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BREVET D'INVENTION PERFECTIONNEMENTS AUX MECANISMES POUR ETIRER
DES MATIERES FIBREUSES.
L'invention est relative aux mécanismes pour étirer de la matière fibreuse à différents stades de sa préparation pour les opérations de filature, comme par exemple dans les mécanismes d'étirage des métiers à retordre et à filer.
Comme le savent les gens de métier, il est de pratique courante de soumettre des fibres textiles à une série de ces opérations d'étirage, plus spécialement destinées à rendre les fibres plus parallèles les unes aux autres, de sorte que lorsque la mèche ou ruban de fibres lâchement réunies est tordue, la résistance maximum des fibres puisse autant que possible être utilisée.
L'invention concerne spécialement l'opération d'étirage exécutée sur un ruban de coton lorsqu'il chemine vers les appareils ou machines de filage ou filature, et elle sera explicitée dans le présent mémoire comm,e incorporée dans un mécanisme spécialement étudié dans ce but, étant entendu toutefois que l'invention n'est . pas limitée dans son application à cet emploi particulier.
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Un mécanisme d'étirage type, utilisé dans un métier à filer, comprend plusieurs paires de rouleaux étireurs, ordinairement au nombre de trois ou quatre, chaque paire comprenant un rouleau inférieur et un rouleau supérieur coopérant, et les paires de rouleaux étant disposées l'une en avance sur l'autre, de sorte qu'elles agissent successivement sur un ruban continu guidé à travers ces paires de rouleaux.
Dans un arrangement courant, chaque paire de rouleaux est entraînée en rotation à une vitesse plus élevée que la paire qui la précède immédiatement, de sorte que pendant le cheminement du ruban les fibres dont il est composé sont étirées, le ruban est aminci ou réduit et les fibres sont rendues plus parallèles les unes aux autres.
Dans les dernières années, on a constaté une tendance marquée à accroitre l'étirage produit dans une opération, et par suite à réduire le nombre des opérations d'étirage requises pour préparer la matière en vue du filage.
Alors que l'étirage méthodique des fibres a toujours consti tué un problème important dans ces opérations, l'accroissement du degré d'étirage réalisé dans une seule opération, tout en produisant un fil possédant le degré d'uniformité désiré, a notablement accru la difficulté de maintenir le contrôle des fibres, dont dépend la qualité du produit final. En d'autres termes, la distribution des fibres dans le produit final dépend très largement du contrôle de ces fibres pendant l'opération d'étirage et du relâchement des fibres tour à tour, en sorte qu' elles soient étirées dans un ordre sensiblement cégulier.
La présente invention se rapporte spécialement à ce problème, et elle a pour but d'établir un mécanisme d'étirage dans lequel un contrôle tel que celui décrit plus haut est maintenu.
La nature de l'invention sera aisément comprise à l'aide de la description qui suit, conjointement avec les dessins joints, les nouvelles caractéristiques étant plus spécialement définies dans les revendications annexées.
Dans les dessins:
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Fig.l est une vue en coupe verticale, certaines parties en élévation, du mécanisme d'étirage d'un métier à filer comportant des caractéristiques de la présente invention;
Fig. 2 est une vue analogue, illustrant plus spécialement le mécanisme à poids ou pression et sa relation avec les dispositifs d'étirage.
En se référant tout d'abord à la fig.l, le mécanisme représenté comprend trois séries de dispositifs d'étirage, agencés pour agir successivement sur un ruban S. Dans cette réalisation particulière de l'invention, ces dispositifs comprennent.une paire antérieure de rouleaux étireurs supérieur et inférieur, respectivement désignés par 2 et 3; une paire intermédiaire de rouleaux 4 et 5 et une paire postérieure de rouleaux 6 et 7. Un entonnoir 8, monté sur une barre transversale 9, guide le ruban entre les rouleaux postérieurs.
Ces trois paires de rouleaux sont actionnées aux vitesses nécessaires pour produire l'action d'étirage désirée sur le ruban entre les prises des paires successives. Dans un agencement type, la vitesse périphérique des rouleaux médians est de l'ordre de, par exemple, 1,10 à 1,25 fois celle des rouleaux postérieurs, de manière à communiquer au ruban une pré-tension ou extension suffisante pour déterminer un léger glissement des fibres l'une par rapport à l'autre. Ceci est quelquefois nommé "casse tension", car servant à libérer quelque peu les fibres du léger degré de torsion que possède le ruban lorsqu'il arrive au métier à filer.
