Brevet FR2465018A1 — publié le 19810320

La présente invention se rapporte aux machines textiles et plus particulièrement aux métiers à filer, notamment à un procédé de séparation des fibres à partir de la matière fibreuse lors d'un filage à extrémité ouverte et au dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. Comme on sait, dans le filage à extrémité ouverte appelé également "filage open end", la matière fibreuse de départ est alimentée sous la forme de masse fibreuse, c'est-à-dire en ruban ou en mèche dans laquelle les fibres orientées dans le sens longitudinal sont retenues par la force de cohésion. Toutefois, à leur amenée dans le métier à filer, ces fibres doivent être séparées et individualisées pour être alimentées dans la turbine du métier à filer, où les fibres séparées sont assemblées, retordues et formées en filé. La qualité du filé est déterminée par la bonne séparation des fibres de la mèche, c'est-à-dire, par la possibilité de créer un flot de mèches avec un haut degré d'individualisation qui est déterminée par le nombre de fibres dans une unité de volume. Une individualisation maximale est obtenue quand les fibres sont séparées une à une. Si la portion de fibres séparée contient plusieurs fibres, cela signifie que le degré d'individualisation est assez bas et en conséquence, comme indiqué plus haut, la qualité du filé est inférieure, ce qui est dû à l'irrégularité qui s'ensuit, comme il sera expliqué en détail plus loin. Pour cette rai son, les spécialistes dans le domaine des machines textiles, apportent une grande attention aux dispositifs d'étirage effectuant l'individualisation des fibres à partir de la matière fibreuse alimentant le métier à filer. Le principe de fonctionnement de tels dispositifs d'étirage est le meme et consiste en ce que la matière fibreuse est pincée suivant deux ou plusieurs lignes, perpen dicu lai res au sens de mouvement de la matiere et se trouvant à une certaine distance l'une de l'autre, la vitesse de mouvement de la matière fibreuse étant augmentée à chaque ligne successive. Les fibres ou groupes de fibres qui se meuvent à plus grande vitesse sont séparés de la masse de matière fibreuse et ensuite transportés dans la turbine du métier. Un mécanisme d'étirage bien connu comprend un couple alimentaire constitué de deux rouleaux qui alimente en matiere fibreuse un couple délivreur, où s'effectue l'individualisation des fibres. Ce couple délivreur est formé d'un cylindre lisse et d'un rouleau de pression qui tournent avec une même vitesse périphérique plusieurs fois supérieure à la vitesse du couple alimentaire. Sur la ligne de coopération de ce cylindre et du rouleau, il se produit le serrage du flot de la matière fibreuse et, grâce à la plus grande vitesse de rotation du couple délivreur. il se produit la séparation des fibres de la masse.Comme il était indiqué plus haut, le serrage du flot de matière fibreuse s'effectue sur la ligne de coopération du cylindre et du rouleau, et, il se produit inévitablement la séparation de groupes entiers de fibres et non de fibres individuelles. En conséquence, comme mentionné précédemment, la qualité du filé produit devient assez basse. Il faut, en outre, tenir compte du fait que, comme les groupes de fibres séparés ne sont pas égaux, le filé produit est irrégulier sur toute sa longueur. Pour cette raison, le problème principal qui se pose est d'obtenir-un degré d'individualisation plus élevé. Ce problème est partiellement résolu dans le mécanisme d'étirage décrit dans le brevet français nO 2189548 qui est à peu près analogue au mécanisme qui vient d'être décrit, mais diffère en ce que le cylindre présente une surface fraisée par une multitude de cannelures hélicoïdales disposées parallèlement les unes aux autres. La présence de cannelures hé licol da les sur la surface du cylindre fait que la ligne de serrage du rouleau de pression et du cylindre est intermittente , une partie seulement des fibres est serrée le long des génératrices du rouleau et du cylindre dans la largeur du flot matière fibreuse toutes les fibres contenues dans la masse ne sont donc pas serrées. Le nombre de fibres serrées est déterminé par la surface de contact du rouleau et du cylindre, ou par la largeur des cannelures hélicoïdales. Toutefois, les mécanismes d'étirage de cette construction présentent l'inconvénient résidant dans le fait que les saillies disposées en