Brevet FR2567162A1 — publié le 19860110

La présente invention est relative à un appareil pour la fabrication d'un fil, formé d'un dispositif placé à la suite d'un banc d'étirage pour tordre une mèche de fibres étirée et l'entourer de fibres enveloppantes, ainsi que d'un dispositif d'amenée des fibres enveloppantes. Pour tordre une mèche de fibres étirée et pour entou- rer de fibres enveloppantes cette mèche de fibres, il est connu (brevet AT 361 814) de tirer la mèche de fibres étirée à tra- vers le coin de filage soumis à une aspiration entre deux tam- bours de filage étroitement juxtaposés tournant dans le même sens et d'amener à la mèche de fibres, transversalement à l'axe de la mèche, par l'intermédiaire du tambour de filage tournant vers l'intérieur du coin de filage, des fibres enveloppantes venant d'un banc d'étirage supplémentaire. A cet effet, ce tam- bour de filage est soumis en outre à une aspiration sur une ré- gion circonférentielle appropriée, de sorte que les fibres en- veloppantes sont amenées dans le coin de filage, sur la surface du tambour de filage, de façon guidée obligatoirement et sont enroulées autour de la mèche de fibres tordue. Il est vrai que l'alignement des fibres enveloppantes à l'aide d'un banc d'éti- rage et leur guidage obligatoire sur le tambour de filage tour- nant vers l'intérieur du coin de filage permettaient de s'at- tendre à un bon enroulement uniforme des fibres enveloppantes autour de la miche de fibres, mais l'effet réalisable restait inférieur aux prévisions, de sorte que l'on en est venu à in- troduire les fibres enveloppantes dans le coin de filage à l'é- tat librement flottant, ce qui, par suite des conditions d'é- coulement dans le coin de filage, crée d'autres problèmes. Le problème qui est à la base de l'invention est donc de créer un appareil pour la fabrication d'un fil qui soit de constitution simple et permette de tordre une mèche de fibres étirée et de l'entourer de fibres enveloppantes en respectant un angle de pas déterminé qui peut être prescrit. En partant d'un appareil de l'espèce décrite au dé- but, l'invention résout le problème posé par le fait que le dispositif servant a tordre la mèche de fibres étirée et à l'entourer de fibres enveloppantes est formé de deux corps de torsion coaxiaux disposes avec espacement entre eux et que le dispositif d'amenée est formé d'un anneau coaxial monté entre les corps de torsion et qui est soumis à une aspiration sur une région circonférentielle formant un parcours de transport pour les fibres enveloppantes et peut être entrainé dans le même sens que les corps de torsion, mais avec une vitesse circonfé- rentielle différente, et que la ligne de formation de fil, sur les surfaces des corps de torsion et de l'anneau s'étend, au moins essentiellement le long d'une hélice, enroulée dans le sens de rotation des corps de torsion, du corps de torsion si- tué du côté d'amenée au corps de torsion situé du côté de re- trait, en passant par l'anneau. Pour assurer une bonne torsion de la mèche de fibres étirée, il faut que la mèche de fibres, indépendamment de va- riations d'épaisseur, s'applique complètement sur au moins un corps de torsion. Cela est obtenu selon l'invention, contraire- ment au guidage de mèche connu dans le coin de filage entre deux tambours de filage tournant dans le même sens, par le fait que la mèche de fibres étirée est tirée non pas parallèlement à l'axe, mais le long d'une hélice sur la surface du corps de torsion. Etant donné que relativement au point d'amenée, la mèche de fibres est retirée des corps de torsion avec décalage angulaire, des contraintes de traction ayant une résultante ra- diale agissent en vertu de l'angle d'enlacement sur la miche de fibres, de sorte que la mèche de fibres est poussée contre la surface du corps de torsion. Les forces de frottement agissant dans la direction circonférentielle des corps de torsion don- nent naissance, par leur composante perpendiculaire à l'axe de la mèche, à un couple de torsion de la miche de fibres et, par leur composante dirigée suivant l'axe de la mèche, à une force de transport. Par conséquent, la mèche de fibres, par son gui- dage le long d'une hélice ou ligne similaire s'étendant dans le sens de rotation du corps de torsion, peut être tordue unifor- mément à