Brevet FR2474540A1 — publié le 19810731

-1- La présente invention est relative à un appareil de fabrication d'un fil, comportant deux tambours d'aspiration étroitement rapprochés tournant dans le même sens, dont la région de coin, présentant les zones d'aspiration, est par- courue par une mèche étirée fournie d'un côté frontal des tambours par un banc d'étirage et conduite à une sortie de l'autre côté frontal des tambours, ainsi qu'un canal de gui- dage s'avançant dans la région de coin entre les tambours d'as- piration, débouchant dans la région des zones d'aspiration et servant à amener des fils d'enveloppe séparés destinés à la mèche. Dans les appareils de ce genre, on entoure des fibres d'enveloppe la mèche tordue entre les deux tambours d'aspiration ou par un organe de torsion qui les précède, afin de fixer la torsion de la mèche. A cet effet, les fibres d'enveloppe autant que possible rendues parallèles, dirigées transversalement à la mèche, doivent autant que Possible, à leur arrivée sur la mèche, être liées à celle-ci et enroulées autour des fibres de la mèche pour éviter que les fibres d'enveloppe séparées ne soient poussées sur la mèche, nuisant à la qualité du fil. Du fait que la mèche est immédiatement entourée des fibres d'enveloppe séparées, les extrémités an- térieures de fibre de mèche qui parviennent à la zone de for- mation du fil peuvent déjà être saisies par la surface des tambours d'aspiration et enroulées autour de la mèche, ce qui suppose à nouveau une force d'entraînement assez grande. Dans les appareils connus, la surface des tambours d'aspiration est rendue lisse par un processus de polissage pour éviter que certaines fibres d'enveloppe ne puissent être retirées de la région de formation du fil par la surface des tambours d'as- piration. Par suite, la force d'entraînement dépend surtout de la force d'aspiration avec laquelle les fibres sont attirées dans la région de coin entre les tambours d'aspiration et pous- sées contre la surface des tambours. Or les forces d'aspirations réalisables économiquement sont limitées, de sorte qu'avec les appareils connus, l'enveloppement de la mèche par les fibres d'enveloppe comporte des limites qui se font sentir en parti- culier lorsque les fibres d'enveloppe présentent une rigidité à la flexion relativement grande. Ainsi, l'invention a pour but de perfectionner un appareil du genre défini plus haut, de façon telle que par une augmentation des forces de torsion, on puisse mieux exécuter l'enveloppe de la mèche par les fibres d'enveloppe. Selon l'invention, ce problème est résolu par le fait que la surface des tambours d'aspiration est rugueuse et présente une structure fine empêchant un accrochage des diffé- rentes fibres d'enveloppe, avec une profondeur de rugosité cor- respondant au maximum à la moitié du diamètre du fil. Bien que la surface rugueuse des tambours d'aspi- ration augmente le frottement entre la surface de ceux-ci et les fibres, ce qui conduit, pour des forces d'aspiration in- chanqées, à de plus grandes forces d'entraînement, désirables pour une bonne torsion des fibres, on évite, grâce aux mesures indiquées, que les différentes fibres ne soient retirées de la ligne de formation du fil parce que d'une part le canal de guidage des fibres d'enveloppe séparées débouche dans la région des zones d'aspiration et que d'autre part la structure fine de la surface rugueuse des tambours d'aspiration empêche un accrochage des différentes fibres d'envelopppe. Cela signifie que les fibres d'enveloppe ne peuvent arriver sur la surface des tambours que dans la région des zones d'aspiration o elles sont saisies par le courant d'aspiration et retenues de manière à ne pas pouvoir se déplacer. Ainsi, les fibres d'enveloppe subissent une force de retenue qui les empêche d'être retirées de la région de formation de fil par la sur- face des tambours d'aspiration et étant donné la force d'en- traînement accrue, un grand couple de torsion est appliqué aux fibres d'enveloppe. Par *suite, les fibres d'enveloppe s'enroulent sur la mèche aussitôt qu'elles arrivent sur la surface des tambours de sorte que l'on peut éviter l'effet de poussée indésirable, même s'il s'agit de fibres d'une assez grande rigidité en flexion. Du fait que la mèche est mieux enveloppée, on peut donc fabriquer des fils plus fins d'une qualité plus uniforme. En outre, en vertu du moindre patinage entre les fibres d'enveloppe et la surface des tambours