Brevet FR2480799A1 — publié le 19811023

Procédé et dispositif pour la filature de fibres textiles libérées. La présente invention concerne l'industrie textile et plus particulièrement un procédé et un dispositif de filature à fibres libérées. Actuellement, la quasi-totalité des machines de filature à fibres libérées sont équipées de rotors comportant une gorge dans laquelle les fibres sont projetées par la force centrifuge et tordues ensemble par la rotation rapide du dispositif. Le fil ainsi formé est tiré hors du rotor par une paire de rouleaux d'appel et bobine sur un support. Plus les fibres sont longues, plus le diamètre du rotor doit etre élevé t la vitesse de rotation et donc la production diminuent en conséquence pour ne pas atteindre des forces centrifuges capables de faire éclater le rotor. Il est difficile de dépasser des vitesses de 80.000 tours par minute dans le cas de fibres courtes et de 40.000 tr/mn avec les fibres longues. D'autre part, en raison de son principe même, ce procédé est réservé à la fabrication de fils pas très fins. Enfin, le processus de filage doit être amorcé en faisant pénétrer dans le rotor un fil autour duquel s'enroulent les fibres et celuici est tiré par les rouleaux d'appel. Cette traction n'est pas sans accroître le nombre de casses au cours du processus de filage et à chacune des casses, il faut renvoyer le fil dans le rotor pour réamorcer l'opération. Diverses solutions ont été proposées, visant à supprimer une pièce mécanique tournant à très grande vitesse comme les rotors. C'est ainsi qu'un procédé consiste à projeter les fibres dans la gouttière peu profonde d'une table audessus de laquelle circule une courroie sans fin.se déplaçant transversalement à la gouttière. Le fil formé est extrait transversalement à la direction de déplacement de la gouttière. Suivant une variante de ce procédé, on utilise deux courroies sans fin superposées parallèlement, les fibres étant introduites entre les courroies sur l'un des cotés longitudinaux de ces courroies tandis que le fil est extrait, transversalement à la direction de déplacement de ces courroies, sur l'autre cbté longitudinal. Cette- méthode d'extraction transversale du fil provoque de nombreuses casses, d'autant plus que la paralldlisa- tion des fibres n'est pas suffisante pour former un fil rdgu- lier. Des perfectionnements à ces procédés ont été décrits par exemple dans le brevet français 2.308.708. Suivant ce brevet, les fibres sont aspirées à travers une surface collectrice se déplaçant perpendiculairement à la direction d'aspiration et tordues ensemble par les composantes de la force qui résultent des mouvements de la surface collectrice et de la force d'aspiration. Mais,dans ce cas également, le fil est extrait transversalement à la direction de déplacement de la surface collectrice. L-'appareil décrit dans le brevet français n0 2.340.996 dérive également des procédés ci-dessus, mais il utilise, comme surfaces en déplacement relatif, non pas des courroies, mais des tambours. Des fibres séparées sont aspirées entre deux tambours tronconiques très rapprochés et tournant dans le meme sens. Le mouvement relatif des deux tambours tord ensemble les fibres et le fil est retiré parallèlement aux génératrices en regard des tambours. Ce procédé donne un fil de lionne qualité et facile à extraire, mais l'angle de torsion du fil est imposê par la forme des tambours ainsi que la longueur sur laquelle se produit la torsion. Dans le domaine textile, on a également utilisé des courroies, dans des appareils du type dit "à friction", pour imprimer une fausse torsion à un fil déjà filé. Ces appareils comprennent deux courroies disposées en croix, entrainées de façon à se déplacer en sens opposé au point de croisement. Le fil est introduit au point de croisement et subit une torsion par friction entre les deux courroies. Un appareil de fausse torsion de ce genre a été décrit par exemple dans le brevet français nO 2.374.444. La présente invention est relative à un procédé et un dispositif de filature qui conservent les avantages des procédés de filature sans rotor cités dans ce qui précède, c 'est-à-dire la formation naturelle d'un fil sans nécessiter d'amorçage et l'absence de pièces ayant de grande vitesses de rotation, mais qui ne présentent pas les