Brevet FR2658208A1 — publié le 19910816

i L'invention se rapporte à un procédé pour pro- duire un voile de fibres à partir d'un voile préliminai- re qui, après avoir été divisé en fibres individuelles, forme une nappe de fibres recouvrant un tambour rotatif et est déposé en vol libre, en au moins un courant de fi- bres, à l'aide d'un courant d'air transporteur, sur une surface collectrice animée d'un mouvement continu, avec aspiration du courant d'air transporteur à travers la surface collectrice, et elle concerne aussi une machine pour la mise en oeuvre du procédé. Pour produire un voile de fibres à partir d'un voile préliminaire, il est connu (US-A-3 641 628) de di- viser le voile préliminaire en fibres individuelles à l'aide d'un tambour de carde, auquel le voile préliminai- re est acheminé à travers une entrée en forme d'auge et qui coopère avec des paires de rouleaux travailleurs-dé- bourreurs pour régulariser le voile préliminaire divisé, et d'enlever le revêtement de fibres formé par les fi- bres individuelles, au moyen d'un courant d'air transpor- teur tangentiel au tambour de carde, en profitant de la force centrifuge, pour déposer les fibres individuelles pour la formation du voile sur une surface collectrice agencée au-dessous du tambour de carde et animée d'un mouvement continu, et à travers laquelle le courant d'air transporteur est aspiré Bien qu'à l'aide du carda- ge et de la régularisation du voile préliminaire divisé, on puisse préparer à l'aide des paires de rouleaux tra- vailleurs-débourreurs une nappe très uniforme de fibres individuelles sur le point de déchargement du tambour de carde, avec les machines de ce genre qui sont déjà con- nues, il n'est pas possible de produire des voiles uni- formes avec une grande capacité de production de fibres par unité de temps, ceci parce que la tendance à la for- mation de d'agglomérats croit avec le nombre des fibres qui doivent être individualisées par le tambour de carde en une unité de temps, ce qui exerce une influence gênan- te en particulier dans le cas de voiles contenus dans les plages de poids réduites A ceci s'ajoute encore le fait que la longueur de vol des fibres entre la région de séparation du tambour de carde et la région d'impact sur la surface collectrice qui passe au-dessous du tam- bour de carde dépend nécessairement du diamètre du tam- bour de carde de sorte que, en particulier, dans le cas de grandes largeurs de travail et des grands diamètres des tambours de carde, qui sont rendus nécessaires pour des raisons de solidité, il devient nécessaire d'utili- ser des trajets d'air transporteur relativement grands qui, à leur tour, entraînent un accroissement du risque de formation d'agglomérats. Pour éviter les difficultés affectant l'enlève- ment des fibres sur le tambour de carde, on peut limiter la densité des fibres du courant de fibres qui s'envo- lent du tambour de carde A cet effet, il est connu (US- A-4 583 267) de disposer plusieurs tambours de carde di- rectement les uns à la suite des autres, de sorte que chaque tambour de carde suivant peigne la matière fi- breuse arrivant du tambour de carde précédent en jouant le rôle d'un rouleau travailleur De cette façon, seule une partie de la nappe de fibres est déversée du tambour de carde précédent sur la surface collectrice à travers la très petite fente formée entre les tambours de carde. Cette subdivision de la nappe de fibres en plusieurs cou- rants de fibres qui s'envolent l'un après l'autre des différents tambours de carde et se déposent sur une surface collectrice aspirée assure non seulement un très bon transport des fibres individuelles du tambour de carde correspondant sur la surface collectrice grâce à la densité de fibres limitée dans les courants de fi- bres mais, en outre, une compensation des irrégularités éventuelles de la distribution des fibres Le voile est alors construit en plusieurs couches, qui correspondent aux différents courants de fibres qui tombent sur la sur- face collectrice l'un à la suite de l'autre dans le sens du mouvement Ce mode avantageux de formation du voile est malheureusement obtenu au prix d'un accroissement de la complexité de la construction parce qu'on doit pré- voir plusieurs tambours de carde successifs et que les inévitables irrégularités qui se produisent