ligne hélicoidale sur le cylindre effectuent la séparation des fibres consécutivement d'un bord à l'autre.De cette façon, dans un filage open end, l'irrégularité dans le nombre de fibres dans la section de la matière fibreuse provoque une amenée irrégu - lierre des fibres dans la zone de formation du filé, L'invention vise à fournir un procédé de séparation des fibres à partir de la matière fibreuse lors d'un filage open end,- qui assure l'individualisation des fibres une à une ainsi qu'un dispositif pour la réalisation dudit procédé. Selon l'invention, le procédé de séparation des fibres à partir de la matière fibreuse lors du filage open end, comprend : l'alimentation de la matière fibreuse du couple alimentaire au couple délivreur où s'effectue le serrage des fibres dans la section transversale de la matière traitée et l'arrachage de fibres séparées à mesure de leur déplacement, simultanément avec un accroissement considérable de la vitesse des fibres ; et il est caractérisé en ce que le ser- rage de la masse de fibres est effectué de telle façon que les fibres qui se trouvent à une distance l'une de l'autre égale au moins à 200fois l'épaisseur de fibre sont pincées simultanément. L'avantage de l'invention en question consiste en ce que le degré d'individualisation des fibres et de leur séparation sont améliorées grâce à l'arrachement simultané des fibres aux points éloignés l'un de l'autre à une distance qui n'est pas inférieure à 200 fois l'épais-seur de fibre. En résultat, l'irrégularité du filé produit est réduite et le processus de filage est stabilisé, comme il est décrit en détail ci-dessous. Pour la mise en oeuvre dudit procédé, on réalise un dispositif d'étirage comprenant un couple alimentaire, un couple délivreur formé par un cylindre profilé et un rouleau de pression coopérant le long de leurs génératrices et créant la zone de serrage de la matière fibreuse pour séparer- les fibres, la vitesse de rotation du couple dé livreur étant plusieurs fois supérieure à la vitesse de rotation du couple alimentaire, ce dispositif étant caractérisé en ce que la surface externe du cylindre profilé du couple délivreur est formée de saillies appartenant à deux groupes différents et situés en alternance, aux points d'intersection des hélices, formant deux groupes : un groupe qui comprend une multitude d'hélices droites, et un autre groupe qui comprend une multitude d'hélices gauches, respectivement parallèles entre elles, le rapport des angles d'inclinaison de ces hélices par rapport à la génératrice du cylindre étant compris entre 1,0 et 1,8, et pour le cas où ce rapport est égal à 1,0, le pas des saillies suivant les hélices droites étant supérieur ou inférieur au pas des saillies suivant les hélices gauches. Le dispositif selon l'invention présente cet avantage qu'il assure un pincement sur des fibres-indépendamment du point où se trouve la fibre dans le flot de la matière fi fibreuse alimentée. Cela est obtenu grâce au recouvrement des surfaces de la saillie dans un rang par les surfaces de la saillie de l'autre rang , il en résulte une meilleure mise en parallèle des fibres individualisées à la sortie du couple délivreur. La distance entre les saillies (espacement, ou pas entre les saillies) venant en contact avec le rouleau de pression et disposées sur une génératrice commune du cylindre profilé n'est pas inférieure à 200 fois l'épaisseur de fi-bre. Une pareille disposition des saillies permet de séparer simultanément les fibres éloignées l'une de l'autre à une distance au moins égale à 200 fois l'épaisseur de fibre, et d'obtenir un plus haut degré d'individualisation des fibres. Toutes les hélices sur lesquelles sont disposées les saillies ont un angle d'inclinaison compris entre 45 et 800. Cela permet d'augmenter le nombre des points de contact et de ce fait d'augmenter le degré d'individualisation des fibres. Le couple délivreur est caractérisé en ce que l'aire totale de la surface de contact des saillies constitue de 0,04 à 0,20 fois l'aire de la surface cylindrique du cylindre. Grâce à ce rapport entre l'aire totale de la surface de contact et la surface de contact des saillies à la surface du cylindre, il est possible d'éviter l'extraction des fibres par groupes, ce qui permet d'améliorer le processus de filage. Les saillies de la surface extérieure du cylindre peuvent être de formes différentes. La forme de la saillie dépend