la surface d'un corps de torsion, sans que l'on doive soumettre ce corps de torsion à une aspiration, ce qui non seu- lement diminue le besoin d'énergie, mais simplifie aussi nota- blement la fabrication du corps de torsion. Pour fixer la cohésion des fibres, obtenue par cette torsion, on entoure la mèche de fibres tordues au moyen de fibres enveloppantes qui sont amenées en passant par l'anneau soumis à une aspiration entre les deux corps de torsion. Les 3 2 2567162 fibres enveloppantes sont liées dans l'assemblage de fibres sous la dépendance du pas de la ligne de formation de fil, sous un angle d'inclinaison déterminé relativement à l'axe de la mèche, et elles sont enroulées autour de la mèche de fibres, et l'enveloppement de la mèche de. fibres, amorcé dans la région d'amenée des fibres enveloppantes, s'achève dans la région du corps de torsion situé du côté de retrait. Toutefois, pour entourer uniformément de fibres enve- loppantes la mèche de fibres étirée, une condition est que les fibres enveloppantes soient amenées à la mèche de fibres avec une vitesse adaptée à leur vitesse de mise en oeuvre. Etant. donné qu' cause du patinage inévitable la vitesse circonféren- tielle des corps de torsion est notablement plus grande que la vitesse circonférentielle de la mèche de fibres tordue, une vi- tesse de transport des fibres enveloppantes, adaptée à la vi- tesse circonférentielle des corps de torsion, perturberait la liaison uniforme des fibres enveloppantes dans l'assemblage de fibres. Pour cette raison, l'anneau est entraîné à une vitesse circonférentielle différente de celle des corps de torsion, adaptée à la vitesse de mise en oeuvre des fibres enveloppan- tes, et qui dépend de la vitesse circonférentielle de la mèche de fibres qui se tord et de la vitesse de retrait du fil. Plus la cohésion des différentes fibres enveloppantes est faible, plus la marge de tolérance de la vitesse circonfêrentielle de l'anneau est grande, Afin que dans la région de liaison des fibres enve- loppantes l'allure de la mèche de fibres et donc l'angle avec lequel les fibres enveloppantes s'enroulent autour de la mèche de fibres ne dépendent pas des rapports de forces momentanés dans cette région, entre l'anneau, destiné à l'amenée des fi- bres enveloppantes, et le corps de torsion, situé du côté de l'amenée, peut être prévu, pour la mèche de fibres, un guide qui empêche la mèche de fibres de s'écarter de l'allure prévue et assure, pour les fibres enveloppantes, un angle d'enroule- ment qui peut être prédéterminé par construction. On obtient des conditions de structure particulière- ment simple si le guide est formé d'un appendice, faisant sail- lie radialement, d'un anneau de réglage coaxial, entre le corps de torsion situé du côté de l'amenée et l'anneau destine à l'a- menée de fibres enveloppantes. Par un réglage de rotation de l'anneau de réglage, qui est fixe pendant le processus de fi- lage, on peut régler l'angle d'enroulement des fibres envelop- pantes parce que l'appendice faisant saillie radialement déter- mine l'allure de la mèche de fibres. Pour pouvoir amener uniformément la mèche de fibres étirée au corps de torsion situé du côté de l'amenée, avant ce corps de torsion peut être placé, du côté frontal, un anneau de transport de la mèche de fibres étirée, soumis à une aspiration sur une région circonférentielle et pouvant être entraîné. Par suite, la mèche de fibres étirée est amenée avec guidage obli- gatoire au corps de torsion situé du côté de l'amenée, ce qui exclut les irrégularités gênantes dans la région de l'amenée de la mèche. A l'extrémité du côté de sortie de la région circon- férentielle soumise à une aspiration, la mèche de fibres est alors déviée en direction du corps de torsion, de sorte que le point d'arrivée de la mèche de fibres au corps de torsion situé - du côté de l'amenée est fixé par construction. Ce point d'amenée peut, en outre, être déterminé par un rouleau presseur prévu à l'extrémité du côté de sortie de la région circonférentielle de l'anneau de transport, soumise à une aspiration, rouleau qui forme un point d'enserrement de la mèche de fibres. Avantageusement, l'anneau de transport de la mèche de fibres étirée peut présenter un entraînement séparé pour pou- voir amener la mèche de fibres au corps de torsion