au moment o une fraction du produit fibreux est reçue par le tambour de carde suivant, doivent être compensées par des paires de rouleaux travailleurs-débourreurs supplémentaires Ce- ci mis à part, la distance séparant la surface collectri- ce de la très petite fente comprise entre deux tambours de carde successifs dépend du diamètre des tambours, ce qui conduit,, dans le cas de grands diamètres de tam- boursr à une tendance croissante à la formation d'agglo- mérats de fibres. L'invention se donne donc pour but de réaliser un procédé de production d'un voile de fibres du genre défini au début de telle manière que, non seulement il garantisse des conditions avantageuses d'enlèvement des fibres sur un tambour de carde mais qu'en outre, on puis- se éviter les agglomérations de fibres résultant de la grande longueur des trajets de l'air transporteur. Lt invention résoud le problème posé par le fait que la nappe de fibres du tambour est enlevée du tambour par aspiration dans une direction transversale a la sur- face du tambour. Etant donné que, grâce à cette disposition, la nappe de fibres est enlevée du tambour par aspiration dans une direction au moins approximativement radiale, la longueur du trajet de l'air transporteur peut être choisie en fonction des conditions exigées, et indépen- damment du diamètre du tambour, de sorte que, dans le cas de grands diamètres de tambours, la longueur de vol moyenne des fibres peut être limitée à une valeur qui exclut le risque d'agglomération A ceci s'ajoute encore le fait que l'enlèvement des fibres sur le tambour se produit progressivement sur l'épaisseur de la nappe de fibres, ce qui favorise l'enlèvement individuel des fi- bres sur le tambour Du fait que les fibres sont enle- vées de la surface du tambour par aspiration dans une di- rection sensiblement radiale, la surface collectrice s'étend au moins approximativement parallèlement & la ré- gion d'enlèvement des fibres, de sorte que, contraire- ment à ce qui se produit dans une séparation tangentiel- le des fibres, on obtient une zone d'étalement des fi- bres relativement grande sur la surface collectrice, ce qui apporte l'effet d'une meilleure régularisation des irrégularités, toujours présentes, de la distribution des fibres. On obtient des conditions particulièrement avan- tageuses dans un nouveau perfectionnement de l'invention par le fait que la nappe de fiibres du tambour est enle- vée du tambour par aspiration, pour former plusieurs cou- rants de fibres, par couches dans des régions successi- ves de la circonférence, transversalement à la surface du tambour Etant donné que la nappe de fibres composée de fibres individualisées est initialement enlevée par aspiration dans un segment de la circonférence du tam- bour dans la région d'une couche extérieure, on peut en- tretenir sans difficulté pour ce courant de fibres aspi- rées les conditions de limitation de la densité de fi- bres qui sont avantageuses pour assurer un transport non perturbé des fibres dans le courant d'air transporteur. La Même observation est valable pour l'aspiration par couches d'antres courants de fibres dans des segments circonférentiels successifs du tambour, de sorte que la nappe de Libres du tambour, formée de fibres individuali- sées, peut être enlevée en plusieurs courants de fibres, sans risque d'agglomération, et déposée successivement, dans le sens du transport, sur une surface collectrice animée d'un mouvement continu, sans qu'il soit nécessai- re d'utiliser des tambours de carde additionnels De cet- te façon, on peut aussi éviter les influence perturba- trices qui seraient inévitables autrement lors du trans- fert de la matière fibreuse d'un tambour de carde à un tambour suivant L'effet de doublage qui est nécessaire pour compenser les irrégularités qui se présentent de toute façon dans la distribution des fibres est assuré par la construction multicouche du voile, qui est assut- ree par les courants de fibres qui se superposent,, de même que lorsqu'on utilise plusieurs tambours de carde qui servent à préparer chacun un courant de fibres. Bien que, dans le procédé selon l'invention, la nappe de fibres de chaque tambour qui est approprié pour conduire une telle nappe composée de fibres' individuel- les, puisse être enlevée par aspiration en plusieurs