Brevet FR2484474A1 — publié le 19811218

"Dispositif de fausse-torsion à friction." On connaît par la demande de brevet allemand n0 P 29 28 522.1 un dispositif de fausse torsion à friction formé de deux disques rotatifs qui pincent entre leurs faces frontales le fil à retordre en fausse torsion. L'un de ces disques est constitué par un matériau mou en flexion qui absorbe à vrai- dire des forces de traction élevéesmais seulement de-faibles forces de flexion. Sur la face arrière de ce disque mou agit un dispositif de serrage qui, dans une zone définie souhaitée, provoque une bosse et/ou une déflexion du disque mou hors de son plan normal à l'axe de rotation. Aussi les deux disques touchent-ils et pincent-ils le fil uniquement dans une zone définie étroitement limitée. L'autre surface peut 9tre consti- tuée par un tel disque mou avec dispositif de serrage, mais aussi bien par un disque ou un rouleau durs, c'est-à-dire ri- gides à la flexion. Un avantage particulier de ce dispositif de fausse tor- sion à friction réside dans le fait qu'à côté de l'action de retordage, il en exerce aussi un transport sur le fil, car la vitesse périphérique de ses disques croise dans la zone de serrage l'axe du fil et présente par conséquent non seulement une composante de torsion, mais aussi une composante de trans- port. 6 L'invention a pour objet un dispositif de fausse torsion à friction de meme genre perfectionné de façon à permettre un réglage optimal de tous les paramètres décisifs pour le retor- dage et pour le résultat de texturation indépendamment les uns des autres. Ce dispositif de fausse torsion à friction est caracté- risé par le fait que l'entraxe des disques et/ou la distance du dispositif de serrage au plan défini par les axes des disques sont modifiables. On obtient ainsi des conditions op- timales de direction de marche du fil et de direction de la vitesse périphérique des-disques, dotée d'une composante de transport et d'une composante de torsion. Un avantage particulier réside dans le fait que le dis- positif de serrage agissant sur la face arrière du disque mou définit une zone d'action de faibles dimensions et permet de ce fait aussi une définition tout aussi précise des composantes de mouvement des disques dans cette zone de serra- ge. Dans le cas le plus simple, on peut déterminer les com- posantes de mouvement et leur direction en modifiant, à en- traxe des disques inchangé, uniquement la distance du disposi- tif de serrage au plan axial commun. On peut déjà garantir par ce moyen la possibilité de se régler à toutes les situations de fonctionnement se présentant pour des domaines d'utilisation déterminés. On peut obtenir une gamme de situations de fonctionnement agrandie en modi- fiant l'entraxe des disques et une utilisation optimale de toute la zone de fonctionnement en modifiant aussi bien la distance du dispositif de serrage au plan axial commun que l'entraxe des disques. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, l'en- traxe des disques et/ou la distance du dispositif de serrage - au plan axial commun sont réglés en sorte que les axes et le dispositif de serrage forment les sommets d'un triangle isocè- le ayant le dispositif de serrage pour sommet supérieur et les axes pour sommets de base. Il en résulte que le disque avant et le disque arrière exercent sur le fil des composantes de mouvement symétriques. Il est avantageux que les angles à la base,égaux entre eux, de ce triangle isocèle soient compris entre 50 et 650 ou, de préférencet55 à 60 . Le réglage de l'entraxe et/ou du dispositif de serrage permet de fixer au point de retordage, c'est-à-dire en la zone de serrage, le rapport des composantes de transport et de torsion de la vitesse périphérique des disques en ce même point. On entend ici par la composante de transport la composante de ladite vitesse périphérique dans la même direction que l'axe du fil et par la composante de torsion la composante perpendiculaire à l'axe du fil. L'entraxe des disques et/ou la distance du dispositif de serrage au