qui fait suite avec une vitesse déterminée tenant compte des conditions du cas d'espèce. Afin que la ligne de formation de fil soit aussi fi- xée du côté du retrait, il faut que le fil formé soit guidé de façon corresponante dans la région du corps de torsion situé du côté de sortie. Un tel guidage pourrait être obtenu au moyen d'un corps de guidage en forme d'oeillet ou de fourche ou par une direction déterminée de retrait du fil. Toutefois, il est possible aussi de faire en sorte que la partie de la ligne de formation de fil qui s'étend suivant une hélice se termine dans la région d'une zone d'aspiration du corps de torsion situé du côté du retrait, parce que les forces d'aspiration engendrent des forces de guidage correspondantes. Si le corps de torsion situé du côté de sortie forme, avec un corps de torsion supplémentaire à axe parallèle entraî- né dans le même sens, un coin de filage soumis à une aspira- tion, l'enroulement des fibres enveloppantes autour de la mèche de fibres, amorcé le long de l'allure hélicoïdale de la ligne de formation de fil, peut s'accomplir dans le coin de filage, le côté d'entrée du coin de filage constituant la partie héli- coïdale de la ligne de formation de fil. Etant donné qu'en principe il s'agit seulement de pousser la mèche de fibres, par l'application de contraintes de traction appropriées, contre la surface du corps de torsion, la seule exigence quant à la forme des corps de torsion, en vue de leur aptitude au fonctionnement, est qu'il ne doit pas se pro- duire de régions de courbure concaves le long de la ligne de formation de fil à allure hélicoïdale, afin d'éviter que la mèche de fibres ne s'écarte de la surface du corps de torsion. Des corps de révolution peuvent répondre à cette condition. Ce- pendant, on obtient les conditions de construction particuliè- rement simples si les corps de rotation et l'anneau destiné à l'amenée de fibres enveloppantes présentent une forme cylin- drique circulaire de même diamètre. Bien qu'il ne soit pas absolument nécessaire d'ali- gner les fibres enveloppantes à l'aide d'un banc d'étirage, la mise en parallèle des fibres enveloppantes dans un banc d'éti- rage est avantageuse. Dans l'appareil connu comportant un banc d'étirage pour la mèche de fibres et un autre pour les fibres enveloppantes, les deux bancs d'étirage devaient être disposés perpendiculairement entre eux, ce qui entraîne des difficultés de construction. Etant donné que du côté de l'amenée la ligne de formation de fil selon l'invention est dirigée non pas pa- rallèlement à l'axe mais sous un angle de pas déterminé, le banc d'étirage destiné à la mèche de fibres peut être disposé au moins approximativement en direction radiale et donc paral- lèlement au banc d'étirage destiné aux fibres enveloppantes. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre en regard des des- sins annexés qui représentent, schématiquement et simplement à titre d'exemple, deux modes de réalisation de l'invention. 6 256?162t Sur ces dessins: La figure 1 est une vue schématique en plan d'un appareil se- lon l'invention pour la fabrication d'un fil, La figure 2 est une vue en coupe de cet appareil, suivant la ligne II-II de la figure 1, La figure 3 est une vue en coupe suivant la ligne III-III de la figure 1, La figure 4 est une vue en coupe suivant la ligne IV-IV de la figure 1, La figure 5 est une vue en plan, à plus grande échelle, de l'anneau d'amenée de fibres enveloppantes et de l'anneau de réglage destiné au guidage de la mèche, dans la région de la ligne de formation de fil. La figure 6 est une vue en coupe suivant la ligne VI-VI de la figure 5 et La figure 7 est une vue schématique en plan d'une variante de construction de l'appareil. L'appareil représenté est essentiellement formé de deux corps de torsion la, lb qui sont disposés coaxialement avec espacement entre eux et reçoivent entre eux un anneau co- axial 2 présentant une paroi latérale perméable à l'air, de même diamètre. Contrairement au corps de torsion la, qui n'est pas soumis à une aspiration et qui est formé d'un tambour creux, le corps de torsion lb est conçu sous forme de tambour perforé et muni d'une tubulure d'aspiration 3 dont la zone d'aspiration 4 est disposée avec décalage angulaire relative- ment à l'amenée des mèches au corps