difficultés dnes à l'extraction transversale du fil. D'autre part, grâce à l'invention, l'angle de torsion du fil formé et la longueur sur laquelle elle se produit sont réglables, ce qui est avantageux pour le travail de fibres de longueurs très différentes. La présente invention a pour objet un procédé pour la filature de fibres libérées qui consiste - à disposer l'une des surfaces d'un manchon ou courroie sans fin, entrainé en continu suivant son axe longitudinal, sensiblement contre la surface d'un organe coopérant, également entraîné, pour faire défiler en continu les deux surfaces en regard dans le meme sens et à la meme vitesse superficielle à décaler angulairement l'axe longitudinal dudit manchon par rapport à l'axe de défilement de la surface dudit organe coopérant t à introduire des fibres libérées dans l'intervalle compris entre lesdites surfaces en regard, à l'extrémité amont dudit intervalle et dans une zone comprise entre les deux axes précités; puis à recueillir, à l'extrémité aval dudit intervalle, le fil formé par les fibres sous l'effet de la friction et de la torsion que leur impriment les surfaces en regard en déplacement relatif, ledit fil étant extrait suivant une direc tiôn correspondant sensiblement à la bissectrice de l'angle formé entre les deux axes précités. Suivant une forme de mise en oeuvre du procédé, l'organe coopérant précité est constitué par un deuxième manchon ou courroie sans fin, les axes longitudinaux des deux manchons présentant entre eux le décalage angulaire précité Suivant une autre forme de mise en oeuvre du procédé, l'organe coopérant précité est constitué par un tambour cylindrique dont la surface extérieure cylindrique s'appuie et défile contre la surface du manchon, l'axe de rotation du tambour présentant la décalage angulaire précité par rapport aux axes de rotation des rouleaux qui supportent et entraient le manchon. De préférence, le décalage angulaire entre les axes précités est réglable, grâce à quoi on peut faire varier le couple de frottement sur le faisceau de fibres et sur le fil formé en fonctinn des caractéristiques des fibres à filer. Le dispositif suivant l'invention comprend : un manchon ou courroie sans fin disposé en oblique contre la surface d'un organe coopérant, l'axe longitudinal du manchon présentant un décalage angulaire par rapport à l'axe de défilement de la surface dudit organe, des moyens d'entrainement dudit manchon et dudit organe entraînant leurs surfaces respectives en regard à défiler dans le même sens et à la meme vitesse ; un canal d'amenée des fibres débouchant au voisinage de l'entrée de l'intervalle compris entre lesdites surfaces, dans une zone comprise entre les deux axes précités ; et des moyens de réception du fil situés au voisinage de la sortie dudit intervalle et sensiblement sur la bissectrice de l'angle entre lesdits axes. L'organe coopérant précité peut être constitué par un deuxième manchon ou courroie sans fin, les axes longitudinaux des deux manchons présentant entre eux le décalage angulaire précité. En variante, l'organe coopérant précité peut être constitué par un tambour cylindrique dont la surface extérieure cylindrique s'appuie et défile contre la surface du manchon, l'axe de rotation du tambour présentant le décalage angulaire précité par rapport aux axes de rotation des rouleaux qui supportent et entraînent le manchon. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre et à l'examen des dessins annexés qui représentent à titre d'exemple non limitatif un mode de réalisation de l'invention. Sur ces dessins --la figure 1 est une vue de profil d'un dispositif conforme à l'invention, comportant deux manchons - la figure 2 représente le meme dispositif vu en plan; - la figure 3 décrit le diagramme des vitesses auxquelles le faisceau de fibres et le fil sont soumis dans le zone de torsion - la figure 4 est une vue en coupe très agrandie de la position du fil entre les deux manchons;; - la figure 5 est une vue analogue à la figure 1, mais elle représente un dispositif suivant l'invention dans lequel l'organe coopérant est un tambour dont la surface cylindrique est en contact de friction avec la surface du manchon - la figure 6 représente le même dispositif, vu en plan; - la figure 7 représente un mode de réalisation des moyens de réglage du