plan axial commun sont de préférence réglables en sorte que les axes et le dis- positif de serrage forment les sommets d'un triangle isocèle dont les angles à la base soient égauxàl'angle de torsion du fil à l'état retordu. Il est à remarquer que le fil subit par le retordage une modification géométrique consistant essentiellement en une augmentation de diamètre et une diminution de longueur. L'angle de torsion à l'état géométrique diffère en conséquen- ce notablement de l'angle de torsion résultant du calcul pur, lequel est basé sur la longueur et le diamètre du fil à l'état non retordu. Ce réglage préféré du dispositif de fausse torsion à friction réalise une première condition préalable pour un bon résultat de retordage. Par la demande de brevet allemand DE-OS 23 10 803, pour un dispositif de fausse torsion à friction comportant trois axes tournant dans le même sens et porteurs de disques se chevauchant entre ces axes, on a déjà proposé, il est vrai, de choisir l'entraxe et/ou la disposition axiale des disques en sorte que l'angle compris entre la direction périphéri- que des disques et le cours du fil soit égal à l'angle de torsion. On se propose ainsi d'obtenir un fonctionnement sans glissement. Mais on n'a en même temps pas eu égard au fait que l'entraînement sans glissement du fil exige la présence de forces normales suffisantes entre la surface de friction et le fil. C'est là une condition préalable que l'on ne peut pas établir dans le dispositif selon ladite demande de brevet allemand DE-OS 23 10 803. L'invention établit en revanche la condition nécessaire pour que l'on puisse régler, indépendamment les uns des au- tres, tous les paramètres décisifs, y compris le glissement, pour optimaliser le processus de texturation et le retorda- ge en fausse torsion. Il est bien certain que l'on ne recherche pas toujours un fonctionnement exempt de glissement. Un certain glisse- ment peut parfaitement être souhaitable pour le relâchement de la fausse torsion et la régulation de la tension du fil. Pour le fonctionnement sans glissement, cependant sou- haitable dans nombre de cas, il est proposé de régler la force d'appui du dispositif deserrage et çar-consequent la force normale ex erc' sur l ye Zi par lés d sques, en sorte que le moment de torsion appliqué audit fil par ces mêmes disques, lequel correspond au produit de la force normale par le coefficient de frottement et le rayon du fil, soit supérieur au moment de torsion inverse, ou de rappel, du fil pour l'état de torsion, ou angle de torsion, désiré à l'état retordu. Cela s'explique par le fait que le fil, en parti- culier sous tension,est à considérer comme une structure élastique en torsion qui oppose un certain moment de rappel à sa torsion. Ce moment de rappel dépend, entre autre, aussi de l'intensité du retordage, mais également de l'intensité de l'échauffement dans la zone de fausse torsion. Il est possible de régler aussi, indépendamment des con- ditions de torsion, transport et glissement, les tensions avant et après le dispositif de fausse torsion à friction, et notamment le rapport de ces tensions, par la vitesse du fil et/ou la vitesse des disques dans la zone de serrage. On partira pour cela du fait qu'il faut d'abord fixer l'in- tensité du retordage pour l'obtention d'un crêpage détermi- né et calculer sur cette base, en fonction du titre du fil, un angle à la base a optimal déterminé. Il faut en outre considérer que la vitesse du fil est prescrite en général par des données de machine, mais aussi par des données de processus telles, par exemple, que le temps de séjour du fil sur la plaque chauffante sous des températures de chauffe et des valeurs de transmission thermique données. On amène ensuite à une valeur optimale pour la tension du fil la vitesse périphérique des disques dans la zone de serrage. Il s'est avéré avantageux de régler, dans cette zone de serrage, le rapport de la vitesse D des disques à la vitesse Y du fil selon l'équation D 1 y cos= (1 + 20 %) dans laquelle oL désigne l'angle de torsion souhaité du fil à.l'état retordu, ou l'angle à la base définissant la po- sition du dispositif de serrage. Les valeurs préférés du rapport D/Y sont coenrises entre 1,5 et 2. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la des- cription détaillée de deux modes de réalisation pris comme exemples non limitatifs et illustres schématiquement par le dessin annexé, sur lequel: - la figure la représente les faces frontales des dis- ques d'un dispositif de fausse torsion à friction dans le- quel le fil court perpendiculairement au plan axial commun aux deux axes de rotation de ces mêmes disques, - la figure lb est la représentation correspondante pour un dispositif de fausse torsion à friction dans lequel le fil court parallèlement au plan axial commun; - la figure 2 est une coupe partielle du dispositif de serrage et du guide-fil d'entrée associé à ce dernier; - la figure 3 est une coupe transversale du dispositif de fausse torsion à friction selon la figure la; - la figure 4 schématise les forces, moments et vitesses régnant dans la zone de serrage; - la figure 5 est le croquis d'un tronçon de fil à l'état retordu; - la figure 6 est un diagramme de valeurs expérimentales pour le réglage de l'angle à la base't en fonction du retor- dage souhaité et du titre du fil. Le dispositif de fausse torsion à friction représenté sur les figures la et lb est formé d'un disque rigide 1 et d'un disque mou 2. Les deux disques sont montés sur des arbres 3 et 4 tournant dans des paliers 5 et 6 et entraînés, de façon non représentée, par l'intermédiaire de poulies à courroie 27 et 28. Le disque rigide présente une couche de friction 26 constituéepar exemple par du caoutchouc, du "Vulkollan", un métal résistant à l'usure, un revêtement par plasma, un revêtement céramique ou nickel-diamant ou analogue. Le disque mou est constitué par un matériau simple ou éventuellement composite qui peut absorber les forces de traction dues à des forces centrifuges, mais est facilement bosselable et/ou infléchissable. Il peut s'agir, par exem- ple, soit d'un disque de caoutchouc de 0,5 à 2 mm-d'épais- seur qui, pour augmenter sa résistance à la traction,-pré- sente sur son revers une insertion de fils ou câblés, soit d'un disque en acier à ressorts de moins de 1 mm d'épais- seur avec une douche de friction de forme annulaire. Sur sa face arrière, le disque mou est soumis à l'ac- tion de la surface d'appui 7 du dispositif de serrage et il se bosselle et s'infléchit contre le fil 14. Ce dernier se trouve ainsi pincé, dans une zone étroite, entre le dis- que mou 2 et la surface de friction annulaire 26 du disque rigide 1. Le dispositif de serrage se compose d'un cylindre 9 et d'un piston 8, mobile dans ce dernier>qui, sur sa sur- face d'appui 7 tournée vers le disque mou 2, présente une cavité 13. Ce dispositif de serrage comporte aussi un rac- cordement d'air comprimé 11 à commande de pression 72 ré- glable par lequel, d'une part, le piston est refoulé en direction du disque mou et, d'autre part, de l'air comprimé est accumulé sous pression dans la cavité 13. Il en résulte, d'une part, une force de serrage N définie schématisée sur la figure 4 et, d'autre part, une lubrification pneumatique et la formation d'un coussin d'air comprimé entre la surfa- ce d'appui 7 et le disque mou. Selon la figure la, le fil 14 est conduit par le guide- fil d'entrée 22 en direction normale au plan axial commun aux deux axes des disques 1 et 2 à travers le dispositif de fausse torsion à friction. Selon la figure lb, le fil court à travers le guide-fil d'entrée parallèlement au plan axial commun aux deux axes. - Comme on le voit en particulier sur la figure 3, dans l'exemple de réalisation considéré, les paliers 5 et 6 et le dispositif de serrage 10 sont déplaçebles conformément à l'invention. Les paliers 5, 6 comportent à cet effet des guidages 5 par lesquels ils sont mobiles en translation sur les tiges 15, 16. Leur fixation est assurée par les vis 17,18. Les disques sont ainsi déplaçables entre les positions extrêmes intérieures 29 et extérieures 30 repré- sentées sur les figures la et lb. Cette course est limitée par les butées 31, 32. Le positionnement s'effectue de pré- féreice en sorte que la distance à la ligne du fil soit chaque fois la même pour les deux arbres, ou axes. Le dispositif de serrage 10 est déplaçable de la même façon sur la barre rectangulaire 19,et positionnable par la vis 20, entre les positions extrêmes 24.1, 25.1 et 24.2, 25.2. Sur la figure la, la position 24.1, 25. 