la paroi avant 21 se termine dans un conduit d'air 23 qui communique avec la seconde partie ou partie d' extrémité 18 du conduit 16 dans un but qui sera décrit plus loin. Le conduit d'air 23 s'étend, depuis la partie d'extrémité 18, dans une direction qui est dans son ensemble parallèle aux axes des tambours 1 et 2, et il est relié à une source de dépression représentée schématiquement et désignée par la référence 24. La partie d'extrémité 18 s'élargit au voisinage de l'embouchure 19 du fait qu'une paroi avant 25 de cette partie 18 s'étend depuis l'entrée du conduit d'aspiration 23 jusqu'en un point qui correspond à une extrémité de la fente 8, et du fait qu'une paroi arrière 26 de la partie 18 forme un angle de façon à s'étendre jusqu'à l'autre extrémité de la fente 8.L'embouchure 19 s'étend ainsi sous la forme d'une fente étroite sur à peu près la totalité de la longueur de la fente 8, de façon que la région de l'embouchure qui communique avec la fente 8 soit la plus grande possible. Le conduit 23 comporte des parois supérieures et inférieures 27, 28 qui divergent au fur et à mesure que le conduit s'éloigne de l'intérieur du conduit 16 de distribution de fibres. La paroi inférieure 28 s'étend légèrement vers le haut en approchant de la paroi avant 25 et en rejoignant celle-ci de façon à former une chicane. Cette chicane est disposée au-dessous de la paroi supérieure 27, en un point qui est décalé par rapport à la jonction des parois 21 et 27 dans le sens opposé au sens dtappel du fil. La gorge constitue une zone de formation de fil dans laquelle les fibres sont tordues par la rotation des tambours 1 et 2 de façon à former un fil Y qui est tiré ou appelé axialement par rapport aux tambours 1, 2 le long de la gorge, par deux rouleaux 29 de sortie qui sont situés sur le coté du conduit 16 de distribution de fibres opposé au conduit de dépression 23, et est enroulé en une bobine 30. En fonctionnement, un ruban de fibres S est amené dans l'intervalle formé entre le rouleau d'alimentation 11 et le levier de distribution 12 pour subir une opération d' ouverture et de peignage qui est effectuée par des aiguilles ou des dents prévues sur la surface périphérique du batteur 13. Les fibres ouvertes ou libérées sont acheminées sur la surface périphérique du batteur 13 jusqu'à l'entrée du passage 15 de distribution de fibres, où elles sont retirées du batteur 13. Dans ce passage 15, les fibres sont entraînées dans un courant d'air qui provient de la source de dépression reliée au tube d'aspiration 6. Cette source de dépression communique avec le passage 15 par l'intermédiaire de la fente 8, des parties perforées 3, de l'embouchure 19 et du conduit 16 de distribution de fibres.Après avoir traversé le passage 15, les fibres sont acheminées par le courant d'air le long de la première partie 17 du conduit 16, dans laquelle elles sont dans leur ensemble alignées avec le sens de déplacement du courant d'air, c'est-à-dire suivant un angle d'environ 350 par rapport aux axes des tambours 1 et 2 et dans le sens opposé au sens d'appel du fil. A ltextrémité de la première partie du conduit, les fibres arrivent sous l'influence de la dépression provenant du conduit de dépression 23. L'action de cette dépression provoque un changement de direction du courant d'air et des fibres qu'il entraîne, ou au moins de la direction de celles des fibres qui se trouvent au voisinage de l'ouverture de sortie du conduit de dépression 23. Par conséquent, ces fibres atteignent la gorge, c'est-à-dire la zone de formation du fil, avec un mouvement dont la direction est plus proche de la direction parallèle aux axes des tambours 1, 2. Ces fibres sont ainsi incorporées dans l'extrémité arrière du fil filé Y alors qutelles se trouvent alignées, ou à peu près alignées, avec l'axe de ce fil Y.La chicane formée par la jonction des parois 25 et 28 sert à empêcher le courant d' air régnant dans le conduit 23 de contrer directement l'action du courant d'air traversant l'embouchure 19, et on évite ainsi un enlèvement des fibres de la zone de formation du fil sous l'action du courant d'air engendré dans le conduit d'aspiration 23. Le oonduit 23 communique avec le conduit 16 de distribution de fibres à travers les parois. avant 21, 25 au voisinage de ltex- trémité arrière du fil Y. Ceci assure que la dépression provenant de la conduite 23 influe au moins sur celles des fibres qui constitueront l'âme du fil de façon qu'elles se trouvent à peu près parallèles à l'axe du fil lorsqu'elles sont incorporées à ce dernier.Parmi les fibres constituant le fil Y, celles qui en constituent l'Ame apportent une contribution majeure à la résistance du fil, et il est important que ces fibres soient incorporées au fil d'une façon satisfaisante. I1 est également important d'assurer que les forces d'aspiration exercées