Brevet FR2596071A1 — publié le 19870925

DISPOSITIF AMELIORE DE FAUSSE TORSION POUR FILE DE FIBRES La présente invention concerne la fausse torsion des filés de fibres et plus particulièrement: un dispositif de fausse torsion spécialement adapté pour la transformation des filés de fibres, ledit dispositif réalisant à la fois la fausse torsion proprement dite et le contrôle des fibres du filé auquel est appliquée la fausse torsion. Dans le domaine textile, la fausse torsion consiste a appliquer temporairement une torsion sur un fil en déplacement continu. On dénomme fausse torsion cette torsion temporaire par opposition à la torsion vraie et définitive qui consiste a conférer de la torsion à une extrémité du fil soit par rotation des organes recevant le fil (filature classique à anneaux et curseurs) soit par rotation des organes de constitution du fil (filature à fibres libérées). Les moyens de fausse torsion entraînent le fil en rotation sur lui-même, pendant le déplacement de celui-ci. La torsion communiquée remonte en amont des moyens de fausse torsion, mais cette torsion est temporaire et s' annule en aval desdits moyens.La fausse torsion est utilisée notamment dans la transformation des fils constitués de filaments continus pour leur conférer de la frisure, c'est la technique de texturation. On rencontre également la fausse torsion dans certains procédés de filature de filés de fibres, où il est nécessaire de donner temporairement au filé de fibres une cohésion suffisante pour être véhiculé I1 s'agit par exemple de la filature du lin au mouillé selon le brevet français FR-A-1.530.182, où la cohésion définitive des fibres est as surée par collage des fibres grâce au propre ciment pectique du lin il s'agit également de divers procédés de filature dans lesquels la cohésion des fibres est assurée par guipage des fibres par un filament continu, ce guipage étant effectué sur la portion de fil soumise à une fausse torsion temporaire. Dans tous ces procédés mettant en oeuvre de la fausse torsion, on utilise des organes de fausse torsion du même type, que le procédé s'applique à des filaments continus ou à des filés de fibres. Ce sont des organes entraînant le fil en torsion par voie mécanique, par exemple des broches rotatives équipées de barreau ou grille ou chicane ou molette autour desquels le fil effectue un ou plusieurs tours ou fraction de tour, ou encore des disques ou des courroies en contact avec la périphérie du fil et imprimant a celui-ci un mouvement de rotation ce sont également des dispositifs entraînant le fil en torsion par voie pneumatique par envoi sur la périphérie du fil d'un courant d' air tournant, comme c'est le cas du FR-A-1.530.182.Dans la plupart des applications de la fausse torsion aux filés de fibres les organes traditionnels de fausse torsion donnent satisfaction. Des diffi cultés apparaissent lorsque le procédé met en oeuvre une torsion qui n'a pas une valeur telle qu'elle assure au filé de fibres une cohésion suffisante pour être véhiculé ; dans ce cas il est nécessaire d'effectuer le contrôle des fibres, et les organes traditionnels de fausse torsion ne donnent plus satisfaction. On peut bien sur mettre en oeuvre des moyens de contrôle de fibres usuels en plus de 1' organe de fausse torsion. Ces moyens, connus dans le domaine de 1' étirage des fibres, sont par exemple des manchons, des cylindres de pression, dont l'action de contact vise à réguler le glissement des fibres lors de l'étirage.Mais cette succession de moyens sur le parcours du filé est difficile à mettre en oeuvre compte-tenu du parfait synchronisme qui est absolument nécessaire pour obtenir un filé homogène et régulier. Or on a trouvé, et c'est ce qui fait l'objet de l'invention, un dispositif qui assure à la fois la fausse torsion et le contrôle des fibres. Le dispositif en question consiste en une tige, vrillée sur elle-même en hélice le long de son axe longitudinal, et mobile en rotation autour dudit axe. Le filé de fibre s'enroule en hélice autour de la tige vrillée. Lors de la rotation de la tige sur ellememe, la friction entre la surface de la tige et la périphérie du filé entraîne ledit filé en rotation sur lui-même et donc sa torsion. La rotation du filé sur lui-même sera d'autant plus importante que le coefficient de frottement de la surface de la tige en- contact avec le filé sera lui-même élevé. C'est cette même surface qui