1 du dispositif de serrage correspond à la position 29 des disques et la position 24.2, 25.2 à la position 30 de ces mêmes disques. Avec des sens de rotation opposés des disques 1 et 2, on introduit dans le fil arrivant 14 une torsion Z dans les po- sitions 24 du dispositif de serrage et une torsion S dans les positions 25. La translation entre les positions extrêmes 24.1 et 24.2 s'opère lorsque, pour la réalisation d'.une torsion Z, on doit modifier le rapport entre la torsion et le transport. La translation entre les positions 25.1 et 25.2 permet de modifier ce même rapport entre la torsion et le transport pour la réalisation d'une torsion S. Il doit être bien entendu qu'entre les positions extrê- mes ici représentées 29,30 des disques et 24.1, 24.2 du dis- positif de serrage pour la torsion Z et 25.1, 25.2 du dis- positif de serrage pour la torsion S, on peut adopter toute position intermédiaire favorable pour le processus de fausse torsion voulu. On reviendra plus loin sur ce produit. Il s'est avéré que l'effet de torsion d'un dispositif de fausse torsion à friction est fonction de la distance entre les guide-fil, en particulier celui d'entrée, et le point de torsion, c'est-à-dire le point en lequel le moment de torsion est appliqué. Dans le dispositif de fausse tor- sion à friction selon l'invention, ce point de torsion est défini par la position du dispositif de serrage. Pour ga- rantir la constance de ladite distance, le guide-fil d'en- trée 22 et le dispositif de serrage sont reliés mécanique- ment par une tige 21 viSible sur la figure 2, laquelle se rapporte à un dispositif de fausse torsion à friction dans lequel le fil court comme représenté sur la figure la. On notera que la tige 21 présente une longueur telle que, même dans la position inférieure extrême 25.1 du dispositif de serrage, le guide-fil 22 ne touche pas les disques. De la figure lb il ressort que, avec le cours qu'y suit le fil, il faut transférer le guide-fil d'entrée de l'autre côté du plan axial commun aux deux axes pour passer de la torsion S à la torsion Z. Dans cette course de fil selon la figure lb, une modi- fication du sens de rotation est nécessaire à la conversion S-Z de la torsion. Les sens de rotation correspondants sont indiqués par les flèches S et Z. Pour se régler selon l'invention à des conditions de fonctionnement optimales, on peut modifier l'entraxe des disques et/ou la distance du dispositif de serrage au plan axial commun des disques. Il faut en même temps noter que les axes et le dispositif de serrage doivent se trouver aux sommets d'un triangle isocèle, en sorte que les composantes de vitesse exercées par les disques aient la même valeur. Il est en ce cas particulièrement avantageux de ménager une synchronisation entre l'entraxe et la distance du dispositif de serrage comme l'indiquent sur la figure 3, les traverses de jonction ou leviers pivotants 67 et 68. Il sera dans de nombreux cas suffisant de modifier uniquement la distance du dispositif de serrage au plan axial commun. Si l'on n'ob- tient pas ainsi une situation de fonctionnement optimale, on peut modifier en plus l'entraxe. En réalité, les axes du dispositif de fausse torsion à friction, au lieu d'être strictement parallèles, peuvent diverger légèrement entre eux. Eu égard à cette légère divergence, l'expression de plan axial commun n'est pas entièrement correcte. L'angle dont les axes divergent entre eux étant très faible,on conservera néammoins dans la suite cette notion de plan axial commun. Pour poursuivre l'optimalisation de la situation de