d'as- piration, on peut obtenir de plus grandes vitesses de sortie. -3- Pour éviter que certaines fibres ne puissent être retirées de la région de formation de fil, il ne doit pas se produire d'accrochage entre la surface des tambours d'aspira- tion et les fibres d'enveloppe. Par suite. la structure fine de la surface ne peut présenter qu'une profondeur maximale de rugosité déterminée qui dépend du diamètre, du poids, de la nature de la surface et de la longueur des fibres d'enveloppe et avec les plus grandes profondeurs de rugosité comprises dans la gamme permise, il faut viser à des formes de profil sans arêtes ni pointes particulières. Toutefois, il ne faut pas que la profondeur de rugosité perturbe le guidage régulier du fil dans la région de coin. Par suite, la profondeur de rugosité doit rester limitée compte tenu du diamètre du fil. Si la profondeur de rugosité reste inférieure à la moitié du diamètre du fil, la rugosité de la surface des tambours n'a pas d'effets perturbateurs sur le guidage du fil ni sur la stabilité de la ligne de formation de fil. Etant donné que c'est la rugosité particulière de la surface des tambours d'aspiration qui a son importance, le mode de fabrication de ces surfaces rugueuses ne joue en lui-même aucun rôle si les conditions décrites quant à la structure fine et à la profondeur de rugosité sont remplies. Par suite, pour atteindre la rugosité désirée, on peut traiter les surfaces mécaniquement ou chimiquement, par exemple par gaufrage, sablage ou corrosion. En outre, on peut aussi appli- quer un revêtement ayant un grain approprié. On obtient des conditions particulièrement bonnes si la profondeur de rugosité correspond au maximun à un quart du diamètre du fil ou au maximum à cinq fois le diamètre des fibres d'enveloppe. L'harmonisation avec le diamètre des fibres d'enveloppe permet d'éviter que certaines fibres d'enveloppe ne soient transportées hors de la région de formation du fil par la surface des tambours d'aspiration. Les rapports de dimensions indiqués se référant dans chaque cas au fil le plus grossier que l'on puisse fabriquer sur un appareil donné. Il est vrai que l'on connaît (DE-OS 2 810 184) des tambours d'aspiration à surface structurée mais ces sur- -4- faces forment des saillies de forme hélicoïdale dont l'épaisseur dépasse le diamètre du fil de sorte que les saillies des deux tambours d'aspiration engrènent entre elles et exercent sur le fil à fabriquer une action de transport en direction axiale. Bien entendu, avec de tels tambours d'aspiration, on ne peut pas obtenir l'effet selon l'invention. Etant donné que la position de la mèche ou du fil dans la région de coin contribue a déterminer la dureté du fil - les fibres d'enveloppe s'enroulent d'autant plus fermement autour de la mèche que celle-ci est attirée plus profondément dans la région de coin - la dureté du fil peut aussi être réglée de cette manière. A cet effet, antérieurement, on réglait en conséquence la force d'aspiration exercée sur le fil par les zones d'aspiration et qui attire le fil dans la région de coin rétrécie entre les tambours d'aspiration. Tou- tefois, les surfaces rugueuses ont pour rôle de diminuer l'in- fluence de la force d'aspiration et c'est pourquoi, pour régler la dureté du fil, on propose que le tambour d'aspiration tour-. nant vers la région de coin puisse être entraîné à une vitesse circonférentielle inférieure de 3 à 20 % à celle de l'autre tambour qui tourne en sortant de la région de coin. Etant donné que dans la région de coin entre les tambours d'aspiration le fil subit d'une part les forces d'as- piration qui l'attirent dans l'espacement rétréci entre les tambours et que d'autre part les forces d'entraînement dues au frottement agissent par la surface des tambours, les forces d'entraînement du tambour d'aspiration qui tourne vers la région de coin déplaçant le fil vers l'intérieur de la région de coin dans le sens des forces d'aspiration tandis que le tambour qui tourne en sortant de la région de coin tend à retirer le fil de la région de coin contre les forces d'aspiration, la force résultante qui attire le fil dans la région de coin peut être influencée grâce à des vitesses cir- conférentielles différentes des deux tambours d'aspiration. En effet, étant donné le couple plus ou moins grand qui en résulte, des vitesses circonférentielles plus ou moins grandes conduisent à des forces d'entraînement plus ou moins grandes. - 