par le conduit de dépression 23 et la fente d'aspiration 8 agissent sur les fibres dans un rapport équilibré. La force d'aspiration exercée par le conduit 23 ne doit bien entendu pas être suffisamment forte pour surmonter complètement l'action de la force d'aspiration exercée sur les fibres par la fente 8, car autrement des fibres utiles pourraient être enlevées par le conduit 23, mais cette force doit être juste suffisante pour provoquer une ré-orientation des fibres de façon qu'elles soient disposées à peu près parallèlement à l'axe du fil. Le conduit 23 est disposé à caté de l'embouchure 19 et de la gorge de façon à agir sur les fibres aussi près de l'embouchure que possible sans interférer avec le courant dtair traversant celle-ci et enlever ainsi des fibres. On pense que les fibres contenues dans le conduit de distribution présentent une tendance à tourner depuis leur orientation de distribution à 350 vers la verticale lorsqu'elles parviennent sous l'influence directe de l'aspiration à l'embouchure. La création d'un courant d'air supplémentaire par le conduit 23 en travers de l'embouchure 19 s'oppose à cette tendance et agit de façon à modifier la direction des fibres de manière qu'elles approchent de la pa roi 25 suivant un angle qui est plus proche d'une direction parallèle à l'axe du fil qu'il ne serait autrement. Le tambour 2 est formé d'un cylindre 7 ayant une âme en métal sur lequel est collée une enveloppe cylindrique 9 en caoutchouc naturel ou synthétique. Cette matière peut être par exemple un caoutchouc de polyuréthane d'adiprène ou de caprolactone. L'épaisseur de l'enveloppe est de l'ordre de 2 mm. La dureté Shore A de la matière est comprise dans une plage de 40 à 90 et, dans exemple considéré, elle est dans la pratique, d'une façon avantageuse, de 60. L'effet de torsion exercé sur les fibres par une telle matière est d'un ordre de grandeur différent au-dessus de celui exercé par les tambours en métal utilisés jusqu'à présent, en métal perforé ou à surface métallique structurée. L'enveloppe 9 et le cylindre 7 ne sont pas perforés, et aucune dépression n'est appliquée à l'intérieur du cylindre. Dans une variante (non représentée), le tambour 2 est massif et est entièrement formé de caoutchouc synthétique ou naturel. La courroie 4 est agencée de façon a' entraîner les tambours 1 et 2 dans le sens des aiguilles d'une montre en considérant la Fig. 1, de telle sorte que la surface du tambour 1 se déplace depuis le côté adjacent au conduit de distribution 16 vers la gorge et que le tambour 2 se déplace depuis la gorge vers le caté adjacent au conduit 16. On a constaté que le fait de faire tourner le tambour dans ce sens permet d'obtenir un équilibre approprié des forces agissant sur les fibres dans la gorge et d'obtenir ainsi des conditions de filage satisfaisantes. Une rotation des tambours dans lé sens opposé provoque un déséquilibre des forces et le filage ne peut être effectué de façon appropriée. I1 a été constaté en outre que la combinaison des tambours I et 2 assure une efficacité notablement améliorée de la torsion assurée par les tambours par rapport à un agencement comportant deux tambours perforés avec aspiration, ou à un agencement avec un tambour non perforé à surface structurée et un tambour perforé avec aspiration. La vitesse des tambours 1 et 2 peut ainsi etre notablement réduite pour un facteur de torsion particulier donné, assurant ainsi au procédé une meilleure stabilité. En outre, les tambours 1 et 2 assurent une efficacité élevée de la torsion des fibres dans la gorge tout en permettant une sortie axiale du fil hors de la gorge sans engendrer des tensions d'un niveau inacceptablement élevé. REVENDICATIONS 1 - Appareil pour le filage de fil par fibres libérées, du type comprenant des corps qui définissent une première et une seconde surfaces de formation de fil et qui sont agencés de manière que ces surfaces délimitent entre elles un espace qui converge vers une gorge de forme allongée située dans la zone où les surfaces sont les plus rapprochées, un conduit de distribution de fibres pour amener des fibres dans la gorge, des moyens pour déplacer lesdites surfaces afin de tordre les fibres déposées sur elles pour former un fil, et des moyens pour appeler le fil transversalement à la direction du mouvement desdites surfaces, appareil caractérisé en ce que la première surface (1) est perforée, une source de dépression (6) étant prévue pour engendrer un premier courant d'air à travers cette première surface, en ce que la seconde surface (9) n'est pas perforée, et en ce qu'il est prévu des moyens (23) pour produire un second courant d'air dans une partie (18) du conduit (16) de distribution de fibres adjacent à ladite gorge, en un emplacement approprié pour astreindre au moins une partie des fibres à changer de direction lorsqu'elles approchent desdites surfaces (1, 9) pour prendre une direction se rapprochant plus d'une direction pa rallèle à l'axe du fil (y) appelé. 