Brevet FR2527651A1 — publié le 19831202

L'invention concerne un procédé et un dispositif pour renforcer la pilosité et le gonflant ou "voluminosité" d'un fil dévidé en continu du rotor d'un métier à filer à fibres libérées à rotor à travers une bague de changement de direc- tion disposée concentriquement à l'axe de rotation du rotor, à peu près parallèlement à l'axe de rotation du rotor. Les fils produits sur les métiers à filer à fibres libé- rées à rotor se distinguent des fils produits sur les métiers à filer à anneaux par le fait qu'ils présentent une pilosité et un gonflant très inférieurs Ceci est un avantage pour de nombreux produits textiles, par exemple pour les produits tis- sés. Au contraire, dans le cas des tissus tricotés ou au cro- chet, on exige du produit un toucher plus doux adapté à l'ap- plication considérée Ce toucher doux ne peut pas être obtenu aussi bien avec le fil de rotor qu'avec le fil de métier à an- neaux. L'invention a pour but de produire sur un métier à filer à fibres libérées à rotor un fil qui possède une pilosité et un gonflant analogues à ceux d'un fil produit sur un métier à filer à anneaux Par ailleurs le "toucher" du produit fini doit être comparable à celui d'un produit fabriqué à partir de file s au métier à anneaux. Selon l'invention, ce problème est résolu par un procé- dé du type précité, caractérisé par le fait qu'on impose au fil la formation d'un ballon pendant ou après la suppression de sa fausse torsion résultant de son changement de direction, b) le fil étant alors mis en contact avec un grand nombre d'é- léments de perturbation du ballon répartis en une couronne; c) et le diamètre du ballon de fil étant soumis à des alter- nances multiples à chaque tour du ballon. Selon une autre caractéristique de l'invention la vites- se circonférentielle du ballon de fil est modifiée brusquement plusieurs fois à chaque tour du ballon. Selon une autre caractéristique de l'invention, au cours de la formation du ballon, et selon une alternance continuel- le, le fil est constamment amené en alternance au moins jus- qu'à proximité de l'axe du ballon puis repoussé jusqu'au bord extrême extérieur du ballon Le dispositif selon l'invention pour la mise en oeuvre du procédé est caractérisé en ce que a) la bague de renvoi ou de changement de direction est solidaire d'un organe de guidage du ballon de fil et b) l'organe de gui- dage du ballon de fil présente des éléments de perturbations du ballon répartis en une couronne. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'organe de guidage du ballon de fil est constitué par un élément rap- porté tubulaire placé dans une vis d'extraction du fil qui ren- ferme la bague de changement de direction. Selon une autre caractéristique de l'invention, il est prévu, entre les éléments de perturbation du ballon, des évi- dements qui déterminent le diamètre maximum du ballon et for- ment des emplacements de repos d'une durée limitée pour le fil. Selon une autre caractéristique de l'invention, le dia- mètre intérieur de la bague de changement de direction est périeur à la distance d'écartement mutuel des éléments de turbation du ballon qui se font face. Le fil déjà produit en soi est soumis à un traitement di Ls térieur mais de telle manière que ce traitement se produise encore à l'intérieur du groupe de filage intéressé, avant que le fil ne soit extrait à travers un tube d'extraction ou dûun autre dispositif analogue à l-aide de rouleaux d'extraction. Sous l'action de la bague de renvoi le fil subit une fausse torsion qui favorise l obtention d'une rotation mais qui disparaît à nouveau dans la réaion de la bague de renvoi. Pendant ou après la disparition de cette fausse torsion, et selon l'invention, le fil est contraint de former un ballon de fil Ceci peut se produire de différentes façons Par exemple, la formation du ballon peut être déterminée par le fait que le fil est projeté en cercle par la force centrifuge Toutefois, le ballon peut encore être excité par des éléments de pertur- bations du ballon avec lesquels le fil peut être mis en con- tact en aval de la bague de renvoi Ces