Brevet FR2684693A1 — publié le 19930611

L'invention se rapporte à une machine pour la fabrication d'un voile de fibres non tissé, comprenant un tambour de carde, une surface réceptrice perméable à l'air, entraînée en mouvement continu, servant à recevoir les 5 fibres prises sur le tambour de carde par un flux d'air transporteur, une caisse aspirante, raccordée à la surface réceptrice, sur le côté de cette surface qui est à l'opposé du tambour de carde, et un canal d'aspiration interposé entre le tambour de carde et la surface réceptrice. Pour fabriquer un voile de fibres en partant d'un pré-voile, il est connu (US-A-3 641 628) de diviser le pré- voile en fibres élémentaires à l'aide d'un tambour de carde et de souffler le dépôt de fibres composé des fibres individuelles au moyen d'un flux d'air transporteur tangentiel au tambour de carde, en profitant de la force centrifuge, pour déposer les fibres individuelles, pour la formation du voile, sur une surface réceptrice en mouvement continu, disposée au-dessous du tambour de carde, et à travers laquelle le flux d'air transporteur est aspiré Un inconvénient de ces machines consiste en ce que les fibres individuelles ne peuvent pas être déposées sur la surface réceptrice avec l'uniformité nécessaire, en particulier dans le cas o il passe une grande quantité de fibres par unité de temps, parce que la longueur du vol des fibres entre la région d'envol sur le tambour de carde et la région d'arrivée sur la surface réceptrice dépend obligatoirement du diamètre du tambour de carde, de sorte que, surtout dans le cas de grandes largeurs de travail, on doit compter un risque considérable d'agglomération en conglomérats, parce que, justement les grandes largeurs de travail exigent un grand diamètre des tambours de carde et impliquent de ce fait de grandes distances de vol pour les fibres. Pour garantir un envol uniforme des fibres sur le tambour de carde et pour déposer les fibres enlevées sans perturbation sur la surface réceptrice, il a déjà été proposé de prévoir entre le tambour de carde et la surface 5 réceptrice plusieurs canaux d'aspiration orientés sensiblement radialement au tambour de carde, disposés l'un à la suite de l'autre dans la direction de la rotation du tambour de carde, de manière que le pré-voile divisé en fibres individuelles par le tambour de carde puisse se10 déposer sur la surface réceptrice en plusieurs courants partiels de fibres successifs Dans chacun de ces courants partiels de fibres, on observe une tendance considérablement réduite à la formation de conglomérats, grâce à la quantité d'autant plus réduite de fibres.15 Toutefois, le fait de détacher les fibres du tambour de carde par couches, dans plusieurs courants partiels de fibres, est lié à un accroissement de la dépense. L'invention a donc pour but de donner à une machine pour la fabrication d'un voile de fibres du genre décrit au début, une configuration qui puisse, non seulement, garantir des conditions avantageuses d'envol des fibres sur le tambour de carde, mais aussi éviter l'agglomération de fibres en conglomérats.25 L'invention résoud le problème posé par le fait que le canal d'aspiration se raccorde au tambour de carde dans une région de la circonférence qui fait directement face à la surface réceptrice, et que, dans la région de30 raccordement de la paroi du canal au tambour de carde, aussi bien côté arrivée que côté sortie, relativement au sens de rotation du tambour de carde, sont prévus des canaux d'arrivée d'air s'étendant sur la largeur de travail du tambour de carde, et qui alimentent le canal35 d'aspiration, lequel est formé entre le tambour de carde, d'une part et un recouvrement de tambour, d'autre part, lequel se raccorde à la paroi du canal côté arrivée, en se dirigeant en sens inverse de la rotation du tambour, et à la paroi du canal côté sortie en se dirigeant dans le sens 5 de rotation du tambour. Etant donné que le canal d'aspiration est prévu entre la surface réceptrice et