cou- rants de fibres, il est généralement -recommandé de ne pas utiliser pour cela de tambour séparé des tambours de carde pour diviser le voile préliminaire cecif afin d'évi- ter les irrégularités qui se produiraient lors du trans- Lert de la nappe de fibres de l'un à l'autre des tam- bours Pour la -mise en oeuvre du procédé, il peut donc être avantageux de prendre pour point de départ une ma- chine comprenant un tambour de carde, une surface collec- trice perméable à l'air, animée d'un mouvement continu pour recevoir les fibres -qui s'envolent du tambour de carde dans un courant d'air transporteur,, avec au moins une caisse aspirante raccordée à la surface collectrice, sur le c Oté de cette surface qui est à l'opposé du tam- bour de carde, et avec au moins un canal d'aspiration in- terposé entre le tambour de carde et la surface collec- trice, le canal d'aspiration se raccordant au moins ap- proximativement radialemnent au tambour de carde La sec- tion d'écoulement de la caisse aspirante sur le canal d'aspiration produit dans ce canal un courant d'air transporteur qui détermine un enlèvement progressif de la nappe de fibres sur le tambour de carde, et qui dépo- se les fibres ainsi aspirées sensiblement individuelle- ment sur la surface collectrice, sans aucune direction préférentielle. La condition à établir pour la production d'un voile de fibres gui présente une disposition aléatoire des fibres, sans direction préférentielle, consiste an ce qu'il ne s'exerce pas de force d'orientation sur les fibres sous 1 'effet du courant d'air transporteur pen- dant le vol entre le tambour de carde et la surface col- lectrice, ce qui exclut une accélération du courant d'air transporteur vers la surface collectrice Cette condition exigée peut avantageusement être respectée grâ- ce au fait que le canal d'aspiration se raccorde a la circonférence du tambour de carde parce que les condi- tions d'écoulement dans ce canal d'aspiration peuvent être établies d'une façon simple du point de vue de la construction, Etant donné que, d'autre part, la longueur du canal d'aspiration peut être limitée à une faible va- leur quel que soit le diamètre du tambour de carde, on obtient des avantages considérables comparativement au dispositif connu et comparable. pour détacher la nappe de fibres du tambour de -7 carde en plusieurs courants de fibres, il suffit de pré- voir entre le tambour de carde et la surface collectrice plusieurs canaux d'aspiration, disposés l'un & la suite de l Tautre dans la direction circonférentielle du tam- bour de carde ou dans le sens du mouvement de la surface collectrice, et qui sont disposés au moins approximati- vement radialement au tambour de carde, afin de pouvoir exploiter pour chaque courant de fibres dans la région du canal d'aspiration correspondant les avantages de l'aspiration radiale des fibres, et ceci avec la possibi- lité de construire le voile en plusieurs couches. Pour pouvoir établir des conditions d'écoule- ment appropriées dans chaque canal d'aspiration, il faut fournir un débit d'air suffisant pour le courant d'air transporteur A cet effet, on peut associer à chaque ca- nal d'aspiration, dans la région de son raccordement sur le tambour de carde, au moins une ouverture d'aspiration d'air d'alimentation Le débit d'air qui est nécessaire pour assurer un transport sans défaut des fibres peut être aspiré à travers ces ouvertures d'aspiration d'air d'alimentation L'agencement des ouvertures d'aspiration d'air d'alimentation dans la région o les canaux d'aspi- ration se raccordent au tambour de carde donne naissance à un écoulement d'air qui est rabattu en direction des canaux d'aspiration, directement à leur raccordement au tambour de carde, ce qui garantit que les fibres déta- chées du tambour de carde avec le courant d'air transpor- teur seront transportés sans défaut. a ce propos, on obtient des conditions particu- lièrement avantageuses lorsque les ouvertures d'aspira- tion d'air d'alimentation sont prévues au moins dans les parois de raccordement du canal qui sont situées sur le côté d'entrée relativement au sens de rotation du tam- bour de carde parce que, dans ce cas, le courant d'air transporteur, qui se forme encore dans une région de la circonférence du tambour de carde, favorise l'enlèvement des fibres