assure le contrôle des fibres, du fait du contact étroit entre lesdites fibres et ladite surface tout au long de l'hélice pendant le déplacement du filé. Dans certains cas, il sera avantageux de réaliser une tige dont la surface en contact avec le filé aura un coefficient de frottement différent selon la portion de tige concernée, le coefficient étant plus faible dans la zone où la tige assure plus la fonction de con trôle des fibres et le coefficient étant plus élevé dans la zone où la tige assure plus la fonction de fausse torsion. Selon une autre version, la tige vrillée selon l'invention comporte une chicane dans laquelle passe le filé. Cette chicane, constituée d'un ou plusieurs trous ronds ou ovales à travers lesquels le fil traverse la tige, est destinée à assurer la mise en rotation du filé sur lui-même, quel que soit le coefficient de frottement de la surface de la tige. La section de la tige vrillée peut avoir différentes formes circulaire ou sensiblement rectangulaire ou légèrement ovale ou bilobée. Avantageusement dans le cas d'une tige vrillée à section circulaire, le lieu géométrique des centres des sections de la tige par des plans perpendiculaires à l'axe longitudinal de rotation est une hélice dont le pas a une valeur comprise entre deux fois et cinq fois le diamètre de la section, ladite hélice étant inscrite sur une surface de révolution dont l'axe est confondu avec l'axe longitudinal de rotation de la tige et dont la distance maximale séparant ladite surface à l'axe est au plus égale au diamètre de la section. La surface de révolution est soit une surface cylindrique soit une surface tronconique. Pour assurer la rotation sur lui-même du dispositif selon l'invention, celui-ci est de préférence logé à l'intérieur et solidaire d'un tube lui-même entraîné en rotation autour de son axe longitudinal. Le dispositif de l'invention est avantageusement mis en oeuvre dans un procédé de transformation d'un filé de fibres en défilement continu, ledit filé ayant préalablement subi une torsion qui lui confère une cohésion suffisante pour assurer son défilement , le procédé se caractérisant en ce qu'on soumet une même portion du filé en défilement à deux actions combinées et simultanées, l'une de détorsion partielle et momentanée suffisante pour permettre le glissement des fibres les unes sur les autres et l'autre d'étirage. Lorsque la détorsion partielle et momentanée est obtenue par fausse torsion, il importe d'assurer le contrôle du glissement des fibres les unes par rapport aux autres sous l'action d'étirage, en amont de l'organe com- muniquant la fausse torsion. La présente invention sera mieux comprise grâce à la lecture de la description d'exemples de réalisation, dans lesquels le dispositif est mis en oeuvre dans un tel procédé, en référence au dessin annexé sur lequel : la figure 1 est une vue schématique du dispositif de l'invention, mis en oeuvre dans un procédé combinant la détorsion et l'étirage, mais sans les moyens d'entraînement; la figure 2 est la même vue schématique que la figure 1, mais elle comporte le moyen d'entraînement de la tige, alors que la tige ellemême n'est plus apparente. Les figures 3a à 3h sont des vues en coupe transversale du dispositif et du filé de fibres à différents niveaux du parcours du filé. Les figures 4a à 4c représentent en coupe transversale trois versions différentes de la tige selon l'invention. Le filé de fibres I provient d'une source d'alimentation non représentée et passe entre deux cylindres 2 et 2', animés en rotation, qui entraînent le filé I a une vitesse de déplacement V1 dans le sens de la flèche F. Le filé I s'enroule autour de la tige vrillée 3, passe au travers de la chicane 4 située sur la partie aval de la tige 3, puis entre les deux cylindres 5 et 5', animés en rotation, qui entraînent le filé 1 à une vitesse de déplacement V2 dans le sens de la flèche F. La tige vrillée 3 est logée a l'intérieur et est solidaire du tube cylindrique 6 , qui est entraîné en rotation par des moyens non représentés par exemple une courroie s' appliquant sur la surface extérieure du tube 6. La rotation du tube 6 est en sens inverse de la torsion possédée par le filé 1.La vitesse V2 est supérieure à la vitesse Vl. Le fonctionnement de l'ensémble est le suivant. Le filé 1, par exemple un fil de coton obtenu sur machine de filature à fibres libérées, a un numéro métrique 30 et une torsion