une région de la circonférence du tambour de carde qui fait directement face10 à la surface réceptrice, la longueur de ce canal d'aspiration et, de ce fait, la longueur du trajet de l'air transporteur peuvent être choisies indépendamment du diamètre du tambour, et en fonction des conditions exigées De cette façon, il devient possible, même dans le15 cas de grands diamètres de tambour, de limiter la longueur moyenne de trajet de vol des fibres à une mesure qui exclut largement le risque d'agglomération en conglomérats La condition à respecter pour produire un voile ayant une orientation aléatoire des fibres, dépourvue de direction privilégiée, consiste à n'exercer sur les fibres, pendant leur vol, du tambour de carde à la surface réceptrice, aucune force directionnelle capable de perturber l'orientation aléatoire des fibres par l'action du flux d'air transporteur, ce qui exclut toute accélération du25 flux d'air transporteur en direction de la surface réceptrice Cette condition peut être avantageusement satisfaite en utilisant un canal d'aspiration qui se raccorde au tambour de carde dans une région de la circonférence qui fait directement face à la surface réceptrice, parce que les conditions d'écoulement dans ce canal peuvent être fixées, par construction, lorsque, grâce à des canaux d'arrivée qui s'étendent sur la largeur de travail du tambour de carde, on fait en sorte d'obtenir un flux d'air transporteur suffisant qui est aspiré exclusivement par l'intermédiaire de la caisse aspirante de la surface réceptrice Un point essentiel à ce propos consiste surtout dans le flux d'air partiel aspiré par l'intermédiaire du canal d'arrivée d'air dans la région de la paroi côté sortie du canal qui, d'une part, favorise le décollage des fibres du tambour de carde sans agglomération en conglomérats, et, d'autre part, impose un changement de direction des fibres en direction du canal d'aspiration A cet effet, le canal d'arrivée est formé dans la région de la paroi côté sortie du canal entre le tambour de carde et un recouvrement de tambour qui se raccorde à la paroi côté sortie du canal dans le sens de la rotation du tambour, de sorte qu'à l'intérieur de ce canal d'arrivée d'air, le flux d'air s'écoule en sens inverse du sens de rotation du tambour, ce qui assure un décollage des fibres qui ont été entraînées avec le tambour de carde hors de la région du canal d'aspiration radial, et qui sont réintroduites ensuite dans le canal d'aspiration avec le flux d'air transporteur s'écoulant en sens inverse du sens de rotation du tambour. Etant donné que le canal d'arrivée d'air est aussi aspiré dans la région de la paroi du canal côté arrivée entre un recouvrement du tambour et le tambour de carde, il peut déjà se produire précocement un décollage des fibres dans cette région du canal d'arrivée d'air, de sorte qu'il s'établit au total des conditions de décollage particulièrement avantageuses qui permettent sans autres mesures d'incliner plus fortement le côté avant des dents du tambour de carde, ce qui peut améliorer sensiblement l'effet de cardage du tambour de carde. Afin que l'air arrivant qui s'écoule en sens inverse du sens de rotation du tambour de carde dans le canal d'aspiration, et qui se mélange avec l'air arrivant qui arrive dans le sens de la rotation du tambour, ne puisse pas exercer d'influence désavantageuse sur le transport des fibres à l'intérieur du canal d'aspiration, et selon un autre perfectionnement de l'invention, le canal d'aspiration peut se rétrécir tout d'abord en forme de buse 5 en partant des canaux d'arrivée d'air dans la région de la paroi du canal côté arrivée et côté sortie, puis s'élargir ensuite en forme de diffuseur en direction de la surface réceptrice Cette disposition favorise tout d'abord le mélange des deux courants d'arrivée d'air dans la région du10 canal d'aspiration qui se rétrécit en buse, de sorte que, ensuite, un flux d'air transporteur qui est uniforme sous l'aspect de sa charge de