Brevet FR2622603A1 — publié le 19890505

APPAREIL DE FRISAGE DE FIBRES La présente invention concerne un appareil de frisage de fibres utilisable pour former des ondulations dans un fil produit en ligne droite par un dispositif de filature de fibres chimiques. Dans ce type d'appareil de frisage ou de tex- turation de fibres, on connaît d'une manière générale un appareil à rouleaux comportant deux rouleaux mutuel- lement extérieurs et à axes mutuellement parallèles, ces rouleaux tournant à la même vitesse, et on fait passer des faisceaux de fibres à friser entre ces deux rouleaux de manière à introduire les fibres dans une boite de bour- rage, ou boite de frisage, définie à l'arrière des rou- leaux, dans le sens de rotation de ces derniers. Un tel appareil est décrit, par exemple, dans les brevets US n 3 096 558, 3 137 055 et 3 248 770. Dans l'appareil de frisage usuel précité, dans lequel les faisceaux de fibres sont amenés pour frisage entre ces deux rouleaux mutuellement extérieurs, les fi- bres tendent à se disperser, dans la direction de rotation de chaque rouleau, lorsqu'elles franchissent le point de contact des rouleaux et pénètrent dans la boite de bour- rage. Afin d'empêcher cette dispersion des fibres, il a été necessaire de monter un racleur sur chaque rouleau et de guider exactement les fibres vers la boite de bour- rage. Toutefois, les fibres sont pressées à travers un intervalle du racleur à une vitesse élevée, de sorte qu'un traitement et un réglage d'assemblage très délicats sont nécessaires pour éviter cette mise en pression des fibres. En outre, du fait qu'une structure telle que la boite de bourrage, située à l'arrière dans la direction de rotation des rouleaux, est entourée par des parois latérales fixes, on rencontre des difficultés en ce que les fibres s'échappent de la boite de bourrage par un intervalle entre les parois latérales et le rouleau et/ ou une chaleur de frottement est engendrée du fait de la différence de vitesse au moment o les faisceaux de fibres qui entrent dans la boite de bourrage à grande vitesse viennent en contact avec les parois latérales fixes, ce qui provoque une détérioration des fibres. Pour cette raison, on a cherché à améliorer l'appareil de frisage afin d'éviter les inconvénients ci-dessus de l'appareil de frisage à rouleaux et d'accélérer le processus de frisage. La présente invention procure un appareil de frisage de fibres, caractérisé en ce que la boite de bourrage ou de frisage est entourée par un rouleau annulaire de diamètre relativement grand qui tourne dans une première direction, par un rouleau inscrit qui est disposé de manièreà venir en contact avec ledit rouleau annulaire à l'intérieur de celui-ci et qui tourne dans la même direction et à la même vitesse que le rouleau annu- laire tout en retenant des faisceaux de fibres entre lui et le rouleau annulaire, et par des anneaux latéraux qui sont placés de chaque c8té de l'endroit de contact des deux rouleaux et qui tournent dans la même direction et à la même vitesse que ces rouleaux. Il est possible de former l'un des anneaux latéraux par le moyeu du rouleau annulaire tandis que l'autre est formé solidairement sur un c8té du rouleau annulaire ou du rouleau inscrit. On peut aussi former les deux anneaux latéraux solidairement de chaque c8té du rouleau inscrit. Conformément à la présente invention, dans l'ap- pareil construit comme indiqué ci-dessus, les deux rou- leaux qui tiennent les faisceaux de fibres à friser tour- nent dans le même sens et à la même vitesse, de sorte que la surface et le dos des faisceaux de fibres aplatis par la pression des deux rouleaux sont entraînés par les doubles surfaces en rotation, intérieure et extérieure, qui tournent dans le même sens, et les faisceaux de fi- bres sont ainsi introduits dans la boite de frisage. Par conséquent, on peut introduire les faisceaux de fibres dans la boîte de frisage, en bon ordre, tout en empêchant la dispersion des fibres qui se produit dans l'appareil usuel précité prévu pour la texturation des fibres par la pression de deux rouleaux mutuellement extérieurs. En outre, les deux c8tés de la botte de frisage sont constitués par les anneaux latéraux qui tournent dans le même sens et à la même vitesse que les rouleaux, de sorte que les fibres ne risquent pas de s'échapper comme