éléments de perturba- tion du ballon sont agencés de manière à être répartis en cou- ronne autour du fil Le diamètre du ballon de fil et, éven- tuellement, également sa vitesse périphérique sont soumis à plusieurs alternances à chaque tour, par le fait que le fil reste brièvement accroché sur les éléments de perturbation du ballon La vitesse d'extraction du fil reste la même Les éléments de perturbation du ballon sont avantageusement agen- cés de manière que la vitesse périphérique du ballon de fil soit modifiée brusquement plusieurs fois à chaque tour du bal- lon Le ballon de fil est freiné pendant un temps limité, jus- qu'à ce qu'il soit à nouveau accéléré brusquement parce que le fil quitte un élément de perturbation Le ballon de fil se trouve dans une certaine mesure dans un état d'oscillation commandé et dans un état alternatif commandé d'accrochage sur les éléments de perturbation et de dégagement de ces éléments. Il est particulièrement avantageux que, au cours de la forma- tion du ballon, le fil soit amené à proximité de l'axe du bal- lon puis ramené au bord extrême extérieur du ballon en une al- ternance continuelle. Le ballon de fil se trouve en oscillation constante très rapide parce que le rotor et, avec lui, le fil, tournent à une vitesse d'environ 40 000 à 60 000 tours par minute ou même plus. Le résultat obtenu est la formation de la pilosité et du gonflant désirés du fil Il se détache du fil des extrémités et boucles de fibres qui font ensuite saillie sur le fil et donnent au fil l'aspect pelucheux connu du fil filé au métier à anneaux. Ce post-traitement du fil se produit étonnamment sans augmentation supplémentaire de la tension du fil Ceci stex- plique par le fait que la force de retenue du fil, qui prove- nait précédemment de l'extrémité ouverte du fil et de la bague de renvoi, trouve maintenant son origine dans l'organe de gui- dage du ballon de fil selon l'invention La tension du fil en- tre le dispositif d'extraction du fil et l'organe de guidage du ballon de fil n'est donc pas supérieure à ce que la tension du fil était antérieurement entre le dispositif d'extraction du fil et la bague de renvoi Toutefois, en outre, entre la bague de renvoi ou l'extrémité ouverte et l'organe de guidage du ballon de fil, la tension du fil n'est manifestement pas supérieure à la tension existant entre l'organe de guidage de ballon de fil et le dispositif d'extraction. L'organe de guidage du ballon de fil est avantageusement réalisé sous la forme d'un élément tubulaire rapporté dans une vis d'extraction du fil qui contient la bague de renvoi De cette façon, on obtient un petit groupe entièrement interchan- geable qui peut facilement être échangé en cas de variations des conditions de filage. Le post-traitement désiré du fil est favorisé par le fait que l'axe longitudinal de l'organe de guidage du ballon de fil coïncide avec l'axe de rotation du rotor On obtient alors des conditions de symétrie et on n'a plus à craindre d'irrégularités de post-traitement du fil. Selon une autre caractéristique de l'invention, les or- ganes de perturbation du ballon sont constitués par des sail- lies dirigées vers l'axe longitudinal Ces protubérances peu- vent être orientées radialement mais également tangentielle- ment à l'axe longitudinal Les extrémités ou pointes de ces saillies définissent le diamètre minimum du ballon de fil Le diamètre maximum du ballon de fil est avantageusement défini par le fait que des évidements sont disposés entre les élé- ments de perturbation du ballon On a constaté en service que le fil saute dans l'un de ces évidements puis dans un autre évidement ou sur un élément de perturbation puis à nouveau dans un évidement, toujours en cercle, cependant qu'il s'é- carte de préférence jusqu'à l'axe central de l'organe d'ex- traction du fil, c'est-à-dire que le diamètre du ballon de fil passe par zéro. L'ensemble des saillies et des évidements possède de préférence la forme d'une roue dentée à denture intérieure. Les pointes des saillies et les fonds des évidements sont con- tenus respectivement dans deux surfaces cylindriques fictives. Les