2 - Appareil suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens (23) pour produire le second courant d'air sont agencés de façon que ce courant d'air présente au moins une partie à peu près parallèle à l'axe du fil appelé, de sorte que les fibres qui approchent desdites surfaces (1,9) tournent pour prendre une direction plus proche de la direction parallèle à l'axe du fil. 3 - Appareil suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le premier courant d'air agit à travers le conduit (16) de distribution pour transporter les fibres depuis des moyens d'alimentation en fibres (10) jus qu'auxdites surfaces (1,9). 4 - Appareil suivant la revendication 3, caractérisé en ce que la source de dépression (6) pour produire le premier courant d'air sont adjacents à la première surface (1). 5 - Appareil suivant l'une des revendications 3 et 4, caractérisé en ce qu'il est agencé de façon que le second courant d'air coopère avec le premier et ne soit pas perturbé par des courants d'air supplémentaires introduits dans le conduit (16) de distribution. 6 - Appareil suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le second courant d'air quitte le conduit (16) de distribution par une ouverture ménagée dans une paroi (21, 25) de ce conduit. 7 - Appareil suivant la revendication 6, caractérisé en ce que des moyens d'aspiration (23) sont agencés pour appliquer une aspiration à ladite ouverture pour engendrer le second courant d'air. 8 - Appareil suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le conduit (16) de distribution est incliné sur l'axe du fil (Y). 9 - Appareil suivant la revendication 8 lorsqu'elle dépend de l'une des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que l'ouverture est prévue dans la paroi (21, 25) du conduit (16) tournée dans le sens opposé à l'axe du fil (Y). 10 - Appareil suivant la revendication 9, caractérisé en ce que l'extrémité de ladite paroi (21, 25) est plus éloignée le long de l'axe du fil- (Y) que l'extrémité imaginaire du prolongement de la partie de la même paroi située de l'autre côté de l'ouverture. 11 - Appareil suivant l'une quelconque des revendications précédentes lorsqu'elles dépendent de la revendication 3, caractérisé en ce qu'il est prévu une chicane pour empêcher le premier courant d'air de stopposer directement au second. 12 - Appareil suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le conduit (16 > de distribution comporte des parois latérales (21-25, 22) stétendant d'une extrémité adjacente à des moyens d'alimentation en fibres (10) à une embouchure (9 de forme allongée adjacente auxdites surfaces (1,9), l'une au moins (22) de ces parois présentant un changement de direction de façon que le conduit s'ouvre en formant une buse (18) adjacente a' l'embouchure (9). 13 - Appareil suivant la revendication 12, caractérisé en ce qutavant le changement de direction, les parois latérales (21-25, 22) sont à peu près parallèles. 14 - Appareil suivant 1' une des revendications 12 et 13, caractérisé en ce que les moyens (23) pour créer le second courant d'air communiquent avec la buse (18) lorsqu'ils rencontrent la partie située avant le changement de direction. 15 - Appareil suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les deux surfaces (1,9) sont constituées par les surfaces externes de corps de révolution (1,2). 16 - Appareil suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ladite première surface (1) est entrat- née de façon à se déplacer depuis un point adjacent au conduit (16) de distribution de fibres vers ladite gorge, la seconde surface (9) étant entra1'iiée de façon à se déplacer de la gorge vers le conduit (16) de distribution de fibres. 17 - Appareil suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ladite seconde surface (9) est constituée par une matière élastique. 18 - Appareil suivant la revendication 17, caractérisé en ce que ladite matière élastique est un caoutchouc naturel ou synthétique. 19 - Appareil suivant l'une quelconque des revendications 17 et 18, caractérisé en ce que ladite matière présente une dureté Shore A comprise dans la plage de 40 à 90. 20 - Appareil suivant la revendication 19, caractérisé en ce que ladite matière présente une dureté Shore A de 60. 21 - Appareil suivant l'une quelconque des revendications 1 à 20, caractérisé en ce que ledit conduit (16) de distribution de fibres est incliné sur la direction de l'appel du fil avec une composante de mouvement en sens opposé. 22 - Appareil suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit conduit (16) de distribution de fibres est agencé de façon à distribuer les fibres directement dans la zone d'où le fil est appelé.