décalage angulaire entre les deux surfa ces en contact de friction et de la longueur d'action de ces surfaces sur le fil en formation. Le dispositif conforme à l'invention représenté sur les figures 1 et 2 se compose essentiellement de deux manchons 1 et 2, de préférence de longueurs et de largeurs différentes. Chacun de ces deux manchons est tendu entre deux poulies respectivement 9a,9b et 10a,10b. La rotation de ces poulies sous l'influence de tout moyen connu par exemple des moteurs M1M2, fait tourner les manchons dans la direction indiquée par les flèches Al et A2 sur la figure 1. Les axes longitudinaux XX' et YY' des deux manchons font entre eux un angle 2 . Le manchon 1 est muni d'un, déflecteur 7 qui permet de régler d'une manière précise la distance entre les surfaces en regard des manchons 1 et 2 et donc la grosseur du fil produit et aussi de ménager une sorte de trémie ou embouchure 13 dans laquelle arrive un canal 3 dont l'orifice 12 débouche aussi près que possible de la surface du manchon 2 et parallèlement à ladite surface. Au moins la bande du manchon 2 qui défile devant l'orifice 12 du canal 3 présente une multitude de petits trous de diamètre assez faible pour ne pas laisser passer les fibres textiles 4 provenant d'un dispositif défibreur de tout type connu (non représenté) et convoyées dans le canal 3 par la dépression créée dans une chambre 11 disposée à poste fixe à l'intérieur du manchon 2 au niveau où débouche le canal 3 d'amenée de fibres par tout dispositif de pompage connu (non représenté) relié à la chambre 11 par la tubulure 5. L'orifice 12 du canal 3 débouche, au voisinage de l'embouchure 13 dans une zone comprise entre les axes longitudinaux XX'-YY' des deux manchons (figure 2). Le convoyage des fibres peut astre réalisé, en variante, par attraction électrostatique sans sortir du cadre de l'invention.Les directions de dépla- cement des manchons 1 et 2 font avec l'axe du canal d'amenée de fibres 3 des angles opposés + y. Comme il sera dit plus loin, ces angles sont réglables ainsi que la longueur de la partie en regard des deux manchons. Quand les manchons 1 et 2 sont entraînés à la meme vitesse V, les fibres tombant entre les surfaces en regard desdits manchons sont soumises à une composante de vitesse longitudinale V1 dans la direction de l'axe du canal d'amenée de fibres 3 égale à V cos Y qui tend à diriger le faisceau de fibres vers la sortie de l'espace formé par les surfaces en regard des manchons 1 et 2 et dans le sens opposé à celui de l'introduction des fibres. Le faisceau de fibres est également soumis à deux composantes de vitesses transversales Vt égales à V sin &gamma; et dirigées en sens inverses.Cela im- plique qu'à mi-chemin entre les surfaces en regard des-deux manchons, la vitesse dans cette direction est nulle, donc le faisceau de fibres ne peut glisser et reste dans la direction de l'axe du canal d'amenée de fibres à la sortie duquel les deux composantes de vitesse + V sin &gamma; le soumettent à un couple de frottement (figure 4) qui lui communique une torsion dont l'angle est fonction de &gamma; et le sens - S ou Z dépend de la direction de la vitesse V. Ainsi le faisceau de fibres est transformé en un fil 14 par une torsion positive des fibres. Sans amorçage, le fil sort, sensiblement suivant la bissectrice de l'angle entre les deux axes XX'-YY', sous l'influence de la composante de vitesse V1, passe entre deux rouleaux 6-6' qui ne font que fixer sa torsion sans exercer sur lui aucune traction et s'enroule de manière conventionnelle sur une bobine 15. On va illustrer l'invention par un exemple numérique, en considérant deux manchons 1 et 2 faisant les angles 300 par rapport à l'axe du canal d'amenée de fibres 3. Les manchons sont entrains par des poulies 9 et 10 de 5 cm de diamètre, tournant à la vitesse de 1.000 tr/mn. La distance entre les surfaces en regard des deux manchons est de 1/10 mm. V La vitesse/de déplacement des manchons est égale à î.o0O'tÇ.x 0,05 = soTr m/mn D'où Vitesse longitidunale : VI = V cos= = 50% 6 = 136 m/mn. vitesse transversale : Vt = V sinX = 50# = 78,5 m/mn. 2 La vitesse de rotation du fil autour de son axe est égale à 25 # = 250.000tr/m x 0,0001 La torsion du fil est donc égale à 250.000 ~ 1800 tr/m 136 Ainsi, avec des pièces mécaniques tournant à 1.000 