de la dimension des fibres séparées, du degré de leur redressement, et de leur encrassement. La largeur de la surface de contact d'une saillie avec le rouleau de pression le long de la génératrice du cylindre est égale au plus à 0,2 fois la distance séparant deux saillies situées sur cette génératrice. On v a maintenant - dé crir e des exemples d'exécution du dispositif en accord avec l'invention accompagnés des dessins annexes dans lesquels - la figure 1 est le schéma du dispositif d'étirage selon l'invention, où le cylindre du couple délivreur est représenté avec un arrachement partiel - la figure 2 est une vue le long de la flèche A du couple délivreur à la figure 1 - la figure 3 est une vue axonométrique du cylindre du couple délivreur - les figures 4, 6, 8, 10 montrent des développements de la surface de travail du cylindre du couple délivreur avec saillies de formes différentes ; - les figures 5, 7, 9, 11 montrent des saillies de formes différentes correspondantes à ces développements ;; - la figure 12 montre l'épure de distribution des champs des forces de friction dans la zone de serrage du couple délivreur du dispositif d'étirage. Sur le dispositif d'étirage illustré à la figure 1, le chiffre de référence 1 désigne le dispositif d'étirage selon l'invention. Ce dispositif d'étirage comprend un cou ple alimentaire 2 et un couple délivreur 3. Le couple alimentateur, comme dans tous les dispositifs d'étirage connus, est constitué d'un cylindre d'alimentation et d'un rou.leau de pression (non montrés sur le dessin) . Le couple délivreur 3 est constitué d'un rouleau de pression 4 et d'un tambour cylindrique profilé 5, ou simplement d'un cylindre 5. On peut voir, se référant à la figure 2, que le rouleau 4 et le cylindre 5 sont montés avec une possibilité de coopérer le long de leur génératrice Bn. Le cylindre peut être obtenu, par exemple, par fraisage d'un cylindre lisse de départ, en formant sur ce dernier une multitude de creux et de saillies se trouvant aux points d'intersection d'hélices droites 7 avec des hélices gauches 8. Les saillies 9, comme on peut le voir sur les figures 3 et 4, forment deux groupes.L'un de ces groupes comprend des saillies disposées avec un pas t sur les hélices droites 7 à angle d'inclinaison a, et l'autre groupe comprend des saillies situées avec un pas tss sur les -hélices gauches 8 à angle d'inclinaison ss L'angle d'inclinaison des hélices de chaque groupe (l'angle d'inclinaison des rangées de saillies), c'est-à-dire l'angle formé entre la génératrice et la tangente au point donné dirigée suivant l'hélice, se trouve dans les limites de 450 à 800, le rapport des angles d'inclinaison des hélices de sens opposé étant compris entre 1,0 et 1,8. Un tel emplacement des saillies assure un meilleur redressement des fibres grâce aux conditions favorables au passage de l'air entre les saillies et à la prévention d'un déplacement latéral de l'air entraînant des fibres. Comme montré sur la figure 4, lorsque les angles d'inclinaison des hélices 7 et 8 de sens opposé sont égaux entre eux, les pas t , tss des saillies 9 situées sur les e hélices de sens opposé ne doivent pas être égaux. Lorsque cette condition n'est pas remplie, les saillies seront disposées en circonférences, en rangées parallèles. Les rangées voisines de saillies, soit auront des plans communs perpendiculaires à l'axe du cylindre, soit formeront des intervalles sous fo-rme de cannelures circulaires. Dans le premier cas, l'action du cylindre suivant la largeur de la matière fibreuse sera irrégulière et entraînera une irrégularité du fil : dans le deuxième cas, l'individualisation des. fibres sera empêchée. Si l'angle d'inclinaison des cannelures hélicoïdales est inférieur à 450, la longueur "1" de la saillie 9 est si grande que le flot de fibres individualisées devient irrégulier de même que la distribution des fibres dans la -lar- geur du flot de la matière fibreuse. Si l'angle d'hélice est supérieur à 800, la longueur "1" de la surface de la saillie 9 à travers la génératrice est telle qu'elle devient la cause d'irrégularité dans le flot de fibres individualisées, ce qui correspond à l'irrégularité des fibres suivant la longueur de la matière fi fibreuse. La surface totale de la surface de toutes les saillies se trouvant sur la surface cylindrique du cylindre contac tant le rouleau de pression etformant avec lui une zone de serrage est