Z de 710 tours au mètre. Son coefficient de torsion qui est, par définition, égal au rapport de la torsion sur la racine carrée du numéro métrique est, dans ce cas, de 130 ; cette valeur élevée est tout-à-fait habituelle pour des filés obtenus par ce type de filature. Les cylindres 5 et 5' délivrent le fil 1 à une vitesse de 50 mètres par minute. Le tube 6 tourne a raison de 25000 tours par minute dans le sens. inverse à la torsion du fil, soit dans le sens de la flèche G (figure 3). Les cylindres 5 et 5' délivrent le fil 1 à une vitesse de 60 mètres par minute. L'action de contact entre la surface de la tige 3 en rotation et la périphérie du file 1 jusqu'à la chicane 4 provoque la détorsion du filé. Cette détorsion par mètre de fil est au plus égale au quotient de la vitesse de rotation de la tige par la vitesse de déplacement du filé, soit dans l'exemple précité de 500 tours au mètre. En théorie et abstraction faite de l'incidence de l'étirage, le filé 1 a en amont de la chicane 4 une torsion de l'ordre de 210 tours au mètre.Sous cette torsion réduite, les fibres constituant le filé 1 peuvent glisser les unes par rapport aux autres sous l' action de l'étirage de faible taux appliqué entre la ligne de pin çage des cylindres 2 et 2' et l'extrémité aval de la chicane 4 de sortie de la broche de fausse torsion 3, au-delà de laquelle le filé 1 a recouvre toute la torsion initiale mais répartie sur une longueur plus importante compte-tenu de l'étirage ; dans l'exemple cité la torsion du filé la est de 592 tours/mètre. Pendant la détorsion et ltetirage, le filé 1 est en contact étroit avec la surface de la tige vrillée 3 qui, par sa forme hélicoidale, enveloppe le file 1 et rapproche entre elles les fibres lors de leur glissement les unes par rapport aux autres. Cette action de contrôle du glissement des fibres exercée par la partie de la tige 3 située en amont de la chicane 4 est particulièrement ré gulière et efficace lorsque la zone d'étirage, c'est-à-dire la portion du filé comprise entre la ligne de pinçage des cylindres 2 et 2' et la sortie de la chicane 4 est légèrement inférieure à la longueur maximale des fibres constitutives du filé 1.Cette disposition est possible compte-tenu du faible taux d'étirage appliqué.En pratique la distance entre la ligne de pinçage des cylindres 2 et 2' et l'extrémité aval de la broche de fausse torsion 3 est choisie de préférence supérieure à 0,8 fois la longueur maximale des fibres du filé 1 à transformer. L'étirage contrôlé ainsi réalisé dans la portion du filé à torsion réduite a pour effet de tendre, de redresser et. de paral léliser les fibres. Le filé ] retrouve une torsion importante aprs la broche de fausse torsion, soit après. la chicane 4 et avant les. cylindres 5 et 5' : ainsi le filé 1 est reformé après que ses fibres. aient été redressées et parallélisées. Toutefois le filé la sortant de la broche de fausse torsion 3 a certes retrouvé une torsion, importante qui lui assure une cohésion suffisante pour être tracté et évacué du dispositif, mais ayant subi un étirage le coefficient de torsion du filé la en est affecté. Dans l'exemple précité, le nouveau coefficient de torsion du filé la après transformation selon le procédé de l'invention sera de 98,6 . Sachant que les fils obtenus par la filature à fibres libérées ont un coefficient de torsion souvent largement supérieur à ceux des fils de la filature à anneaux, cette valeur est du même ordre que celle des fils de la filature à anneaux. Si dans l'exemple précité, le taux d'étirage avait été de 1,1, le coefficient de torsion du filé produit aurait été de 112,4. I1 est du ressort de l'homme du métier de régler le taux d'étirage appliqué en fonction de l'utilisation du filé, qui conditionne la valeur souhaitable du coefficient de torsion. En théorie, la valeur > 2 du coefficient de torsion du filé la, après transformation, est obtenue par la formule suivante r/2 2 Kvri où 1 est la valeur du coefficient de torsion du filé I avant transformation et K le taux d'étirage appliqué (V2/VI). La tige vrillée 3 a une section circulaire (fig.l) ou sensiblement rectangulaire (fig.4a) ou légèrement ovale (fig.4b) ou bilobée (fig.4c). Elle est réalisée dans une matière suffisamment résistante à l'abrasion. Sa surface est lisse pour éviter l'accrochage des fibres. Dans le cas d'une tige 3 à section circulaire (fig.l) il est souhaitable que son diamètre D