individuelles sur le tambour de carde. Les ouvertures d'aspiration d'air d'alimenta- tion placées dans la région des canaux d'aspiration ont encore pour mission d'assurer une répartition uniforme de l'air transporteur sur toute la largeur de travail du tambour de carde A cet effet, les ouvertures d'aspira- tion d'air d'alimentation pourraient être agencées, par exemple, sous la for-me de rangées de bouches individuel- les Toutefois, on obtient des conditions de construc- tion particulièrement simples lorsque les ouvertures d'aspiration d'air d'alimentation sont formées par des fentes d'aspiration qui sont ininterrompues sur toute la largeur du tambour de carde En effet, on a constaté avec surprise qu'à l'aide de telles fentes d'aspiration relativement étroites, on peut garantir une répartition suffisamment uniforme de l'air d'alimentation sans dispo- sitions additionnelles, même sur de grandes largeurs de travai 1. Pour acheminer l'air d'alimentation aux ouvertu- res d'aspiration d'air d'alimentation, on pourrait se servir de conduites d'air distinctes Toutefois, l'espa- ce compris entre les parois des canaux d'aspiration peut être utilisé avantageusement comme canal d'air d'alimen- tation, de sorte que les parois latérales du canal, avec les fermetures prévues entre ces parois, d'une part vis- à-vis du tambour de carde et, d'autre part vis-à-vis de la surface collectrice, peuvent former elles-mêmes ces canaux d'air d'alimentation. Afin que l'uniformité du voile, sou S l'aspect de la distribution et de l'orientation des fibres, ne puisse pas être détériorée au cours de l'extraction du voile de la machine, il se révèle avantageux de réaliser la surface collectrice sous la forme d'un segment d'une bande transporteuse d'évacuation du voile de fibrest de sorte qu'on peut se dispenser du transfert du voile de fibres de la surface collectrice à un transporteur d'éva- cuation distinct, transfert qui serait nécessaire autre- mnent Du fait que la surface collectrice est aspirée, on peut faire défiler cette surface dans différentes posi- tions dans l'espace, pour adapter l'agencement à la pla- ce disponible Afin qu'il ne soit pas nécessaire d'aspi- rer la totalité du transporteur d'évacuation, le brin transporteur de la bande transporteuse d'évacuation peut circuler au moins approximativement horizontalement, du moins à l'extérieur de la zone de la surface collectrice raccordée aux canaux d'aspiration. Le procédé de production selon l'invention sera décrit de façon plus détaillée en regard du dessin. Sur ce dessin, la figure 1 représente une machine selon l'in- vention pour la production d'un voile de fibres par une vue en coupe schématique; la figure 2 représente cette machine, par une vue de détail, dans une coupe à travers les canaux d'as- piration, et à plus grande échelle; et la figure 3 représente une forme simplifiée de réalisation d'une machine selon l'invention dans une re- présentation correspondant à la figure 2. La machine représentée, prévue pour la produc- tion d'un voile de fibres à partir d'un voile préliminai- re, est composée essentiellement, selon les figures 1 et 21 d'un tambour de carde 1 qui présente une garniture de dents, d'une surface collectrice 2 perméable à l'air, animée d'un mouvement continu, et de plusieurs canaux d'aspiration 3, disposés les uns à la suite des autres dans la direction circonférentielle du tambour de carde 1 ou dans la direction du mouvement de la surface collec- trice 2, et qui se raccordent au tambour de carde dans une direction au moins approximativement radiale Sur le coté de la surface collectrice 2 qui est à l'opposé du tambour de carde 1, est prévue une caisse aspirante qui présente, pour les différents canaux d'aspiration 3, des insertions d'aspiration 5 séparées par des cloisons, de sorte qu'en agissant sur les insertions d'aspiration 5, on peut intervenir de la façon voulue sur l'écoulement des canaux d'aspiration 3. Le voile préliminaire présenté est acheminé, par une courroie transporteuse 6, à une entrée en forme d'ange du tambour de carde 1, qui est composée d'une ta- ble en auge 7 et d'un rouleau d'entrée 8, le voile préli- minaire étant divisé en fibres individuelles Il se pro- duit une régularisation additionnelle de la nappe de fi- bres sur des paires de rouleaux travailleurs-dêbourreurs 