tr/mn, il est possible de faire tourner le fil sur lui-meme à 250.000tr/mn; de l'extraire à la vitesse de 136 m/mn et de lui communiquer une torsion de l'ordre de 1.800 tr/m. Il est possible de fabriquer à gros débit un fil de bonne qualité et fin, ce qui n'est pas toujours réalisable avec des rotors. Tous les paramètres du dispositif peuvent facilement être réglables : l'angle )(, la distance entre les manchons, la vitesse de défilement desdits manchons, la longueur du trajet du fil entre les manchons.De préférence, le réglage de la longueur sur laquelle le faisceau de fibres est soumis au couple de torsion s'opère en déplaçant le plus petit des deux manchons parallèlement à l'axe du plus grand. Le dispositif permet le travail de fibres dont les longueurs se répartissent dans une gamme étendue, la fabrication d'un fil de finesse et de torsion souhaitées. Evidemment, de tels dispositifs peuvent etre montés côte à c8te comme les rotors pour constituer un métier à filer à grand nombre de têtes. Dans une autre réalisation conforme à l'invention qui est représentée sur les figures 5 et 6, le manchon le plus court est remplacé par un cylindre 16 constitué par un matériau perméable à l'air. Ce cylindre est entraîné en rotation dans le sens indiqué par la flèche (figure 5). La longueur de la zone de contact entre le cylindre 16 et le manchon 2 est réglable au moyen des cylindres 17 contre lesquels le cylindre 16 est appliqué par une force réglable, les axes des cylindres 16 et 17 étant parallèles. Le canal 3 d'amenée des fibres débouche dans l'angle formé par la surface du cylindre 16 et par la surface du brin supérieur du manchon 2. Une buse d'aspiration 18 est disposée à l'intérieur du cylindre 16 et son embouchure débouche, dans la zone d'arrivée des fibres, contre la surface intérieure du cylindre 16. Le fonctionnement de ce dispositif est identique à celui du mode de réalisation décrit à propos des figures 1 et 2. On a représenté schématiquement sur la figure 7 un mode de réalisation des moyens de réglage du décalage angulaire entre les deux surfaces en contact de friction et de réglage de la longueur d'action de ces surfaces sur le fil en formation. La figure 7 se rapporte à un dispositif du type décrit à propos des figures 1 et 2, c'est-à-dire qu'on y retrouve les deux manchons ou courroie sans fin 1 et 2; Les-axes 20 a-20b des rouleaux 9a-9b sont portés par des consoles 22a-22b solidaires d'un plateau coulissant 24. Le plateau 24 est supporté par par et monté coulissant dans un bâti intermédiaire pivotant 26, le plateau 24 étant guidé en coulissement dans le sens de la flèche 28 par des glissière 30. Une vis de réglage 32 terminée par un volant 34 se visse dans une embase 36 solidaire du bâti intermédiaire 26 et permet de régler la position longitudinale du plateau coulissant 24 par rapport au bâti 26. A son tour, le bati intermédiaire 26 est monté pivotant, par un pivot 38, dans le bâti fixe 40 de la machine, Le pivot 38 porte une couronne dentée 41 dans laquelle engrène une vis 42 que l'on peut faire tourner au moyen d'un volant non représenté. On voit que, par la rotation de la vis 42, on peut faire varier le décalage angulaire entre les axes longitudinaux des deux manchons et que, par la rotation de la vis 2, on peut faire varier la longueur de contact entre les surfaces en regard des deux manchons. Il est ainsi possible de faire varier le couple de frottement sur le faisceau de fibres et sur le fil formé en fonction des caractéristiques des fibres à filer. REVENDICATIONS 1. Procédé pour la filature de fibres libérées caractérisé en ce qu'il consiste : à disposer l'une des surfaces d'un manchon ou courroie sans fin, entratné en continu suivant son axe longitudinal, sensiblement contre la surface d'un organe coopérant, également entraîné, pour faire défiler en continu les deux surfaces en regard dans le meme sens et à la meme vitesse superficielle ; à décaler angulairement l'axe longitudinal dudit manchon par rapport à l'axe de défilement de la surface dudit organe coopérant ; à introduire des fibres libérées dans l'intervalle compris entre lesdites surfaces en regard, à l'extrémité amont dudit intervalle et dans une zone comprise entre les deux axes précités ; puis à recueillir, à l'extrémité aval dudit intervalle, le fil formé par les fibres sous l'effet de la friction et de la torsion que leur impriment les surfaces en regard en déplacement relatif, ledit fil étant extrait suivant une direction correspondant sensiblement à la bissectrice de l'angle formé entre les deux axes précités. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe coopérant précité est constitué par un deuxième manchon ou courroie sans fin et en ce que les axes longitudinaux des deux manchons présentent entre eux le décalage angulaire précité. 3. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe coopérant précité est constitué par un tambour cylindrique dont la surface extérieure cylindrique s'appuie et défile contre la surface du manchon, l'axe de rotation du tambour présentant le décalage angulaire précité par rapport aux axes de rotation des rouleaux qui supportent et entraînent le manchon. 4. Procédé suivant la revendication 1,2 ou 3,caractérisé en ce qu'on règle le décalage angulaire précité, grâce à quoi, on peut faire varier le couple de frottement sur le faisceau de fibres et sur le fil formé en fonction des caractéristiques des fibres à filer. 5. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'on règle la longueur sur laquelle le faisceau de fibres est soumis au couple de torsion, par réglage de la longueur de contact des surfaces en regard du manchon et de l'organe coopérant, 6. Dispositif pour la filature de fibres libérées, caractérisé en ce qu'il comprend : un manchon ou courroie sans fin disposé en oblique contre la surface d'un organe coopérant, l'axe longitudinal du manchon présentant un décalage angulaire par rapport à l'axe de défilement de la surface du dit organe, des moyens d'entratnement dudit manchon et dudit organe entrainant leurs surfaces respectives en regard à défiler dans le meme sens et à la meme vitesse ; un canal d'amenée des fibres débouchant au voisinage de l'entrée de l'intervalle compris entre lesdites surfaces, dans une zone comprise entre les deux axes précités ; et des moyens de réception du fil situés au voisinage de la sortie dudit intervalle et sensiblement sur la bissectrice de l'angle entre lesdits axes. 7, Dispositif suivant la revendication 6, caractérisé en ce que l'organe coopérant précité est constitué par un deuxième manchon ou courroie sans fin et en ce que les axes longitudinaux des deux manchons présentent entre eux le décalage angulaire précité. 8. Dispositif suivant la revendication 6, caractérisé en ce que le manchon ou courroie sans fin est porté par des rouleaux qui supportent et entraînent le manchon et en ce que l'organe coopérant précité est constitué par un tambour cylindrique dont la surface extérieure cylindrique s'appuie et défile contre la surface du manchon, l'axe de rotation du tambour présentant le décalage angulaire précité par rapport aux axes de rotation des rouleaux qui supportent et entrainent le manchon. 9. Dispositif suivant l'une des revendications 6, 7 ou 8, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de réglage de l'angle d'obliquité du manchon et de l'organe coopérant par rapport à l'axe du canal d'amenée des fibres. 10. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de réglage de la longueur de contact du manchon et de l'organe coopérant, lesdits moyens permettant d'ajuster la longueur sur laquelle le faisceau de fibres est soumis au couple de torsion. 11. Dispositif suivant les revendications 7 et 10, caractérisé en ce que les moyens de réglage précités agissent pour déplacer l'un des manchons parallèlement à l'axe de l'autre. 12. Dispositif suivant la revendication 7, caractérisé en ce qu'au moins l'un des manchons est en matière poreuse et en ce qu'une boite d'aspiration est disposée en dessous de ce manchon, dans la zone où débouche le canal d'amenée des fibres. 13. Dispositif suivant la revendication 7, caractérisé en ce que l'un des manchons est pourvu d'une plaque déflectrice à position réglable présentant la surface dudit-manchon contre la surface en regard de l'autre manchon avec un intervalle d'épaisseur réglable. 14. Dispositif suivant la revendication 8, caractérisé en ce que le tambour cylindrique a une surface cylindrique en matière poreuse et en ce qu'une boite d'aspiration est disposée à l'intérieur de ce tambour, dans la zone où débouche le canal d'amenée des fibres.