diamètres des surfaces cylindriques sont de préférence dans un rapport de 1:3 à 2:3 Naturellement, les évidements doivent être suffisamment larges pour que le fil y trouve pla- ce Toutefois, ils n'ont pas à être beaucoup plus larges. On obtient également un bon résultat au sens de l'inven- tion lorsque le diamètre intérieur de la bague de renvoi est légèrement plus grand que la distance d'écartement mutuelle des éléments de perturbation du ballon qui se font face Se- lon les conditions de filage, on obtient encore un meilleur résultat lorsque les pointes des saillies se trouvent sur un cercle de diamètre intérieur au diamètre intérieur et lorsque les fonds des évidements se trouvent sur un cercle de diamètre supérieur au diamètre inférieur de la bague de renvoi Le ré- sultat avantageux est obtenu en particulier lorsque le ballon de fil a la possibilité de se former immédiatement en aval de la bague de renvoi. Afin d'obtenir des conditions symétriques pour l'extrac- tion du fil, il est également proposé par ailleurs de disposer à la suite de l'organe de guidage du ballon de fil, dans le sens de l'extraction du fil, un dispositif de centrage du fil qui permet une extraction centrée du fil Ceci est particu- lièrement avantageux lorsque la suite de l'extraction du fil s'écarte latéralement-de l'axe de rotation du rotor, c'est-à- dire que le dispositif d'extraction du fil ne se trouve plus sur l'axe du rotor Le dispositif de centrage du fil n'a donc pas à former un passage étranglé pour le fil; il suffit par exemple de munir le petit tube d'extraction du fil d'un coude de manière que sa surface interne dirigée vers le c 8 té d'ex- traction atteigne le prolongement de l'axe longitudinal de l'or- gane de guidage du ballon de fil. L'avantage principal de l'invention consiste dans la large satisfaction du souhait d'obtenir un fil filé à fibres libérées qui soit comparable à un fil de métier à anneaux par son aspect et son toucher. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ap- paraîtront au cours de la description qui va suivre Aux des- sins annexés, donnés uniquement à titre d'exemples, non limi- tatifs: la Fig 1 est une coupe longitudinale d'un premier dis- positif selon l'invention; la Fig 2 est une coupe transversale d'un organe de guidage du ballon de fil correspondant; la Fig 3 est une coupe longitudinale d'un deuxième dispositif selon l'invention; la Fig 4 est Eurpe transversale de l'organe de guidage du ballon de fil correspondant; la Fig 5 est une coupe longitudinale d'un troisièlre dispositif selon l'invention; la Fig 6 est une coupe longitudinale d'un autre dis- positif selon l'invention; la Fig 7 est une vue de dessus du dispositif selon la Fig 6; la Fig 8 est une vue de l'organe de guidage du bal- lon de fil du dispositif selon la Fig 6. Dans le premier exemple de réalisation de l'invention, on a représenté selon la Fig 1 un rotor 1 appartenant à un métier à filer à fibres libérées à rotor dont on n'a pas re- présenté les autres éléments, ce rotor étant alimenté en fils propres au filage par un tube 2 d'acheminement des fibres Le rotor 1 est fermé sur le côté extérieur par un couvercle 3. Le fil filé 4 se forme dans la gorge de filage 5 pendant la rotation du rotor 1 autour de son axe de rotation 6 Le fil est continuellement extrait, à travers une bague de renvoi ou de changement de direction 7 disposée concentriquement à l'axe de rotation du rotor, et avec une direction d'extraction ap- proximativement parallèle à l'axe de rotation du rotor Le dispositif d'extraction nécessaire pour cela est composé d'une paire de rouleaux qui n'est pas représentée sur la Fig 1. La bague de renvoi 7 est reliée à un organe 9 de guidage du ballon de fil par un manchon commun S A l'organe 9 de gui- dage du ballon de fil fait suite un tube 10 d'extraction du fil Ce tube 10 d'extraction du fil est dirigé obliquement vers le haut et, à son extrémité inférieure il forme un dispo- sitif 11 de centrage du fil Le dispositif 11 de centrage du fil consiste dans le fait que l'extrémité inférieure du tube d'extraction du fil présente un coude dirigé vers le bas, suffisamment