9, qui font suite à l'entrée en auge dans le sens de la rotation du tambour de carde 1, la nappe étant acheminée ensuite aux canaux d'aspiration 3 qui se succèdent à un certain écartement mutuel dans la direction circonféren- tielle L'écoulement d'aspiration dans les différents ca- naux d'aspiration 3 détermine un enlèvement par couches successives par aspiration des fibres individuelles de la nappe de fibres, ces fibres se déposant ainsi sur la surface collectrice 2 en courants de fibres distinctes, en vol libre, les unes après les autres Ces courants de fibres, qui se déposent sur la surface collectrice l'un à la suite de l'autre dans le sens du mouvement de la il surface collectrice 2 présentent une densité de fibres d'autant plus faible, qui exclut le risque d'aggloméra- tion çjênante des fibres à l'intérieur de chaque courant de fibres, d'autant plus que la longueur de transport des canaux d'aspiration 3 est relativement faible En raison de la vitesse d'écoulement dans les canaux d'aspi- ration, qui est faible comparativement an cas o les fi- bres sont enlevées sur le tambour de carde dans une di- rection tangentielle, les fibres se déposent uniformé- ment, sans direction préférentielle sur la surface col- lectrice 2,i dans une disposition aléatoire cependant que, en dépit d'un grand débit de fibres, on obtient un voile très uniforme, même dans la gamme des faibles poids de voiles De toute façon, on obtient des condi- tions de construction plus simples lorsque la surface collectrice 2 est formée par un segment transporteur d'une bande transporteuse d'évacuation 10 parce que, dans ce cas, on évite les influences gênantes qui, autre- ment, se manifesteraient à l'occasion du transfert du voile de la surface collectrice à un transporteur d'éva- cuation Le brin transporteur 11 de la bande transporteu- se d'évacuation 10 circule au moins sensiblement horizon- talement à l'extérieur de la région de la surface collec- trice 2, pour qu'on n'ait pas à réaliser une aspiration dans cette région du transport La surface collectrice 2 peut défiler dans une attitude quelconque dans l'espace, c'est-à-dire aussi bien horizontalement ou verticale- mentr puisque, sur cette surface collectrice, le voile en cours de formation se dépose par aspiration. Naturellement, la condition à respecter pour as- surer un dépôt uniforme des fibres sur la surface collec- trice 2 est un transport sans perturbations à l'inté- rieur des canaux d'aspiration 3, ce qui exige à son tour la formation de courants d'air transporteur appropriés à l'intérieur des canaux d'aspiration 3 Etant donné que Les possibilités d'acheminement d'air entre le tambour de carde 1 et le couvercle de carde sont limitées, on as- socie aux canaux d'aspiration 3, dans la région o ils se raccordent au tambour de carde 1, des ouvertures d'ar- rivée d'air 12 constituées par des fentes d'aspiration qui s'étendent sur toute la largeur de travail du tam- bour de carde 1 L'agencement est tel que les ouvertures d'aspiration d'air d'alimentation 12 soient prévues dans les parois de raccordement des canaux 13 côté arrivée, relativement au sens de rotation du tambour de carde 1, de sorte que le courant d'air qui se forme à travers ces ouvertures d'aspiration favorise l'enlèvement des fibres sur le tambour de carde 1 gr&ce à son changement de di- rection vers les canaux d'aspiration 3. Ainsi qu'on peut le voir en particulier sur la figure 2, il se forme entre les parois latérales des ca- naux et les recouvrements prévus entre ces parois des ca- naux et le tambour de carde 1 un canal 14 qui peut avan- tageusement être utilisé comme canal d'arrivée d'air pour les ouvertures 12 d'aspiration d'air d'alimenta- tion Les recouvrements côté tambour forment ici les pa- rois latérales de raccordement des canaux munies des ou- vertures d'aspiration d'air 12. Sur la figure 3, on a représenté une construc- tion simplifiée d'un dispositif selon l'invention, dans laquelle il est prévu, en remplacement des trois canaux d'aspiration, un seul canal d'aspiration 3 entre le tam- bour de carde 1 et la surface collectrice 2, Ainsi qu Ton peut le voir directement sur cette représentation, la longueur de ce canal d'aspiration qui s'étend radiale- * ment vers le tambour de carde peut être choisie indépen- damment du