comprise entre 0,04 et 0,2 fois l'aire de la surface de travail du cylindre. Si la surface totale des saillies venant en contact avec le rouleau de pression est inférieure à 0,04 fois l'aire de la surface de travail du cylindre, le serrage des fibres pincées est insuffisant et au moment de séparation, il se produit un glissement des fibres. Si la surface totale de la surface des saillies venant en contact avec le rouleau de pression est supérieure à 0,2 fois l'aire de la surface de travail du cylindre, il se produit la séparation de groupes entiers de fibres. Les saillies de la surface extérieure du cylindre 3 sont disposées de telle façon que la distance entre elles suivant la génératrice du cylindre est égale au moins à 200 fois l'épaisseur de fibre dans la matière traitée. Pour cette rai son, les saillies n'exercent pas leur action simultanément sur toute la ligne de contact du couple dé livreur, mais retirent consécutivement des fibres séparées en différents points qui se trouvent l'un de l'autre à une distance égale à au moins 200 fois l'épaisseur de fibre Les saillies de la surface extérieure du cylindre peuvent être de forme différente. La figure 5 montre une saillie isolée, correspondant à une variante d'exécution de l'invention d'après la figure 4. Une telle saillie peut être caractérisée par sa forme en auge ayant une assez grande surface d'interaction avec les fibres individualisées. La figure 7 montre une saillie isolée correspondant à une variante d'exécution de l'invention montrée sur la figure 6. Cette saillie se caractérise par sa forme en cône tronqué, dont la plus petite base pendant la séparation des fibres vient en contact avec le rouleau de pression. En comparant la variante d'exécution de la saillie à la figure 5 avec celle de la figure 7, il faut noter que les saillies ayant la forme d'un tronc de pyramide doivent être de préférence employées pour le traitement des fibres plus grossières et épaisses, tandis que les saillies en forme de cône sont plus appropriées pour les fibres minces. La figure 9 montre une saillie correspondant à une variante d'exécution de l'invention de la figure 8. Cette saillie se caractérise en ce qu'elle a une base supérieure plate de forme ovale et en ce que, au cours de l'individualisation des fibres, elle vient en contact avec le rouleau de pression, tandis que la surface latérale de la saillie s'é- largit vers le bas. Une telle saillie est appropriée pour le traitement des fibres grasses ou contenant des saletés et des impuretés étrangères. La figure 11 montre une saillie isolée correspondant à une variante d'exécution de la figure 10. Cette saillie se caractérise par sa forme prismatique. Un couple délivreur avec un cylindre ayant des saillies de cette forme sur sa surface extérieure peut hêtre employé pour le traitement de toutes les fibres naturelles et chimiques. En cas d'utilisation de n'importe quelle des formes de saillies décrites ci-dessus, il est avantageux que la largeur de la surface de saillie ne contactant pas les fibres, mesurée suivant la génératrice du cylindre, soit au maximum égale à 0,2 fois la distance entre les saillies, situées sur cette génératrice. On le voit le plus clairement sur la figure 12. La figure 12 donne l'épure de distribution de -champs des forces de friction dans la zone de serrage du couple délivreur du dispositif d'étirage. Sur l'axe vertical de l'épure sont marquées les valeurs des forces de friction, et sur l'axe horizontal, la largeur de la matière fibreuse ali mentée. La ligne pointillée F à la figure 12 montre l'effort o minimal qui est nécessaire pour tirer les fibres de la masse de la matière fibreuse amenée au métier. La figure 12 montre que la largeur h de la surface de contact de la saillie avec le rouleau de pression est au maximum égale à 0,2 fois la distance entre les saillies. Une augmentation de cette largeur peut entraîneur l'extraction par la saillie de groupes de fibres emportant d'autres groupes de fibres, ce qui provo;quera l'irrégularité du processus d'individualisation. La distance "h" entre les amplitudes maximales de l'épure est déterminée à partir de la distance entre les fibres pincées simultanément de la matière fibreuse et cette distance est au moins égale à l'épaisseur de 200 fibres. Le couple dé livreur décrit fonctionne, pour l'essen- tiel. de la même manière que les couples déjà connus et pour cette raison, on