soit de l'ordre de 3 à 6 millimètres, et que le lieu géométrique des centres des sections par des plans perpendiculaires à l'axe de rotation soit une hélice dont le pas est compris entre 2D et 5D, ladite hélice étant inscrite sur une surface cylindrique ou tronconique dont l'axe est confondu avec l'axe de rotation de la tige 3 et dont le diamètre est au plus égal à D. De la sorte, les actions de contact entre le fil I et la tige 3 sont régu librement et continument réparties sur toute la longueur de la tige, ce qui permet à la fois le glissement régulier du fil 1 lors de son déplacement, un bon contrôle des fibres dans la zone d'étirage et, en combinaison avec l'emploi de la chicane 4 de sortie, une bonne application du couple de fausse torsion. Les figures 3a à 3h montrent les positions relatives du filé 1 et d'une tige 3 vrillée à section sensiblement rectangulaire, à 1' intérieur du tube cylindrique 6. La tige 3 est vrillée sur elle-même le long de son axe longitudinal en forme d'hélice dont le pas est égal à la distance séparant les plans AA' et EE'. Les exemples de réalisation décrits ci-dessus ne sont pas limitatifs de l'invention. En particulier la position de la chicane ou de la zone de la tige assurant la fonction de torsion ntest pas obligatoirement en aval de ladite tige ; elle peut être située par exemple en position médiane dans le cas où un contrôle des fibres est nécessaire sur le parcours du filé en aval de la fausse torsion. De même la mise en oeuvre du dispositif de l'invention dans le procédé décrit ci-dessus, combinant torsion momentanée et étirage, n'est pas exclusive ; celui-ci sera avantageusement utilisé chaque fois où, pour un filé de fibres, il est utile de contrôler les fibres dudit filé et d'appliquer une fausse torsion. Par filé de fibres au sens de la présente invention sont entendus non seulement les fils proprement dits produits par exemple par continu à filer ou par machine de filature à fibres libérées, mais encore les mêches et rubans de fibres en général, par exemple mêches et rubans de carde, de machine de craquage, de machine d'étirage ou de banc à broches. REVENDICATIONS 1. Dispositif de fausse torsion d'un filé de fibres. en défilement continu caractérisé en ce qu il réalise à la fois la fausse torsion et le contrôle des fibres. 2. Dispositif selon la revendication I caractérisé en ce qu'il consiste en une tige (3) vrillée sur elle-même en hélice le long de son axe longitudinal et mobile en rotation autour dudit axe longitudinal. 3. Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que la surface en contact avec le filé a un coefficient de frottement différent selon la portion de tige concernée, le coefficient étant plus faible dans la zone où la tige assure plus la fonction de contrôle des fibres et le coefficient étant plus élevé dans la zone où la tige assure plus la fonction de fausse torsion. 4. Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que la tige comporte une chicane, constituée d'un ou plusieurs trous ronds ou ovales à travers lesquels le filé traverse la tige. 5. Dispositif selon la revendication 4 caractérisé en ce que la chicane est située à l'extrémité aval de la tige. 6. Dispositif selon l'une des revendications 2 à 5 caractérisé en ce que la section de la tige a une forme circulaire. 7. Dispositif selon la revendication 6 caractérisé en ce que le lieu géométrique des centres des sections de la tige par des plans perpendiculaires à l'axe longitudinal de rotation est une hélice dont le pas a une valeur comprise entre deux fois et cinq fois le diamètre de la section, ladite hélice étant inscrite sur une surface de révolution dont l'axe est confondu avec l'axe longitudinal de rotation de la tige et dont la distance maximale séparant ladite surface audit axe est au plus égale au diamètre de la section. 8. Dispositif selon la revendication 7 caractérisé en ce que la surface de révolution est une surface cylindrique. 9. Dispositif selon la revendication 7 caractérisé en ce que la surface de révolution est une surface tronconique. 10. Dispositif selon l'une des revendications 2 à 5 caractérisé en ce que la section de la tige a une forme sensiblement rectangulaire, lé- gèrement ovale ou bilobée. II. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 10 earactérisé en ce qu'il est logé à l'intérieur et solidaire d'un tube entraîné en rotation autour de son axe longitudinal.