fonctionnement, on peut rendre réglable, comme l'indiquent les figures.2 et 3, la force d'appui du dispositif de ser- rage 10, cela par réglage de la pression de l'air au moyen de l'appareil de commande de pression 72. Il importe de re- marquer de plus que la vitesse de rotation des disques et la vitesse de marche du fil sont elles aussi réglables. Des conditions de fonctionnement préférées pour la position géométrique des disques et du dispositif de serra- ge sont réunies dans une gamme de 50 à 650 de l'angle Xc. porté sur la figure la pour la marche du fil indiquée par celle-ci. L'entraxe et le dispositif de serrage sont en même temps établis de préférence en sorte que les axes forment les angles de base d'un triangle isocèle au sommet opposé duquel se trouve le dispositif de serrage. Il est souhaitable que l'angle à la base otde ce triangle isocèle soit égal à l'angle de torsion à l'état retordu du fil. Cet état retordu est représenté sur la figure 5, et l'angle de torsion o y est aussi porté en même temps. Il est à remar- quer que le fil à l'état retordu accuse une diminution de sa longueur et une augmentation de son diamètre. Aussi l'angle o à l'état retordu est-il plus petit que l'angle de torsion qui résulte, par le calcul, de la vitesse de marche du fil réglée, du nombre de tours de torsion et du diamètre du fil terminé. La figure 6 regroupe dans un dia- gramme des valeurs empiriques pour le réglage de l'angle à la basect en fonction du titre du fil et du retordage sou- haité, exprimé ici par le nombre TPM de tours de retordage par mètre de longueur du fil. Dans ce réglage du dispositif de fausse torsion, on parvient à transporter et retordre le fil avec le même glis- sement. Pour assurer selon l'invention un transport et un retor- dage exempt de glissement, il faut régler la pression d'ap- pui du dispositif de serrage à une valeur qui garantisse que le moment de torsion MS = N.p.DP/2 exercé par les disques de friction sur le fil soit supérieur au moment de torsion in- verse MF du fil. Si l'on se réfère à la figure 4, MS dési- gne la force normale, MS le moment de torsion, p le coeffi- cient de frottement, MF le moment de torsion inverse résul- tant de l'élasticité du fil et N' la force d'appui du dispo- sitif de serrage. Jusqu'à ce point de la présente description, on s'est assuré le moyen d'établir les conditions de retordage optima- les pour le processus de texturation. Mais l'invention a aussi pour objet le réglage optimal des conditions de tension du fil. A cet égard, il faut partir du fait que, dans tous les dispositifs de fausse torsion précédemment connus, qu'ils soient à broche ou à friction, il n'était pas possible de choisir librement lesdites conditions de tension du fil. Celles-ci étaient au contraire fonction aussi des conditions de retordage. On sait de façon générale que le réglage de la tension du fil avant et après le dispositif de fausse tor- sion à friction peut s'obtenir par celui du rapport entre la vitesse des disques et la vitesse du fil. Cela tient au fait que, dans le dispositif de fausse torsion à friction selon l'invention, le vecteur vitesse des disques de friction dans la zone de serrage est dirigé transversalement à l'axe du fil et comporte donc une composante en direction de trans- port et une composante en direction de torsion. Etant donné que, dans ce même dispositif de fausse torsion à friction selon l'invention, on ne modifie pas les conditions de retor- dage, c'est-à-dire l'angle compris entre les composantes de mouvement, il devient possible de régler librement la tension du fil avant et après lui par réglage de la vitesse du fil ou de la vitesse périphérique des disques. On réalisera de préférence le rapport de la vitesse D des disques à la vites- se Y du fil selon la formule D = 1 (1 + 20 %), cos dans laquelle da. désigne toujours l'angle de torsion souhaité en l'état retordu, c'est-à-dire l'angle à la base du trian- gle isocèle formé par les axes des disques et le dispositif de serrage tels qu'on les a réglés auparavant. Le