notera uniquement certaines particularités du couple selon l'invention. La commande [non montrée sur le dessin) entraîne le cylindre 5 du couple délivreur 3 : le cylindre tourne avec le rouleau de pression 4 qui se trouve en contact avec lui. La matière fibreuse 10 sortant du couple alimentaire 2 passe dans le couple délivreur 3 où s'effectue le serrage des fibres. Grâce au fait que la surface du cylindre du couple délivreur a des saillies 9 venant en contact avec le rouleau 4, toutes les fibres ne sont pas serrées, mais celles qui sont soumises au serrage se déplacent à la vitesse li néaire du couple dé livreur 3 qui est supérieure à la vitesse du couple alimentaire 2. il se produit donc l'étirage et la séparation des fibres isolées de la masse fibreuse alimentée. Comme les saillies 9 sont décalées d'après des lignes qui se coupent mutuellement, elles n'exercent pas une action simultanée sur la matière fibreuse 10, mais agissent sélectivement en différents points de la largeur de la matière fibreuse. Les fibres qui se trouvent pincées par les saillies 9 sont tirées de la matière fibreuse 10 et sont dirigées vers la turbine (non montrée sur le dessin). Les fibres se trouvant dans les cannelures hélicoïdales 6 sont avancées à la même vitesse que le couple alimentaire jusqu'au moment où elles sont prises entre les saillies 9 et le rouleau de pression 4. L'utilisation du procédé et du dispositif faisant l'objet de l'invention assure la fabrication d'un filé de haute qualité grâce à une meilleure séparation des fibres, Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes de réalisation et d'application qui ont été plus spécialement envisagés , elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS 1. Procédé de séparation des fibres à partir d'une matière fibreuse lors d'un filage open end, consistant à amener la matière fibreuse à partir d'un couple alimentaire, et à serrer des fibres en section transversale de la matière traitée lorsque des fibres séparées sont tirées de la masse à mesure de leur mouvement simultanément avec une augmentation considérable de la vitesse dites fibres, caractérisé en ce que le serrage de la masse de fibres est effectué de telle façon que les fibres e trouvant à une distance l'une de l'autre d'au moins 200 fois l'épaisseur de fibre sont pincées simultanément. 2. Dispositif d'étirage pour le filage open end pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, comprenant un couple alimentaire et un couple dé livreur constitué d'un cylindre profilé et d'un rouleau de pression venant en contact entre eux le long des génératrices et créant une zone de serrage de la matière fibreuse pour séparer des fibres isolées, la vitesse linéaire du couple délivreur étant plusieurs fois supérieure à la vitesse linéaire du couple alimentaire, caractérisé en ce que la surface externe du cylindre profilé est formée de saillies, décalées suivant des rangees parallèles l'une à l'autre, appartenant à deux groupes différents et situées alternativement aux points d'intersection d'hélices formant deux groupes, dont un groupe comprend une multitude d'hélices droites parallèles entre elles, et dont l'autre groupe comprend une multitude d'hélices gauches parallèles entre elles, le rapport des angles d'inclinaison de ces hélices par rapport à la génératrice du cylindre étant compris entre 1,0 et 1,8, le pas des saillies sur les hélices droites étant, au cas où ledit rapport des angles est égal à 1,0, supérieur ou inférieur au pas des saillies sur les hélices gauches. 3. Dispositif d'étirage, selon la revendication 2, caractérisé en ce que la distance entre les saillies venant en contact avec le rouleau de pression et disposées sur une génératrice commune du cylindre est au moins égale à 2O0 fois l'épaisseur de fibre. 4. Dispositif d'étirage selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'angle d'inclinaison des hélices est compris entre 450 et 800. 5. Dispositif d'étirage selon la revendication 2, caractérisé en ce que la surface de contact des saillies avec le rouleau de pression- est compris entre 0,04 et 0,2 fois l'aire de la surface cylindrique du cylindre. 6. Oispositif d'étirage selon la revendication 3, caractérisé en ce que la largeur de la surface de contact de la saillie avec les fibres suivant la génératrice du cylindre est au maximum égale à 0,2 fois la distance entre les saillies situées sur cette génératrice.