dans le cas des parois latérales fixes. Puisque l'entourage de la boîte de frisage se déplace dans la direction d'avance des fibres, la diffé- rence de vitesse est réduite, la production de chaleur par frottement est évitée et les fibres ne sont pratique- ment pas endommagées. Les défauts précités sont donc éli- minés. La présente invention sera mieux comprise à la lumière de la description ci-après de ses modes préférés de réalisation, non limitatifs, représentés sur les dessins annexés dans lesquels: la figure.1 est une vue en perspective d'un premier mode de réalisation de la présente invention; la figure 2 est une vue en élévation avec coupe partielle de l'appareil de la figure 1; la figure 3 est une vue en plan avec coupe partielle de l'appareil de la figure 2; la figure 4 est une vue en élévation avec coupe partielle, au moment de la suppression du contact du rouleau inscrit avec le rouleau annulaire, afin de saisir les faisceaux de fibres entre les deux rouleaux dans le premier mode de réalisation; la figure 5 est une vue en élévation avec cou- pe partielle, illustrant la situation de frisage des faisceaux de fibres du fait du contact avec la pièce de retenue, dans le premier mode de réalisation; la figure 6 est une vue en élévation illustrant la situation dans laquelle la quantité des faisceaux de fibres frisés augmente et la pièce de retenue se' déplace vers l'arrière, les faisceaux de fibres frisés étant évacués successivement de l'appareil; la figure 7 est une vue en élévation avec cou- pe partielle d'un deuxième mode de réalisation de l'in- vention; la figure 8 est une vue en plan avec coupe partielle de l'appareil de la figure 7; la figure 9 est une vue en élévation à plus grande échelle, illustrant les points importants de la figure 7; la figure 10 est une vue en plan avec coupe partielle du dispositif de la figure 9; la figure 11 est une vue de c8té en coupe verticale illustrant le cas o l'un des deux anneaux latéraux est formé par le moyeu du rouleau annulaire, et l'autre anneau latéral est monté de façon solidaire de l'autre côté du rouleau annulaire; la figure 12 est une vue de c8té en coupe ver- ticale illustrant le cas o les anneaux latéraux sont formés des deux c8tés du rouleau inscrit, de façon soli- daire respectivement; et la figure 13 est une vue de côté en coupe verticale, illustrant le cas o un anneau latéral est formé d'un côté du rouleau inscrit et le moyeu du rou- leau annulaire constitue l'autre anneau latéral. Sur les diverses vues, les composants sont désignés par les repères ciaprès: (1) Rouleau annulaire (1') Anneau latéral (1") Moyeu (2) Arbre rotatif (3) Transmission (4) Arbre rotatif intermédiaire (5) Bras oscillant (5') Cadre oscillant (6) Manchon oscillant (7) Arbre rotatif (8) Rouleau inscrit (9),(11) Vérin à pression de fluide (10,10a,10b)Pièce de retenue de frisage (12) Boîte de bourrage (13) Zone d'amenée de fibres (14) Arbre d'entraînement (15) Transmission (16) Arbre principal (17) Guidage - 25 (18) Espace de retenue (19) Levier support (F,F') Bâti de machine (S) Console (a),(b),(c) Pignon (m) Faisceau de fibres. Dans le premier mode de réalisation, repré- senté sur les figures 1 à 6, un rouleau annulaire 1 à section transversale en L est formé de façon monobloc par la surface extérieure d'un moyeu 1" monté sur un arbre rotatif 2 supporté en porte-à-faux sur un côté d'un bâti de machine F. Un côté ouvert de ce moyeu por- te un anneau latéral 1' formé séparément et qui est en- traîné en rotation par une transmission 3. Un arbre rota- tif intermédiaire 4 est supporté sur une console S d'un bâti de machine F', parallèlement à l'arbre rotatif 2. Des bras oscillants 5,5 sont montés librement sur ledit arbre rotatif intermédiaire 4 d'une manière telle qu'ils peuvent osciller librement, l'arbre rotatif 4 servant de pivot. Un manchon oscillant 6 est tenu étroitement entre les parties intérieures du sommet des bras oscillants 5,5. 