prononcé pour que la surface interne du tube 10 d'extraction du fil s'abaisse jusqu'à l'axe longitudinal 6 ' de l'organe 9 de guidage du ballon de fil L'axe longitudinal 6 ' de l'organe 9 de guidage du ballon de fil coïncide avec l'axe de rotation 6 du rotor. I.'ortgrp Q de guidage du ballon de fil présente des élé- ments 12 de perturbation du ballon qui sont répartis en cou- ronne, la Fig 1 montre que les éléments 12 de perturbation du ballon sont disposés dans le tiers central de l'organe 9 de guidage de ballon de fil. La Fig 2 montre une coupe de l'organe de guidage 9 du ballon de fil L'organe 9 est constitué par un élément rappor- té tubulaire qui se trouve dans le manchon 8 La Fig 2 mon- tre qu'il est prévu au total douze éléments de perturbation du ballon qui forment ici des saillies 12 dirigées vers l'axe longitudinal 6 ' Entre les éléments 12 de perturbation du bal- lon, sont disposés des évidements 13 qui déterminent le dia- mètre maximum du ballon et forment des positions d'arrêt d'une durée limitée pour le fil 4 Sur la Fig 2, on peut voir que l'ensemble des saillies 12 et des évidements 13 présente la forme d'une roue dentée à denture intérieure Les pointes des saillies et les fonds des évidements se trouvent, respective- ment dans des surfaces cylindriques fictives Des indications plus précises seront données dans la suite sur ce sujet. Sur la Fig 1, on peut également voir que le diamètre intérieur de la bague de renvoi 7 est supérieur à la distance d'écartement mutuel des éléments 12 de perturbation de fil qui se font face Les pointes des saillies se trouvent donc sur un cercle de diamètre inférieur au diamètre intérieur de la bague de renvoi 7 Au contraire, les fonds des évidements 13 se trouvent sur un cercle de diamètre supérieur au diamètre intérieur de la bague de renvoi 7 Dans cet exemple de réali- sation, la bague de renvoi 7 présente un prolongement en forme de buse dans le sens de l'extraction du fil. Pendant le processus de filage, le fil 4 forme un ballon de fil 14 en aval de la bague de renvoi 7, à l'intérieur de l'organe 9 de guidage du ballon de fil, en un point o il a déjà largement perdu sa fausse torsion Ici, aussi bien la sur- face circonférentielle que le diamèëtre du ballon de fil subis- sent de multiples changements à chaque tour du ballon Ceci est assuré par les organes 12 de perturbation du ballon Par exemple, le fil prend brièvement une position d'arrêt dans l-in évidement 13 quelconque Ceci se produit brusquement La vi- tesse périphérique du ballon de fil est nulle pendant un temps court Toutefois étant donné que l'extrémité ouverte 15 du fil 4 continue à être entraînée en rotation, le fil s'échappe de - la position d'arrêt qu'il a trouvée et, dans ce mouvement, par- vient à proximitéde l'axe longitudinal 6 ' et retombe dans un autre évidement, dans une position d'arrêt temporaire Le ré- sultat du mouvement constant du fil-et du fait que le fil heur- te alternativement les éléments 12 de perburbation du ballon, est l'obtention de l'effet désiré de pilosité et de gonflant ou "voluminosité" du fil. Dans le deuxième exemple de réalisation de l'invention, représenté sur les Fig 3 et 4, la seule différence est que l'organe 16 de guidage du ballon de fil est d'une configura- tion différente de celle du premier exemple de réalisation. L,'organe 16 de guidage du ballon de fil est ici de forme tu- bulaire Ses organes 17 de perturbation du ballon se trouvent au tiers central de sa longueur Les organes de perturbation du ballon sont composés de saillies distinctes présentées sous la forme de tiges qui sont disposées en quatre rangées réparties uniformément sur la périphérie Les extrémités de ces saillies se trouvent ici également sur un cercle de dia- mètre inférieur au diamètre intérieur de la bague de renvoi 7. Entre les saillies en forme de tiges, sont formés des évide- ments 18 qui s'enfoncent jusqu'à la surface interne tubulaire de l'organe 16 de guidage du ballon de fil La Fig 3 montre que les fonds de ces évidements 18 se trouvent sur un cercle de diamètre supérieur au diamètre intérieur de la bague de renvoi 