dispositif conforme à l'invention peut être utilisé en particulier pour friser du fil de bonneterie d'un titre compris entre 15 et 40 den. De tels fils frisés ont tendan- ce à procurer de l'élasticité au tissu tricoté, par suite de leurs forces de torsion. De tels fils de bonneterie sont de préférence frisés par fausse torsion à 1000 - 3000 tours par mètre, avec un angle de retordage (angle a la base du triangle isocèle) compris entre 10 et 350. Il est à mentionner enfin que le dispositif de fausse torsion à friction peut fonctionner aussi avec la marche du fil représentée sur la figure lb. Le réglage géométrique de fonctionnement selon l'invention s'opère de telle façon que l'angle d- soit le demi-angle au sommet du triangle isocèle formé par les axes et le dispositif de serrage et de préférence égal à l'angle de torsion o4 à l'état retordu du fil. 1l REVENDICATIONS 1.- Dispositif de fausse torsion à friction formé de deux disques rotatifs qui pincent le fil entre leurs faces fron- tales et dont l'un d'eux est constitué par un mat4riau élas- tique mou et est appuyé coitre l'autre par un dispositif de serrage, dispositif de fausse torsion à friction caractérisé par le fait que l'entraxe des disques tl,2)et/ou la distance du dispositif de serrage (lO) au plan commun des axes (3,4) des disques sont modifiables. 2.- Dispositif de fausse torsion à friction selon la revendication 1 caractérisé par le fait que l'entraxe des disques (1,2) et/ou la distance du dispositif de serrage (10) au plan commun des axes sont réglés de telle façon que les axes (3,4) et le dispositif de serrage-(10) forment les som- mets d'un triangle isocèle. 3.- Dispositif de fausse torsion à friction selon la revendication 2 caractérisé par le.fait que l'entraxe des disques (1,2) et/ou la distance du dispositif de serrage (10) au plan commun des axes sont réglables de telle façon que les axes (3,4) et le dispositif de serrage (10) forment les sommets d'un triangle isocèle dont les angles (de base) égaux sont compris entre 50 et 650 ou, de préférence, 55 et 600. 4.- Dispositif de fausse traction à friction selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé par le fait que l'entraxe des disques (1,2).et/oe la distance du dispositif de serrage (10) au plan commun des axes sont ré- glables en sorte que les axes (3,4) et le dispositif de ser- rage (10) se trouvent chaque fois aux sommets d'un triangle isocèle dont les angles à la base soment égaux à l'angle de torsion du fil à l'état retordu. 5.- Dispositif de fausse torsion à friction selon la revendication 4 caractérisé par le fait que la force d'appui du dispositif de serrage (10Y etpar conséquent, la force normale exercée sur le fil (14) par les disques (1,2) sont réglées en sorte que le moment de torsion appliqué audit fil (14) par ces mêmes disques (1,2), lequel correspond au produit de la force normale par le coefficient de frotte- ment et le rayon du fil, soit supérieur zau moment de tor- sion inverseou de rappel, du fil pour l'état de torsion (an- gle de torsion 0,) désiré à l'état retordu. 6.- Dispositif de fausse torsion à friction selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé par le fait que la tension du fil avant et après lui est amenée à sa valeur de consigne par réglage de la vitesse (Y) du fil et/ou de la vitesse (D) des disques dans la zone de serrage. 7.- Dispositif de fausse torsion à friction selon la revendication 6 caractérisé par le fait que l'on règle, dans la zone de serrage, le rapport de la vitesse (D) des disques à la vitesse (Y) du fil en sorte que soit satisfaite l'é- quation D/Y = (1/ cosot) (1+20 %), dans laquelle 0î désigne l'angle de torsion souhaité à l'état retordu du fil. 8.- Dispositif de fausse torsion à friction selon la revendication 6 caractérisé par le fait que l'on règle, dans la zone de serrage, le rapport de la vitesse (D) des disques à la vitesse (Y) du fil, par réglage de la vitesse des disques avec une vitesse du fil prédéterminée, en sorte que ce rap- port (D/Y) soit compris entre 1,5 et 2.