16C Un cadre oscillant 5' de configuration carrée, présentant un c8té ouvert (en forme de-), est monté librement par ses deux extrémités sur un arbre rotatif 7 disposé de manière à traverser les bras oscillants 5,5 etle manchon oscillant 6, le cadre 5' pouvant osciller librement autour de l'arbre rotatif 7 servant de pivot. L'arbre rotatif 7 porte, à son extrémité, un pignon b qui engrène avec un pignon a fixé à l'extrémité extérieure de l'arbre ro- tatif intermédiaire 4. L'arbre rotatif 7 porte, à son extrémité extérieure, un rouleau inscrit 8 qui peut venir en contact avec l'intérieur du rouleau annulaire 1. Un vérin 9 à pression de fluide, dont l'extrémité supérieure est reliée au manchon oscillant 6, pousse le rouleau inscrit 8 vers le rouleau annulaire 1 ou éloigne le rou- leau 8 du rouleau 1, par extension ou rétraction. Il est prévu une pièce 10 de retenue de frisage, dont la base est supportée sur un c8té de l'extrémité supérieure du cadre oscillant 5' et dont le sommet est situé près de l'endroit de contact du rouleau annulaire 1 et du rouleau inscrit 8, la pièce 10 pouvant se déplacer librement et élastiquement. Un deuxième vérin 11 à pression de fluide, dont l'extrémité supérieure est reliée à l'extrémité supé- rieure du cadre oscillant 5', supporte élastiquement la pièce de retenue de frisage 10. Une botte de bourrage ou de frisage 12 est définie à l'arrière, dans le sens de rotation, de l'endroit de contact du rouleau annulaire 1 et du rouleau inscrit 8. Dans le premier mode de réalisa- tion, la boite de bourrage 12 est entourée, sur ses qua- tre côtés, par la surface intérieure du rouleau annulaire 1, la surface extérieure du rouleau inscrit 8, l'anneau latéral 1' monté sur un côté du rouleau annulaire 1, et le moyeu précité 1" qui sert d'anneau latéral de l'autre cô- té. La pièce 10 de retenue de frisage est située à l'ar- rière de la boite de bourrage. Une zone 13 d'amenée de fibres est définie à l'avant, dans le sens de rotation, de l'endroit de contact du rouleau annulaire 1 et du rou- leau inscrit 8. Un faisceau m de fibres est avancé à par- tir de la zone d'alimentation 13, et il est tenu entre le rouleau annulaire 1 et le rouleau inscrit 8, aplati du fait de la pression des deux rouleaux et introduit dans la boite de bourrage. Un guidage 17 pour les faisceaux m de fibres est prévu à l'extérieur de la zone d'alimentationl3. L'arbre rotatif 7 dudit rouleau inscrit 8 est entraîné en synchronisme avec un arbre principal 16, situé à la partie inférieure du bâti de machine F', par l'inter- médiaire d'un arbre d'entraînement 14 comportant un pignon c, qui engrène avec le pignon b, et d'un autre organe de transmission 15 qui entraîne ledit arbre d'entraînement 14. L'arbre rotatif 7 tourne d'une manière telle que la vites- se périphérique de la surface extérieure du rouleau ins- crit 8 correspond à la vitesse périphérique de la surface intérieure du rouleau annulaire 1 qui est entraîné en rotation par ledit organe de transmission 3. Dans le premier mode de réalisation construit comme décrit ci-dessus, les faisceaux de fibres m sont tenus à plat entre le rouleau annulaire 1 et le rouleau inscrit 8, qui tournent dans le même sens et à la même vitesse, et ils sont introduits dans la boite de bour- rage 12. Lorsqu'ils quittent l'endroit de contact des deux rouleaux 1 et 8, les faisceaux de fibres m sont déplacés dans la même direction et à la même vitesse sur leurs deux faces. Les faisceaux de fibres ainsi aplatis viennent en contact avec la pièce de retenue de frisage et il en résulte la même action de frisage que dans le cas de l'appareil de frisage usuel à rouleaux. Lors- que la quantité de faisceaux de fibres frisés dans un état de pliage sur eux-mêmes dans la botte de bourrage augmente, la pièce de retenue de frisage 10 agit en oppo- sition au deuxième vérin à pression de fluide 11 et se déplace vers l'arrière le long de la surface intérieure du rouleau annulaire 1, élastiquement, en même temps que le sommet du cadre oscillant 5' qui se déplace autour de l'autre arbre rotatif 7 comme pivot. Par suite, un côté de la boite de bourrage 12 s'ouvre largement et les faisceaux de fibres frisés m sont évacués à partir de la tête, successivement, vers le côté, à travers un interval- le entre le rouleau annulaire 1 et le rouleau inscrit 8 qui s'ouvre à l'arrière de la boite de bourrage 12. Le deuxième vérin à pression de fluide 11 exécute répétitive- ment une action de déplacement vers l'avant de la pièce de retenue 10, qui oppose une résistance réduite du fait de l'évacuation des faisceaux de fibres m et de recul lors- que la résistance augmente en fonction de l'introduction des faisceaux de fibres m. D'autre part, l'autre vérin