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Procédé et machine pour la production d'un voile de fibres.
L'invention se rapporte à un procédé pour produire un voile de fibres à partir d'un voile préliminaire 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 fibres, 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 diviser le voile préliminaire en fibres individuelles a l'aide d'un tambour de carde, auquel le voile préliminaire est acheminé à travers une entrée en forme d'auge et qui coopère avec des paires de rouleaux travailleurs-débourreurs pour régulariser le voile préliminaire divisé, et d'enlever le revêtement de fibres formé par les fibres individuelles, au moyen d'un courant 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 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 cardage et de la régularisation du voile préliminaire divisé, on puisse préparer à l'aide des paires de rouleaux travailleurs-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 connues, il n'est pas possible de produire des voiles uniformes avec une grande capacité de production de fibres par unité de temps, ceci parce que la tendance à la formation de d'agglomérats croît avec le nombre des fibres qui doivent être individualisées par le tambour de carde en une unité de temps, ce qui exerce une influence gênante en particulier dans le cas de voiles contenus dans les plages
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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 tambour de carde dépend nécessairement du diamètre du tambour 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'utiliser 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'enlèvement des fibres sur le tambour de carde, on peut limiter la densité des fibres du courant de fibres qui s'envolent du tambour de carde. A cet effet, il est connu (US-A-4 583 267) de disposer plusieurs tambours de carde directement les uns à la suite des autres, de sorte que chaque tambour de carde suivant peigne la matière fibreuse 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 courants 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 limité dans les courants de fibres 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 surface 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
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construction parce qu'on doit prévoir plusieurs tambours de carde successifs et que les inévitables irrégularités qui se produisent au moment où une fraction du produit fibreux est reçue par le tambour de carde suivant, doivent être compensées par des paires de rouleaux travailleursdébourreurs supplémentaires. Ce-ci mis à part, la distance séparant la surface collectrice 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 tambours, à une tendance croissante à la formation d'agglomérats 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 puisse éviter les agglomérations de fibres résultant de la grande longueur des trajets de l'air transporteur.
L'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 à la surface 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 indépendamment 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 fibres sur le tambour.
Du fait que les fibres sont enlevées de la surface du tambour par aspiration dans une direction sensiblement radiale, la surface collectrice s'étend au moins
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approximativement parallèlement à la région d'enlèvement des fibres, de sorte que, contrairement à ce qui se produit dans un séparation tangentielle des fibres, on obtient une zone d'étalement des fibres relativement grande sur la surface collectrice, ce qui apporte l'effet d'une meilleur régularisation des irrégularités, toujours présentes, de la distribution des fibres.
On obtient des conditions particulièrement avantageuses dans un nouveau perfectionnement de l'invention par le fait que la nappe de fibres du tambour est enlevée du tambour par aspiration, pour former plusieurs courant de fibres, par couches dans des régions successives 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 tambour dans la région d'une couche extérieure, on peut entretenir sans difficulté pour ce courant de fibres aspirées les conditions de limitation de la densité de fibres 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'autres courants de fibres dans des segments circonférentiels successifs du tambour, de sorte que la nappe de fibres du tambour, formée de fibres individualisés, 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 nécessaire d'utiliser des tambours de carde additionnels.
De cette façon, on peut aussi éviter les influences perturbatrices qui seraient inévitables autrement lors du transfert 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 de fibres est assuré par la construction multicouche du voile, qui est assurée par les
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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 individuelles, puisse être enlevée par aspiration en plusieurs courants de fibres, il est généralement recommandé de ne pas utiliser pour cela de tambour séparé des tambours de carde pour diviser le voile préliminaire ceci afin d'éviter les irrégularités qui se produiraient lors du transfert de la nappe de fibres de l'un à l'autre des tambours.
Pour la mise en oeuvre du procédé, il peut donc être avantageux de prendre pour point de départ une machine comprenant un tambour de carde, une surface collectrice 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 côté de cette surface qui est à l'opposé du tambour de carde, et avec au moins un canal d'aspiration interposé entre le tambour de carde et la surface collectrice, le canal d'aspiration se raccordant au moins approximativement radialement au tambour de carde.
La section 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 dépose les fibres ainsi aspirées sensiblement individuellement sur la surface collectrice, sans aucune direction préférentielle.
La condition à établir pour la production d'un voile de fibres qui présente une disposition aléatoire des fibres, sans direction préférentielle, consiste en ce qu'il ne s'exerce pas de force d'orientation sur les fibres sous l'effet du courant d'air transporteur pendant le vol entre le tambour de carde et la surface collectrice, ce qui exclut une accélération du courant d'air transporteur vers
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la surface collectrice. Cette condition exigée peut avantageusement être respectée grâce au fait que le canal d'aspiration se raccorde à la circonférence du tambour de carde parce que les conditions 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 valeur 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 carde en plusieurs courants de fibres, il suffit de prévoir entre le tambour de carde et la surface collectrice plusieurs canaux d'aspiration, disposés l'un à la suite de l'autre dans la direction circonférentielle du tambour de carde ou dans le sens du mouvement de la surface collectrice, et qui sont disposés au moins approximativement 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 possibilité de construire le voile en plusieurs couches.
Pour pouvoir établir des conditions d'écoulement 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 canal 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 où les canaux d'aspiration 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
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fibres détachées du tambour de carde avec le courant d'air transporteur seront transportés sans défaut.