2474540 Donc, plus le tambour d'aspiration tournant vers la région de coin se meut lentement, plus la force résultante attirant le fil dans la région de coin devient petite et plus les fibres d'enveloppe s'enroulent lâchement autour de la mèche. Par contre, plus le tambour d'aspiration tournant vers la région de coin est entrainé rapidement, plus l'enveloppement devient ferme. Il est apparu que si le tambour d'aspiration tournant vers la région de coin a une vitesse circonférentielle inférieure de 3 à 20 %, on peut obtenir toutes les duretés possibles du fil. Toutefois, la différence usuelle de vitesse circonférentielle des deux tambours d'aspiration sera de 5 à 10 % car c'est dans cette gamme de différence qu'est assurée la souplesse généralement désirée du fil. Si, selon un développement de l'invention, on rend réglable la vitesse de rotation du tambour d'aspiration qui tourne vers la région de coin, on peut fabriquer des fils différents avec un même appareil, sans conversion. Toutefois, en pratique, on a surtout besoin d'appareils orientés sur un fil déterminé. Une autre possibilité d'assurer une position désirée du fil au sein de la région de coin entre les tambours d'aspi- ration consiste à donner à la surface du tambour d'aspiration qui tourne vers la région de coin une structure fine différente de la structure fine de l'autre surface de tambour, tournant en sortant de la région de coin, de manière à diminuer dans une mesure atteignant 30 % la force d'entraînement exercée sur les fibres d'enveloppe. Etant donné que dans la région de coin entre les tambours d'aspiration le fil subit d'une part les forces d'as- piration qui l'attirent dans l'espacement rétréci entre les tambours d'aspiration et d'autre part les forces d'entraînement par frottement de la surface des tambours, la force résultante qui attire le fil dans la région de coin peut être commandée par le rapport des forces d'entraînement agissant en sens opposé sur le fil. Les autres conditions étant données, les forces d'entraînement dépendent exclusivement de la coopération par frottement entre la surface des tambours et les fibres d'en- veloppe de sorte qu'en agissant sur la structure fine de la surface du tambour d'aspiration qui tourne vers la région de coin, on peut déterminer également la position du fil dans la région de coin. En vertu de la diminution des forces d'en- traînement par la surface du tambour d'aspiration qui tourne vers la région de coin, on peut, avec une force d'aspiration favorable à la poussée des fibres d'enveloppe contre la surface du tambour, limiter la force résultante qui attire le fil dans la région de coin, On peut certainement influencer les forces de frottement de la façon désirée en agissant sur la forme de profil de la structure fine. Toutefois, on obtient des conditions particulièrement simpleslorsque la profondeur de rugosité de la surface du tambour qui tourne vers la région de coin est convenablement inférieure à celle de l'autre surface de tambour, qui tourne en sortant de la région de coin. Afin que l'effet de torsion puisse être utilisé avantageusement pour les fibres d'enveloppe, il faut bien entendu que l'on puisse, par la surface du tambour qui tourne vers la région de coin, appliquer encore aux fibres d'enve-. loppe-une force d'entraînement suffisante. La diminution des forces d'entraînement, assurée par l'influence exercée sur la structure fine de cette surface, ne doit donc pas dépasser une certaine mesure. Il est apparu que lorsque les forces d'entraînement diminuent de 30 % au maximum relativement à celles qui sont exercées par la surface qui tourne en sortant de la région de coin, toutes les conditions peuvent encore être satisfaites. Un exemple d'exécution de l'objet de l'invention est représenté sous forme simplifiée par les dessins sur lesquels: la figure 1 montre en élévation latérale un appareil pour la fabrication d'un fil selon l'invention la figure 2 est une coupe verticale de cet appareil à plus grande échelle; la figure 3 un plan à plus grande échelle de la surface d'un tambour d'aspiration et -7- la figure 4 une coupe de la paroi latérale d'un tambour d'aspiration, à échelle encore plus grande que sur la figure 3. Selon la figure 1, entre un banc d'étirage 1 formé de plusieurs paires de cylindres et dont la vitesse circonfé- rentielle des cylindres augmente de l'arrivée au départ et une sortie à cylindres 2 sont disposés deux tambours d'aspiration