fibres, est transporté dans le segment suivant du canal, segment qui, en raison de son élargissement en forme de diffuseur, garantit non seulement un transport des fibres largement exempt de tourbillons mais assure ensuite la tranquillisation des conditions d'écoulement, ce qui est d'une importance considérable pour obtenir un dépôt aléatoire des fibres parce que, pour cela, il est extrêmement recommandé d'éviter tout effet directionnel sur les fibres On peut toujours s'attendre à observer des effets directionnels de ce genre lorsqu'il se produit une accélération d'air transporteur. L'objet de l'invention est représenté à titre d'exemple sur le dessins Sur ce dessin, la figure 1 représente une machine selon l'invention pour la fabrication d'un voile de fibres par une vue en coupe longitudinale schématique; et la figure 2 représente cette machine par une vue avec arrachements, en coupe à travers le canal d'aspiration et à échelle agrandie. La machine de fabrication d'un voile de fibres qui est représentée est essentiellement composée d'un tambour de carde 1 présentant une garniture de dents, d'une surface réceptrice 2 perméable à l'air, entraînée en mouvement continu, et d'un canal d'aspiration 3 qui s'étend entre la surface réceptrice 2 et une région de la circonférence du tambour de carde 1 qui fait directement face à la surface 5 réceptrice 2 Sur la face de la surface réceptrice 2 qui est à l'opposé du tambour de carde 1, est prévue une caisse aspirante 4 qui assure une aspiration correspondante de l'air transporteur du canal d'aspiration 3 à travers la surface réceptrice 2. Le pré-voile amont est acheminé d'une façon habituelle, au moyen d'une courroie transporteuse 5, à une entrée en auge 8 du tambour de carde 1, qui est composée d'une table en auge 6 et d'un rouleau d'introduction 7, le pré-voile étant alors divisé en fibres élémentaires Une paire de rouleaux travailleurs-débourreurs 9, qui fait suite à l'entrée en auge 8 dans le sens de rotation du tambour de carde 1, assure une régularisation additionnelle de la couche de fibres, qui est acheminée par la suite au canal d'aspiration 3. L'air transporteur servant pour l'écoulement par aspiration à travers le canal d'aspiration 3 est aspiré, à travers des canaux d'arrivée d'air 10 et 11, associés à la paroi 3 a, côté arrivée, du canal et à la paroi 3 b, côté sortie, du canal, ces canaux se formant entre le tambour de carde 1 et un recouvrement de tambour 12 ou 13 respectivement Les veines d'air passant par les canaux d'arrivée d'air 10 et 11 assurent, en coopération avec les forces centrifuges qui s'exercent sur les fibres, un décollage des fibres individuelles du tambour de carde 1 et, dans la suite, un transport des fibres en direction de la surface réceptrice 2 La condition à remplir pour obtenir un dépôt uniforme des fibres sur la surface réceptrice des fibres 2 est tout d'abord un décollage non perturbé des fibres du tambour de carde 1, et ensuite un transport non perturbé des fibres à l'intérieur du canal d'aspiration 3 Le décollage des fibres individuelles sur le tambour de carde 1 qui résulte de la force centrifuge est particulièrement favorisé par le courant d'arrivée d'air passant par le canal d'arrivée d'air 10, et, plus précisément, avant d'atteindre le canal d'aspiration 3. Dans la région de la paroi 3 b, côté sortie, du canal, le flux d'air acheminé en passant par le canal d'arrivé d'air il, s'écoule le long de la circonférence extérieure du tambour de carde 1, en sens inverse du sens de rotation du tambour vers le canal d'aspiration 3, de sorte que, à l'aide de ce flux d'air sens sens inverse, les fibres résiduelles qui sont éventuellement entraînées hors de la région du canal d'aspiration 3 avec le tambour de carde 5 sont séparées du tambour de carde et réintroduites dans le canal d'aspiration 3 Ce courant d'arrivée d'air aspiré à travers le canal d'arrivée d'air Il favorise en outre le renvoi des fibres en direction du canal d'aspiration 3. Afin que les