de torsion la, de sorte que la mèche de fibres 5 forme, sur les surfaces des corps de tor- sion la et lb, une hélice s'étendant sur l'anneau 2. Si les deux corps de torsion la, lb sont entraînés dans le sens de la rotation de cette hélice, une transmission à courroie 6 étant prévue à cet effet, sur la mèche de fibres 5 sont exercés, par l'intermédiaire de surfaces des corps de torsion la, lb, d'une part un couple de torsion et, d'autre part, une force dans la direction de l'axe de la mèche. Par suite, une mèche de fibres amenée d'un banc d'étirage 7 au corps de torsion la est tor- due le long de la ligne-hélicoïdale de formation de fil, qui est déterminée par le retrait de fil, décalé angulairement par rapport à l'amenée de mèche. 7 5672567162 Pour fixer la torsion de la mèche de fibres 5 dans la région du corps de torsion la, on entoure la mèche de fibres tordue 5 de fibres enveloppantes 8 qui sont amenées à la mèche de fibres en passant par l'anneau 2. A cet effet, l'anneau 2 est muni d'une tubulure d'aspiration 9 qui forme une fente d'aspiration 10 arrivant jusqu'à la ligne de formation de fil. Par suite, sur la région circonférentielle de l'anneau 2, qui est soumise à une aspiration, on obtient un parcours de trans- port sur lequel les fibres enveloppantes 8 sont amenées à la mèche de fibres tordue. Afin que les fibres enveloppantes 8 puissent être amenées à l'anneau 2 à l'Vtat parallèle, elles sont amenées par l'intermédiaire d'un banc d'étirage 11, la di- rection d'amenée des fibres enveloppantes 8 à l'anneau 2 con- cordant pratiquement avec la direction d'amenée de la mèche de fibres 5 au corps de torsion la, de sorte que les bancs d'éti- rage 7 et 11 peuvent être disposés parallèlement côte à côte. Les fibres enveloppantes 8 sont amenées à la mèche de fibres tordues 5, en vertu de l'allure hélicoYdale de la ligne de formation de fil, sous un angle prescrit dépendant du pas de la ligne de formation de fil, ce qui facilite la liaison des fibres enveloppantes dans l'assemblage de fibres et ensuite l'enroulement autour de la mèche de fibres sous un angle d'in- clinaison déterminé. Toutefois, la'condition d'un enroulement uniforme des fibres enveloppantes autour de la mèche de fibres est que la vitesse d'amenée des fibres enveloppantes soit adap- tée à leur vitesse de mise en oeuvre qui dépend essentiellement de la vitesse circonférentielle de la mèche de fibres et de la vitesse de retrait du fil. Par conséquent, l'anneau 2 doit être entraîné séparément des corps de torsion la et lb, ce qui, dans l'exemple d'exécution, a lieu au moyen d'une roue de friction 12 qui est indiquée en trait mixte sur la figure 3. L'enroulement des fibres enveloppantes autour de la mèche de fibres s'accomplit dans un coin de filage qui est for- mé entre le corps de torsion lb situé du coté du retrait et un corps de torsion supplémentaire lc à axe parallèle. Ce corps de torsion lc présente une tubulure d'aspiration 13 presentant une zone d'aspiration 14 dirigée vers le coin de filage et peut être entraîné dans le même sens que le corps de torsion lb, par l'intermédiaire d'une transmission à courroie 15, de sorte que 8 2567162 la mèche de fibres enveloppée est attirée dans le coin de fi- lage et, simultanément, poussée contre les deux corps de tor- sion lb et lc. Le fil ainsi fini peut alors être retiré en di- rection axiale en passant par un retrait de fil 16 et bobiné. A l'aide d'un guide-fil 17, on peut assujettir davantage la posi- tion du fil. Afin que l'allure de la mèche de fibres 5 dans la ré- gion de l'amenée des fibres enveloppantes ne soit pas rendue dépendante des rapports de force régnant dans cette région et afin de pouvoir respecter un angle d'enroulement prédéterminé, entre l'anneau 2 et le corps de torsion la, situé du côté de l'amenée, est prévu un guide 18 pour la mèche de fibres 5 qui est empêchée, par le guide 18, de se déplacer. Selon l'exemple d'exécution, ce guide 18 est formé d'un appendice 19 faisant saillie radialement, appartenant à un anneau de réglage coaxial qui est monté de façon réglable en rotation pour la fixation d'un angle désiré d'enroulement. L'exemple d'exécution selon la figure 7 se distingue simplement de la construction selon les figures 1 à 6 par le fait que la mèche de fibres 5 est amenée du banc d'étirage 