parallèles 3, étroitement juxtaposés, tournant dans le même sens, présentant chacun un agencement intérieur d'aspiration 4. Les agencements intérieurs d'aspiration 4 forment, dans la région de coin entre les tambours d'aspiration, des zones d'aspiration tournées l'une vers l'autre qui attirent la mèche étirée 5 dans la région de coin et assurent en même temps l'ap- plication du fil sur les deux surfaces de tambour. Au-dessus des deux tambours d'aspiration 3 est prévu un autre banc d'étirage à cylindres 6 dont la sortie, formée par la paire de cylindres de sortie 7, est située au- dessus de la région de coin entre les deux tambours 3. Ainsi, à la mèche étirée 5, on peut amener par le banc d'étirage 6 des fibres d'enveloppe sous la forme de mèches étirées et les fibres d'enveloppe rendues parallèles et séparées nar l'éti- rage fixent la torsion de la mèche 5 en l'enveloppant. La tor- sion de la mèche étirée 5 est assurée par deux anneaux 9 for- més par les tambours d'aspiration 3 et munis d'un revêtement de friction 10. Etant donné qu'au moins une partie des anneaux 9 est perméable à l'air et raccordée aux agencements intérieurs d'aspiration 4, la mèche 5 venant du banc d'étirage 1 est at- tirée dans le coin entre les deux anneaux 9 et pressée contre le revêtement de friction des deux anneaux de sorte que même à de grandes vitesses de sortie, la mèche 5 ne peut pas s'é- carter des anneaux 9. Par suite, on arrive à tordre sûrement et uniformément la mèche avant l'application des fibres d'en- veloppe. Pour pouvoir assurer un bon enveloppement uniforme de la mèche 5 par les fibres d'enveloppe, les surfaces lia et Ilb des tambours d'aspiration 3 sont rugueuses. Les surfaces rugueuses favorisent l'extraction des fibres d'enveloppe hors de la région de formation du fil lorsque les fibres d'envelop- pe arrivent sur les tambours d'aspiration hors des zones d'as- piration. Cela est empêché par un canal de guidage 12 disposé entre la paire de cylindres de sortie 7 du banc d'étirage 6 et les tambours d'aspiration 3. Etant donné que ce canal de guidage 12 débouche dans la région des zones d'aspiration, les fibres d'enveloppe séparées sortant du canal de guidage sont immédiatement soumises à l'influence de la force de retenue due - au courant d'aspiration et par conséquent, elles ne peuvent pas être retirées avec la surface llb du tambour d'aspiration qui tourne en sortant de la région de coin. Il faut toutefois comme condition préalable que les surfaces lia et llb présentent une-structure fine qui empêche l'accrochage des différentes fibres d'enveloppe. C'est pourquoi il ne doit pas exister de pointes saillantes ni de dépouilles. Comme le montrent les figures 3 et 4, des rainures entrecroisées à section triangulaire 13, avec les troncs de pyramide carrés subsistant entre ces rainures 13, peuvent remplir avantageusement ces conditions. Les rainures, interrompues seulement par les trous d'aspiration 14, font un angle de 450 avec les génératrices des tambours d'aspiration. Si la profondeur des rainures 13 est d'environ 150 m, on peut tenir compte des fils usuels. On peut ou non maintenir constante la structure fine de la surface Il des tambours d'aspiration sur leur extension axiale, selon qu'il y a lieu non d'effectuer encore, dans la région axiale 13 des tambours d'asp;- ation qui fait suite au canal de guidage 12, un traitement spécial, par exemple un lissage du fil. En pareil cas, une rugosité plus fine dans la région de traitement 15 pourrait entraîner des avantages. Pour fixer de façon avantageuse la ligne de formation du fil dans la région de coin, les surfaces lia et llb des tambours sont différentes quant à leur structure fine et plus précisément, la surface lia qui tourne vers la région de coin présente, relativement à la surface llb qui sort de la région de coin, une structure fine aboutissant à une moindre force d'en- trainement des fibres d'enveloppe. Cela est obtenu le plus simple- ment, avec une structure fine par ailleurs similaire, grâce à une -9 profondeur de rugosité réduite en conséquence. Ainsi qu'il est apparu dans la pratique, en modifiant convenablement la stru- ture fine de la surface du tambour d'aspiration qui tourne vers la région de coin de manière à diminuer de 30 % les forces d'en- trainement, on peut obtenir des fils uniformes et souples,avec un enveloppementcomparables par les fibres d'enveloppe. En simplifiant davantage les rapports effectifs. pour obtenir