à pression de fluide 9 fonctionne, pendant le maintien des faisceaux de fibres m entre les rouleaux 1 et 8, d'une manière telle qu'il éloigne le rouleau inscrit 8 de l'en- droit de contact et maintient élastiquement les faisceaux de fibres m. On décrit maintenant le deuxième mode de réali- sation, avec référence aux figures 7 à 10. Le deuxième mode deréalisation diffère du premier mode de réalisation en ce que l'anneau latéral 1' est for- mé de façon monobloc de part et d'autre du rouleau inscrit 8, et en ce que deux pièces de retenue de frisage 10a,lOb sont prévues de chaque côté, à l'arrière de la boîte de bourrage, de sorte que la distance entre les faces inté- rieures des pièces de retenue mutuellement en regard définit un espace de retenue 18 présentant une large entrée et une sortie étroite, pour permettre le frisage des faisceaux de fibres m. Dans le deuxième mode de réalisation, les deux côtés de l'endroit de contact du rouleau annulaire 1 et du rouleau inscrit 8 sont fermés par les anneaux latéraux 1',1' qui sont respectivement solidaires des deux côtés du rouleau inscrit 8 et qui tournent avec le rouleau inscrit 8. Les faisceaux de fibres m sont conduits dans l'espace de retenue 18 défini entre les deux pièces de retenue 10a,lOb à l'arrière de la boîte de bourrage 12. Ensuite, les faisceaux de fibres frisés m sont évacués successivement, latéralement, à travers un intervalle entre le rouleau annulaire 1 et le rouleau inscrit 8 qui s'écartent à l'arrière des pièces de rete- nue 10a,lOb. Dans le deuxième mode de réalisation, le rou- leau annulaire 1 est entraîné en rotation, comme dans le premier mode de réalisation, par montage du moyeu 1" sur l'arbre rotatif 2 disposé en porte-à-faux d'un côté du bâti de machine F. D'autre part, le rouleau inscrit 8 est monté, comme dans le premier mode de réalisation, sur l'arbre rotatif 7 qui traverse les bras oscillants 5, qui oscillent sous l'action du vérin à pression de fluide 9 autour de l'arbre rotatif intermédiaire 4 comme pivot, et le manchon oscillant 6 prévu au sommet des bras oscil- lants 5. Le pignon b situé à l'extrémité extérieure dudit arbre rotatif 7 engrène avec le pignon a situé à l'extré- mité extérieure de l'arbre rotatif intermédiaire 4. L'ar- bre rotatif 7 est relié à l'arbre principal 16 par l'in- termédiaire d'un arbre d'entraînement 14 portant un pi- gnon c, qui engrène avec le pignon a, et du dispositif de transmission 15. Le rouleau inscrit 8 tourne à la même vitesse, à l'endroit de contact avec le rouleau an- nulaire 1 qui est entraîné par ledit arbre principal 16 par l'intermédiaire d'un autre dispositif de transmis- sion 3. Parmi les deux pièces de retenue de frisage, une première pièce 10a est montée à sa base sur l'exté- rieur du bras oscillant 5 et elle se rapproche ou s'éloi- gne du rouleau annulaire 1 en même temps que le rouleau inscrit 8, sous l'action dudit vérin à pression de flui- de 9. L'autre pièce de retenue 0lb est fixée à sa base sur un bras oscillant 5' prévu au sommet d'un levier support 19 qui s'étend à partir du bâti de machine F', d'une manière telle que le bras 5' peut osciller libre- ment et est supporté dans une position réglée à l'arriè- re de la boite de bourrage par un autre vérin à pression de fluide 11 dont le sommet est relié au brasoscillant 5' et qui est supporté dans le milieu dudit dispositif à pression de fluide 9. Ainsi, la pièce de retenue 0lb vient en contact et s'éloigne des faisceaux de fibres m avant et après l'opération de frisage, et on peut ajuster la position réglée. D'autre part, une zone d'alimentation de fibres est définie à l'avant, dans le sens de rotation, de l'endroit de contact du rouleau annulaire 1 et du rou- leau inscrit 8. Un guidage 17 est prévu pour amener les faisceaux de fibres m à friser vers la zone d'alimenta- tion 13. Dans la mise en oeuvre de la présente inven- tion, on choisit, en fonction des propriétés de la matiè- re à traiter ou de la vitesse de traitement, si la pièce de retenue de frisage 10 estprévue librement mobile ou fixe. Il est également optionnel de placer la pièce de retenue 10 le long de la surface extérieure du rouleau inscrit 8 ou le long respectivement de la surface inté- rieure du rouleau annulaire let de la surface extérieu- re du rouleau inscrit 8. Sa forme et d'autres détails sont