7. Dans le troisième exemple de réalisation de l'invention, représenté sur la Fig 5, l'organe 19 de guidage de ballon de fil qui s'y trouve est réalisé sous la forme d'un élément rap- porté tubulaire logé dans une vis 21 d'extraction dueil qui enferme la bague de renvoi 20 L'organe 19 de guidage du bal- lon de fil présente sur toute sa longueur des organes 22 de per- turbation du ballon de fil qui sont répartis uniformément sur sa circonférence Les extrémités des organes 22 de perturba- tion du ballon se trouvent ici également sur une surface cy- lindrique fictive dont le diamètre est plus petit que le dia- mètre intérieur de la bague de renvoi 20 L'organe 19 de gui- dage du ballon de fil est collé dans un perçage correspondant de la vis 21 d'extraction du fil La bague de renvoi 20 est également collée dans un évidement ajusté de la bague 21 d'ex- traction du fil Pour faciliter le changement, la bague 21 d'extraction du fil est munie d'un filetage extérieur 23 De ce fait, elle peut être, par exemple, vissée dans un manchon qui est solidaire d'un couvercle-qui ferme le rotor. Dans le dernier exemple de réalisation de l'invention, représenté sur les Fig 6 à 8, l'organe 24 de guidage du bal- lon de fil qui y est prévu est également constitué par un or- gane rapports tubulaire agencé dans une vis 26 d'extraction du fil qui renferme une bague de renvoi 25. La vis 26 d'extraction du fil possède une tête à six pans 27 qui présente un évidement destiné à recevoir la bague de renvoi 25 La vis présente un trou fileté central 28 desti- né à recevoir l'organe 24 de guidage du ballon de fil qui est lui-même muni d'un filetage extérieur La bague de renvoi 25 est réalisée en porcelaine et elle est collée dans la vis 26 d'extraction du fil. L'organe 24 de guidage du ballon de fil représenté par une vue en perspective sur la Fig 8 présente des éléments 29 de perturbation du ballon qui sont réparties en une couronne. Il est prévu huit organes de perturbation du ballon de fil de même type, qui s'étendent sur toute la longueur de l'organe de guidage 24 du ballon de fil Les éléments 29 de perturba- tion du ballon son': i a 9 ale ent constitués par des saillies dirigées vers l'axe longitudinal 6 ' de l'organe de guidage 2 '4 du ballon de fil Entre les éléments 29 de perturbation du ballon, sont disposés des évidements 30, qui déterminent le diamètre mayimum du ballon et forment des positions d'arrte d'une durée limitée pou 'Ie _ 1 Lensemble de saillies:ei - videments a ici égcalement la forme d'une roue dentée à dentu-i: intérieure et à flancs parallèles. La Fig 8 montre clairement que les extrémités des sailt lies se trouvent dans une m&me surface cylindrique fictive e que, également, les fonds des évidements se trouvent dans une surface cylindrique fictive La surface cylindrique dans la- quelle se trouvent les extrémités des saillies ou des éléments 29 de perturbation du ballon possède le diamètre d et la sur- face cylindrique dans laquelle se trouvent les fonds des évi- dements possède le diamètre D Les diamètres des surfaces cy- lindriques précitées sont entre eux dans le rapport de 1:3, c'est-à-dire que le diamètre D est trois fois plus grand que le diamètre d Par ailleurs, le diamètre intérieur de la bague de renvoi 25 est plus grand que la distance d'écartement mutuel des éléments 29 de perturbation du ballon qui se font face. Les extrémités des évidements 30 se trouvent au contraire sur un cercle de diamètre supérieur au diamètre intérieur de la bague de renvoi 25. Les Fig 6 à 8 sont dessinées à une échelle-très agran- die En réalité, le diamètre d n'est que d'environ 1,5 mm tan- dis que le diamètre D est de 4,5 mm et que le diamètre inté- rieur de la bague de renvoi 25 est d'environ 2,5 mm. Du fait que l'organe 24 de guidage du ballon de fil est vissé dans le trou fileté 28 de la vis 26 d'extraction du fil et que, là, elle peut être bloquée, par exemple par collage à la colle thermodurcissable, on dispose de la possibilité de placer l'organe de guidage du ballon de fil à la distance la plus avantageuse de la bague de renvoi 25. Dans l'exemple de réalisation