une diminution appropriée de la force d'entraînement, on a diminué du pourcentage voulu la profondeur de rugosité de la surface lia qui tourne vers la région de coin, avec une forme de profil pratiquement inchangée, comme indiqué en trait mixte sur la figure 4. Grâce aux surfaces rugueuses des tambours d'as- piration 3, la force d'entraînement entre les tambours d'as- piration et les fibres d'enveloppe est accrue. Par suite, ces forces d'entraînement se font sentir aussi plus fortement en ce qui concerne les rapports de forces globaux, ce dont on peut également tirer parti pour maintenir une position dé- terminée du fil dans la région de coin. En effet, le tambour d'aspiration qui tourne vers la région de coin favorise l'action du courant d'aspiration qui attire le fil dans la région de coin rétrécie de sorte que pour une différence appropriée de vites- se circonférentielle des deux tambours d'aspiration, on peut régler la force résultante qui attire le fil dans le coin en agissant sur la vitesse circonférentielle du tambour d'aspi- ration qui tourne vers la région de coin. Plus le fil pénètre profondément dans le coin rétréci, plus les fibres d'enveloppe s'enroulent fermement autour de la mèche étirée 5 et plus le fil devient dur. Aisni qu'il est apparu, une vitesse circon- férentielle inférieure de 5 à 10 % pour le tambour qui tourne vers la région de coin tient compte de toutes les exigences usuelles concernant la dureté du fil. Pour obtenir des fils particulièrement durs ou particulièrement souples, on peut ramener la différence de vitesse à 3 % ou la porter à 20 %. A cet effet, la vitesse de rotation du tambour d'aspiration 3 qui tourne vers la région de coin peut être réglable, par exemple par le moteur d'entraînement 16 qui agit sur le - 10 - tambour d'aspiration corresoondant par l'intermédiaire d'une - transmission à courroie 17. Toutefois, avec une autre construc- tion, on pourrait faire varier la démultiplication de l'entra;- nement. - il - REVENDICATIONS 2474540 1. Appareil de fabrication d'un fil, comportant deux tambours d'aspiration étroitement rapprochés tournant dans le même sens, dont la région de coin, présentant les zones d'aspiration, est parcourue par une mèche étirée fournie d'un côté frontal des tambours par un banc d'étirage et conduite à une sortie de l'autre côté frontal des tambours, ainsi qu'un canal de guidage s'avan- çant dans la région de coin entre les tambours d'aspiration, dé- bouchant dans la région des zones d'aspiration et servant à amener des fils d'enveloppe séparés destinés à la mèche, appareil caractérisé par le fait que la surface (11) des tambours d'as- piration (3) est rugueuse et présente une structure fine empê- chant un accrochage des différentes fibres d'enveloppe, avec une profondeur de rugosité correspondant au maximum à la moitié du diamètre du fil. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la profondeur de rugosité correspond au maximum à un quart du diamètre du fil ou au maximum à cinq fois le diamètre des fibres d'enveloppe. 3. Appareil selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que le tambour d'aspiration (3) qui tourne vers la région de coin peut être entraîné à une vitesse circonférentielle inférieure de 3 à 30 % à celle de l'autre tambour (3) qui tourne en sortant de la région de coin. 4. Appareil selon la revendication 3,caractérisé par la fait que la vitesse circonférentielle du tambour d'aspiration (3) qui tourne vers la région de coin est inférieure de 5 à 10 % à celle du tambour (3) qui tourne en sortant de la zone de coin. 5. Appareil selon l'une des revendications 3 et 4, caractérisé par le fait que la vitesse de rotation du tambour d'aspiration (3) qui tourne vers la région de coin est réglable. 6. Appareil selon l'une des revendication 1 à 5, caractérisé par le fait que la structure fine de la surface (11) du tambour d'aspiration qui tourne vers la région de coin est différente de la structure fine de l'autre surface de tambour (llb), tournant en sortant de la région de coin, de manière à diminuer dans une mesure atteignant 30 % la force d'entraînement exercée sur les fibres d'enveloppe. - 12 - 7 7. Appareil selon la revendication 6, caractérisé par le fait que la profondeur de rugosité de la surface (lia) du tambour d'aspiration qui tourne vers la région de coin est convenablement inférieure à celle de la surface (llb) du tambour d'aspiration qui tourne en sortant de région de coin.