diamètre du tambour de carde 1, de sorte que la portée libre du vol pour les fibres individualisées qui s'envolent du tambour de carde peut être choisie & avance en fonction des exigences Etant donné que la largeur du canal d'aspiration 3 est adaptée & la lon- gueur circonférentielle de la région d'enlèvement des fi- bres du tambour de carde 1, il s'établit une aspiration progressive de la nappe de fibres du tambour de carde 1 qui progresse sur l'épçaisseur de la nappe de fibres, le long de la région d'enlèvement, avec l'avantage d'obte- nir une longueur d'épandage beaucoup plus grande, que dans le cas d'une aspiration tangentielle des fibres, et qui, en raison de la faible densité de fibres apporte l'avantage d'une faible tendance des fibres à s'agglomé- rer dans la région du courant d'air transporteur. R E V E N D I C A T IO N S 1 Procédé pour produire un voile de f ibres à partir d'un voile préliminaire qui, après avoir été divi- sé en fibres individuelles, forme une nappe de fibres sur un tambour rotatif et est déposé en vol libre, en au moins un courant de fibres, à l'aide d'un courant d'air transporteur, en vol libre, sur une surface collectrice animée d'un mouvement continu, avec aspiration du cou- rant d'air transporteur à travers la surface collectri- ce, caractérisé en ce que la nappe de fibres du tambour est enlevée du tambour par aspiration dans une direction transversale à la surface du tambour. 2 Procédé selon la revendication 1, caractéri- sé en ce que, pour former plusieurs courants de fibres, la nappe de fibres du tambour est enlevée du tambour par aspiration dans des régions circonférentielles successi- ves, et dans une direction transversale à la surface du tambour. 3 Machine pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1 ou 2, comprenant un tambour de carde, une surface collectrice perméable à l'air, animée d'un mouvement continu, pour les fibres qui s'envolent du tambour de carde dans un courant d'air transporteur, comprenant au moins une caisse aspirante disposée sur le c Oté de la surface collectrice qui est à l'opposé du tam- bour de carde, et qui se raccorde à cette surface collec- trice, et au moins un canal d'aspiration formé entre le tambour de carde et la surface collectrice, caractérisée en ce que le canal ( 3) d'aspiration se raccorde au tam- bour de carde ( 1) dans une direction au moins approxima- tivement radiale. 4 Machine selon la revendication 3, caractéri- sée en ce qu'il est prévu, entre le tambour de carde Cl) et la surface collectrice ( 2), des canaux ( 3) d'aspira- tion qui se raccordent au tambour de carde ( 1) dans une direction au moins approximativement radiale, et qui sont disposes l'un à la suite de l'autre dans la direc- tion circonférentielle du tambour de carde ( 1) ou dans la direction du mouvement de la surface collectrice ( 2). Machine selon la revendication 3 ou 4, carac- térisée en ce qu'à chaque canal d'aspiration ( 3) est as- sociée, dans la région de raccordement au tambour de car- de ( 1), au moins une ouverture t 12) d'aspiration d'air d'alimentation. 6 Machine selon la revendication 5, caractéri- sée en ce que les ouvertures ( 12) d'aspiration d'air d'alimentation sont prévues au moins dans les parois ( 13) de raccordement des canaux sur le c Sté d'arrivée re- lativement au sens de rotation du tambour de carde ( 1). 7 Machine selon la revendication 5 ou 6, carac- térisée en ce que les ouvertures ( 12) d'aspiration d'air d'alimentation sont constituées par des fentes d'aspira- tion ininterrompues sur toute la largeur de travail du tambour de carde ( 1). 8 Machine selon une des revendications 5 à 7, caractérisée en ce qu'entre les parois latérales des ca- naux, se forment des canaux ( 14) d'air d'alimentation qui se raccordent aux ouvertures d'aspiration d'air d'alimentation. 9 Machine selon une des revendications 3 à 8, caractérisée en ce que la surface collectrice ( 2) forme un segment d'une bande transporteuse ( 10) d'évacuation des voile de fibres. 10 Machine selon la revendication 9, caractéri- sée en ce que le brin transporteur ( 11) de la bande transporteuse d'évacuation ( 10) circule dans une direc- tion au moins approximativement horizontale, du moins à l'extérieur de la région de la surface collectrice ( 2) qui fait suite aux canaux d'aspiration ( 3).