considéré, l'ensemble des saillies et des évidements des organes de perturbation du bal- lon est formé par enlèvement de matière par électro-érosion, en partant du diamètre d Toutefois, il est possible de former les évidements par un procédé de brochage, ou encore diappli- quer pour la fabrication de l'organe de guidage du ballon de fil un procédé de fonderie sous pression, de compression de métaux en poudre ou équivalents. R E V EN D I C A T I O N S 1 Procédé pour accroître la pilosité et le gonflant d'un fil continuellement extrait du rotor ( 1) d'un métier à filer à fibres libérées à rotor à travers une bague ( 7) de renvoi disnosée conricentriquement à l'axe de rotation du ro- tor ( 1), à peu près parallèlement à l'axe de rotation du ro- tor, caractérisé en ce qu'on impose au fil ( 4) la formation d'un ballon ( 14) pendant ou après la suppression de sa fausse torsion résultant de son changement de direction, b) le fil étant alors mis en contact avec un grand nombre d'éléments ( 12) de perturbation du ballon ( 14) répartis en une couronne; c) et le diamètre du ballon de fil 14 étant soumis à des alter- nances multiples à chaque tour du ballon. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la vitesse circonférentielle du ballon 14 de fil est modifiée brusquement plusieurs fois à chaque tour du ballon. 3 Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, carac- térisé en ce que, au cours de la formation du ballon ( 14) le fil ( 4) est constamment amené en alternance au moins jusqu'à proximité de l'axe du ballon puis repoussé au bord extrême ex- térieur du ballon. 4 Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon * l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que a) la bague de renvoi ou de changement de direction ( 7, 20, 25) est solidaire d'un organe ( 9, 16, 19, 24) de guidage du ballon de fil; b) l'organe ( 9, 16, 19, 24) de guidage du ballon de fil présente des éléments ( 12, 17, 22, 29) de per- turbation du ballon répartis en une couronne. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'organe ( 9, 16, 19, 24) de guidage du ballon de fil est constitué par un élément rapporté tubulaire placé dans une vis ( 21, 26) d'extraction du fil qui renferme la bague ( 20, 25) de changement de direction. 6 Dispositif selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que les éléments ( 12, 17, 22, 29) de pertur- bation du ballon de fil sont constitués par des saillies diri- gées vers l'axe longitudinal ( 6 '). 7 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce qu'ientre les éléments ( 12, 17, 22, 29) de perturbation du ballon, sont disposés des évidements ( 13, 18, 30) qui déterminent le diamètre maximum du ballon et qui forment des emplacements de repos d'une durée limitée pour le fil ( 4). 8 Dispositif selon l'une des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que les extrémités des saillies ( 12, 17, 29) et les extrémités des évidements ( 13, 18, 30) sont conte- nues respectivement dans deux surfaces cylindriques fictives, les diamètres des surfaces cylindriques étant, l'un par rap- port à l'autre, dans le rapport de 1:3 à 2:3. 9 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 8, caractérisé en ce que le diamètre intérieur de la ba- gue de changement de direction ( 7, 20, 25) est supérieur à la distance d'écartement mutuel des éléments ( 12, 17, 22, 29) de perturbation du ballon de fil qui se font face. Dispositif selon l'une quelconque des revendica- tions 4 à 9, caractérisé en ce qu'un dispositif ( 11) de cen- trage du fil, qui permet une extraction centrée du fil, fait suite à l'organe ( 9, 16) de guidage du ballon de fil, dans le sens de l'extraction du fil. 11 Dispositif selon l'une quelconque des revendica- tions 6 à 10, caractérisé en ce que les extrémités des sail- lies ( 12, 17, 22, 29) se trouvent tsur un cercle de diamètre inférieur au diamètre intérieur de la bague ( 7, 20, 25) de changement de direction du fil et en ce que les fonds des é- videments ( 13, 18, 30) se trouvent sur un cercle de diamètre supérieur au diamètre intérieur de la bague ( 7, 20, 25) de changement de direction du fil.