également optionnels. En outre, on peut choisir, conformément aux caractéristiques de la présente inven- tion, de former un anneau latéral 1' d'un c8té du rou- leau inscrit 8 et d'utiliser le moyeu 1" du rouleau annulaire 1 comme autre anneau latéral 1'. Comme indiqué plus haut, conformément à la présente invention, dans laquelle les faisceaux de fibres à friser sont tenus entre le rouleau annulaire et le rouleau inscrit disposé de manière à être en contact avec l'intérieur du rouleau annulaire, et les deux rouleaux tournent dans le même sens et les quatre côtés de la boîte de bourrage sont définis par fermeture des deux côtés de l'endroit de contact des deux rouleaux au moyen des anneaux latéraux qui tournent dans le même sens et à la même vitesse, la surface et le dos des faisceaux de fibres aplatis par la pression des rouleaux sont gui- dés vers la surface rotative des rouleaux se déplaçant dans le même sens, lorsque les faisceaux de fibres quit- tent l'endroit de contact, et les deux côtés des faisceaux de fibres sont également guidés vers la surface intérieure des anneaux latéraux qui tournent dans le même sens et à la même vitesse. Il en résulte que les faisceaux de fibres sont introduits dans la boîte de bourrage, en bon ordre, sans perturbation de leur forme en bande à plat, et que les fibres sont empêchées de s'échapper de la surface de la bande aplatie. Autrement dit, confor- mément à la présente invention, les quatre côtés de la boîte de bourrage avancent dans la direction de mouvement des fibres, de sorte qu'il ne se produit pas de désordre des fibres ni de dégagement de chaleur par frottement comme cela se produit dans le cas des dispositifs usuels. Par conséquent, la présente invention a pour avantages qu'on peut augmenter sensiblement la vitesse de l'opéra- tion de frisage et accélérer commodément le fonctionne- ment de la machine. REVENDICATIONS 1. Appareil de frisage de fibres, caractérisé en ce qu'il comprend un rouleau annulaire (1) de diamètre relativement grand qui tourne dans un certain sens, un rouleau inscrit (8) qui vient en contact avec la surfa- ce intérieure dudit rouleau annulaire et qui tourne dans le même sens et à la même vitesse que le rouleau annulai- re tout'en tenant des faisceaux de fibres (m) à friser entre les deux rouleaux, et des anneaux latéraux (1',1") quisont situés de chaque côté de l'endroit de contact des deux rouleaux ez qui tournent dans le même sens et à la même vitesse que ces rouleaux; et en ce que l'entou- rage d'une boite de bourrage (12) est défini par lesdits rouleaux et lesdits anneaux. 2. Appareil de frisage de fibres suivant la reven- dication 1, caractérisé en ce qu'un (1") desdits anneaux latéraux est formé par le moyeu dudit rouleau annulaire (1), et en ce que l'autre anneau latéral (1') est monté solidairement sur l'autre côté dudit rouleau annulaire. 3. Appareil de frisage de fibres suivant la re- vendication 1, caractérisé en ce que lesdits anneaux latéraux (1',1") sont formés solidairement de chaque côté dudit rouleau inscrit (8). 4. Appareil de frisage de fibres suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'un desdits anneaux latéraux (1") est formé par le moyeu dudit rouleau annu- laire (1) et en ce que l'autre anneau latéral (1') est formé solidairement sur un côté dudit rouleau inscrit (8). 5. Appareil de frisage de fibres suivant la re- vendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une piè- ce de retenue de frisage (10) dont le sommet est dirigé vers l'endroit de contact dudit rouleau annulaire et dudit rouleau inscrit, à l'arrière de ladite boite de bourrage. 6. Appareil de frisage de fibres suivant la reven- dication 5, caractérisé en ce que la pièce de retenue de frisage (10) est montée d'une manière telle qu'elle peut se déplacer élastiquement suivant la direction de passa- ge desdits faisceaux de fibres (m). 7. Appareil de frisage de fibres suivant la reven- dication 5, caractérisé en ce qu'il comprend deux pièces de retenue de frisage (10a,lOb) qui sont situées de chaque côté à l'arrière de la boîte de bourrage, suivant la di- rection de passage desdits faisceaux de fibres, et éga- lement d'une manière telle que la distance entre les faces intérieures des deux pièces de retenue de frisage mutuel- lement en regard est large à l'entrée et étroite à la sortie.