7 en passant par un anneau de transport coaxial 21 interposé du côté frontal et qui présente une tubulure d'aspiration munie d'une fente d'aspiration 22 s'étendant sur une région circonféren- tielle, de sorte que la mèche de fibres 5, qui sort de la paire de rouleaux de sortie 7a du banc d'étirage 7 raccordé à l'an- neau de transport 21, est reprise immédiatement par l'anneau de transport 21 et peut être amenée au corps de torsion la de fa- çon guidée obligatoirement le long de la région circonféren- tielle soumise àl'aspiration. Le point de renvoi de la mèche de fibres 5 à l'extrémité de la fente d'aspiration 10 située vers la sortie est fixé par un rouleau presseur 23 adjoint à l'an- neau de transport 21 et qui est muni d'un revêtement élastique à la façon du caoutchouc et forme, en même temps que l'anneau de transport 21, un point de serrage pour la mèche de fibres 5. L'entraînement de l'anneau de transport 21 est assuré par une transmission à courroie 24, ce qui permet d'amener la mèche de fibres étirée à une vitesse indépendante des corps de tor- sion. 9 2567162 REVENDICATIONS 1. Appareil pour la fabrication d'un fil, formé d'un dispositif placé à la suite d'un banc d'étirage pour tordre une mèche de fibres étirée et l'entourer de fibres enveloppantes, ainsi que d'un dispositif d'amenée des fibres enveloppantes, caractérisé par le fait que le dispositif servant à tordre la mèche de fibres étirée (5) et à l'entourer de fibres envelop- pantes (8) est formé de deux corps de torsion coaxiaux (la, lb) disposés avec espacement entre eux et que le dispositif d'ame- née des fibres enveloppantes (8) est formé d'un anneau coaxial (2) monté entre les corps de torsion (la, lb) et qui est soumis à une aspiration sur une région circonférentielle formant un parcours de transport pour les fibres enveloppantes (8) et peut être entraîné dans le même sens que les corps de torsion (la, lb), mais avec une vitesse circonférentielle différente, et que la ligne de formation de fil, sur les surfaces des corps de torsion (la, lb) et de l'anneau (2), s'étend, au moins essen- tiellement le long d'une hélice, enroulée dans le sens de rota- tion des corps de torsion (la, lb), du corps de torsion (la) situé du côté de l'amenée au corps de torsion (lb) situé du cô- te du retrait, en passant par l'anneau (2). 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'entre l'anneau (2) servant à l'amenée de fibres enveloppantes et le corps de torsion (la) situé du côté de l'a- menée est prévu un guide (18) pour la mèche (5) de fibres. 3. Appareil selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le guide (18) est formé d'un appendice en sail- lie radiale (19) d'un anneau de réglage coaxial (20) entre le corps de torsion (la) situé du côté d'amenée et l'anneau (2) destiné à l'amenée de fibres enveloppantes. 4. Appareil selon l'une des revendications 1 à 3, ca- ractérisé par le fait qu'avant le corps de torsion (la), situé du côté d'amenée, est interposé du côte frontal un anneau de transport (21) destiné à la mèche (5) de fibres étirée, soumis à une aspiration sur une région circonférentielle et pouvant être entraîné. 2567162 5. Appareil selon la revendication 4, caractérisé par le fait qu'à l'extrémité de sortie de la région circon- férentielle de l'anneau de transport (21), qui est soumise à une aspiration, est prévu un rouleau presseur (23). 6. Appareil selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisé par le fait que l'anneau de transport (21) pré- sente un entraînement séparé (24). 7. Appareil selon l'une des revendications i à 6, caractérisé par le fait que le corps de torsion (lb) situé du côté de retrait forme, avec un corps de torsion supplé- mentaire (lc) à axe parallèle entraîné dans le même sens, un coin de filage soumis à une aspiration et à travers lequel le fil peut être retiré. 8. Appareil selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que les corps de torsion (la, lb) et l'anneau (2) présentent une forme cylindrique circulaire de même diamètre extérieur. 9. Appareil selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que le banc d'étirage (7) de la mi- che de fibres (5) se raccorde, au moins approximativement en direction radiale, au corps de torsion (la) situé du côté d'amenée ou à l'anneau de transport (21).