fibres acheminées à la surface réceptrice 2 dans le flux d'air transporteur qui se compose des courants d'arrivée d'air passant par les canaux 10 et il puissent se déposer sur la surface réceptrice 2 dans une orientation aléatoire uniforme sans direction privilégiée, le canal d'aspiration 3 se rétrécit tout d'abord en forme de buse dans la région du mélange des deux courants30 d'arrivée d'air, pour s'élargir de nouveau en forme de diffuseur en direction de la surface réceptrice 2 à la suite de ce rétrécissement en buse, ainsi qu'on peut le voir en particulier sur la figure 2, sur laquelle le segment du canal qui se rétrécit en buse est désigné par 14 et le segment du canal qui s'élargit en diffuseur est désigné par 15 Cette configuration du canal apporte l'avantage de mélanger les deux veines d'air opposées avant que le flux d'air transporteur commun formé à partir de ces veines d'air ne soit aspiré à travers la surface réceptrice 2 Grâce à l'élargissement du canal en forme de diffuseur, ce flux d'air transporteur commun subit un effet de tranquillisation qui favorise l'orientation aléatoire des fibres déposées En outre, le fait que l'écoulement est laminaire dans une large mesure, le risque d'agglomération en conglomérats reste très faible. Pour pouvoir assurer effectivement un dépôt uniforme des fibres, il faut assurer une aspiration appropriée du flux d'air transporteur à travers la surface réceptrice 2 Pour cela, on agit sur la répartition de l'écoulement de la veine d'aspiration, en subdivisant la caisse aspirante 4 en segments d'aspiration 4 a distincts, séparés les uns des autres, qui se succèdent dans la direction du mouvement de la surface réceptrice, et qui peuvent être alimentés avec des dépressions différentes, du moins par groupes En appliquant des puissances d'aspiration qui varient de l'un à l'autre des différents segments d'aspiration 4 a, on obtient que, dans la région de la zone d'aspiration à travers la surface réceptrice, les veines d'aspiration exercent des actions variables sur le flux d'air transporteur circulant dans le canal d'aspiration 3, de sorte qu'avec une répartition appropriée des veines, on peut obtenir, également un écoulement largement laminaire dans la région de la surface réceptrice. R E V E N D I C A T I O N S 1 Machine pour la fabrication d'un voile de fibres non tissé, comprenant un tambour de carde, une surface réceptrice perméable à l'air, entraînée en mouvement continu, servant à recevoir les fibres prisessur le tambour de carde par un flux d'air transporteur, une caisse aspirante, raccordée à la surface réceptrice, sur le côté de cette surface qui est à l'opposé du tambour de carde, et1 o un canal d'aspiration interposé entre le tambour de carde et la surface réceptrice, caractérisée par le fait que le canal d'aspiration ( 3) se raccorde au tambour de carde ( 1) dans une région de la circonférence qui fait directement face à la surface réceptrice ( 2), et que, dans la région de15 raccordement de la paroi ( 3 a, 3 b) du canal au tambour de carde ( 1), aussi bien côté arrivée que côté sortie, relativement au sens de rotation du tambour de carde, sont prévus des canaux d'arrivée d'air ( 10, 11) s'étendant sur la largeur de travail du tambour de carde ( 1), et qui20 alimentent le canal d'aspiration ( 3), lequel est formé entre le tambour de carde ( 1), d'une part et un recouvrement de tambour ( 12, 13), d'autre part, lequel se raccorde à la paroi du canal ( 3 a) côté arrivée, en se dirigeant en sens inverse de la rotation du tambour, et à25 la paroi du canal ( 3 b) côté sortie en se dirigeant dans le sens de rotation du tambour. 2 Machine selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le canal d'aspiration ( 3) peut se rétrécir tout d'abord en forme de buse en partant des canaux d'arrivée d'air ( 10, 11) dans la région de la paroi du canal côté arrivée ( 3 a) et côté sortie ( 3 b), puis s'élargir ensuite en forme de diffuseur en direction de la surface réceptrice ( 2).