A ce propos, on obtient des conditions particulièrement avantageuses lorsque les ouvertures d'aspiration 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 tambour 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'alimentation 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'aspiration d'air d'alimentation pourraient être agencées, par exemple, sous la forme de rangées de bouches individuelles. Toutefois, on obtient des conditions de construction particulièrement simples lorsque les ouvertures d'aspiration d'air d'alimentation sont formées par des fentes d'aspiration qui sont ininterrompues sur toute la larguer 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 dispositions additionnelles, même sur de grandes largeurs de travail.
Pour acheminer l'air d'alimentation aux ouvertures d'aspiration d'air d'alimentation, on pourrait se servir de conduites d'air distinctes. Toutefois, l'espace compris entre les parois des canaux d'aspiration peut être utilisé avantageusement comme canal d'air d'alimentation, 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.
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Afin que l'uniformité du voile, sous l'aspect de la distribution et de l'orientation des fibres, ne puisse pas être détériorés 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 fibres, de sorte qu'on peut se dispenser du transfert du voile de fibres de la surface collectrice à un transporteur d'évacuation distinct, transfert qui serait nécessaire autrement. Du fait que la surface collectrice est aspirée, on peut faire défiler cette surface dans différentes positions dans l'espace, pour adapter l'agencement à la place disponible.
Afin qu'il ne soit pas nécessaire d'aspirer 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'invention 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'aspiration, et à plus grande échelle ; et la figure 3 représente une forme simplifiée de réalisation d'une machine selon l'invention dans une représentation correspondant à la figure 2.
La machine représentée, prévue pour la production d'un voile de fibres à partir d'un voile préliminaire, est composée essentiellement, selon les figures 1 et 2, 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
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circonférentielle du tambour de carde 1 ou dans la direction du mouvement de la surface collectrice 2, et qui se raccordent au tambour de carde dans une direction au moins approximativement radiale.
Sur le côté 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
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courroie transporteuse 6, à une entrée en forme d'auge du tambour de carde 1, qui est composée d'une table en auge j et d'un rouleau d'entrée 8, le voile préliminaire étant divisé en fibres individuelles. Il se produit une régularisation additionnelle de la nappe de fibres sur des paires de rouleaux travailleurs-débourreurs 9, qui font suite à entrée en auge dans le sens de la rotation du tambour de carde 1, la nappe étant acheminée ensuite aux canaux d'aspiration 1 qui se succèdent à un certain écartement mutuel dans la direction circonférentielle.
L'écoulement mutuel dans la direction circonférentielle. L'écoulement d'aspiration dans les différents canaux 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 collectrion 1 en courant de fibres distinctes, en vol libre, les unes après les autres. Ces courant de fibres, qui se déposent sur la surface collectrice l'un à la suite de l'autre dans le sens du mouvement de la surface collectrice 1 présentent une densité de fibres d'autant plus faible, qui exclut le risque d'agglomération gênante 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'aspiration, qui est
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faible comparativement au cas où les fibres sont enlevées sur le tambour de carde dans une direction tangentielle, les fibres se déposent uniformément, sans direction préférentielle sur la surface collectrice 2, 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 conditions de constructions 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, autrement, se manifesteraient à l'occasion du transfert du voile de la surface collectrice à un transporteur d'évacuation. Le brin transporteur 11 de la bande transporteuse d'évacuation 10 circule au moins sensiblement horizontalement à l'extérieur de la région de la surface collectrice 2, pour qu'on n'ait pas à réaliser une aspiration dans cette région du transport.
La surface collectrice 1 peut défiler dans une attitude quelconque dans l'espace, c'est-à-dire aussi bien horizontalement ou verticalement, puisque, sur cette surface collectrice, le voile en cours de formation se dépose par aspiration.
Naturellement, la condition à respecter pour assurer un dépôt uniforme des fibres sur la surface collectrice 2 est un transport sans perturbations à l'intérieur des canaux d'aspiration 3, ce qui exige à son tour la formation de courant d'air transporteur appropriés à l'intérieur des canaux d'aspiration 1. Etant donné que les possibilités d'acheminement d'air entre le tambour de carde 1 et le couvercle de carde sont limitées, on associe aux canaux d'aspiration 3, dans la région où ils se raccordent au tambour de carde 1 des ouvertures d'arrivée d'air 12 constituées par des fentes d'aspiration qui s'étendent sur toute la largeur de travail du tambour 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
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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 grâce à son changement de direction 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 canaux et les recouvrements prévus entre ces parois des canaux et le tambour de carde 1 un canal 14 qui peut avantageusement être utilisé comme canal d'arrivée d'air pour les ouvertures 12 d'aspiration d'air d'alimentation. Les recouvrement côté tambour forment ici les parois latérales de raccordement des canaux munies des ouvertures d'aspiration d'air 12.
Sur la figure 3, on a représenté une construction simplifiée d'un dispositif selon l'invention, dans laquelle il est prévu, en remplacement des trois canaux d'aspiration, un seul canal d'aspiration 1 entre le tambour de carde J. et la surface collectrice 1. Ainsi qu'on peut le voir directement sur cette représentation, la longueur de ce canal d'aspiration qui s'étend radialement vers le tambour de carde peut être choisie indépendamment 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 à l'avance en fonction des exigences.
Etant donné que la largeur du canal d'aspiration 3 est adaptée à la longueur circonférentielle de la région d'enlèvement des fibres 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'épaisseur de la nappe de fibres, le long de la région d'enlèvement, avec l'avantage d'obtenir 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'agglomérer dans la région du courant d'air transporteur.