Entre les rouleaux médians et les rubans antérieurs un étirage beaucoup plus important est appliqué, et c'est dans cette zone d'étirage important que se présente le problème du contrôle des fibres à la manière décrite plus haut. Afin d'exercer pareil contrôle, la présente invention remplace les rouleaux médians conformes à la pratique usuelle par 'une série unique d'organes ou dispositifs d'étirage. Ces dispositifs comprennent des rouleaux
4 et 5, une courroie ou tablier 10 cheminant entre eux, un guide
12 sur lequel passe la courroie après avoir quitté le rouleau inférieur 5, et une poulie ou organe fou 13, destiné à appliquer
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la tension nécessaire à la courroie.
La poulie comporte des bouts d'arbres faisant saillie axialement à ses extrémités opposées, dont l'un d'eux est représenté dans la fig.2 en 14, et ces arbres sont engagés par des bras 15 articulés à pivot sur la tige 16, en servant ainsi à maintenir la poulie 13 dans sa position active tandis qu'ils lui permettent une certaine liberté de mouvement, nécessaire en raison d'une certaine tendance de la courroie 10 de varier de longueur et sont propres également à permettre l'adap- tation aux petites différences de longueur de courroies différentes.
On comprendra que les rouleaux inférieurs 3, 5 et 7 sont tous positivement commandés de la manière usuelle, par des commandes ou engrenages disposés à une extrémité du métier; que ces rouleaux sont ordinairement établis en acier et sont cannelés ou rendus rugueux afin de procurer une meilleure prise sur le ruban, ou bien, dans le cas du rouleau médian, sur la courroie 10, et que les rouleaux supérieurs 2, 4 et 6 sont entrainés par les rouleaux inférieurs, comme, usuel dans les machines du commerce.
Chacun de ces rouleaux supérieurs est constitué, comme d'ordinaire, par un corps métallique, muni de collets ou tourillons destinés à se déplacer dans des guides formés dans les sellettes, et comportant usuellement une garniture ou recouvrement en liège, cuir, ou autre matière capable de se prêter ou de céder. La courroie 10 également peut être établie à l'aide des mêmes matiè- res que celles employées antérieurement pour des courroies ou tabliers analogues, le cuit étant généralement utilisé.
Les rouleaux supérieurs sont chargés, comme il sera décrit plus avant, pour les maintenir en relation d'entraînement conve- nable par rapport aux rouleaux inférieurs et afin d'assurer la prise nécessaire des paires de rouleaux successives sur le ruban, et l'agencement procurant la charge et le guidage pour le rouleau médian supérieur 4 est tel qu'il presse ce rouleau vers son rouleau inférieur 5 coopérant, suivant la ligne a-b de la fig.l qui relie les axes des deux rouleaux.
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L'agencement est tel que l'engagement de la courroie 10 avec le rouleau inférieur 5 s'étend sur un arc développé afin de permettre à ce rouleau d'entrainer la courroie. Egalement cet engagement est aidé par la pression exercée par le rouleau supérieur 4 qui, par suite, coopère avec le rouleau inférieur pour agripper fermement la courroie entre eux, en plus d'améliorer la liaison d'entrai- nement entre le rouleau inférieur et le rouleau supérieur.
On remarquera également que l'axe du rouleau supérieur 4 est considérablement en avant de l'axe du rouleau inférieur 5, ce rouleau supérieur portant sur la courroie 10 en un poit situé'approximativement au milieu de la longueur ou brin de cette courroie qui s'étend du sommet du rouleau 5 jusqu'à la portion correspondante de la partie sensiblement cylindrique du guide 12.
Dans cet arrangement,par conséquent, le ruban est fermement saisi entre les éléments de prise des rouleaux postérieurs 6 et 7, à nouveau entre le rouleau 4 et la courroie 10, approximativement à l'intersection d de cette dernière avec la ligne a-b , et finalement entre les éléments de prise des rouleaux antérieurs ou délivreurs 2 et 3.' Lorsqu'un point déterminé du ruban se meut du point de prise des rouleaux médians vers la prise des rouleaux antérieurs, il est convoyé en une masse réduite et rendue compacte, approximativement jusqu'au point mécaniquementle plus voisin possible de la prise des rouleaux antérieurs 2 et 3.
En ce dernier point, les fibres sont saisies et extraites ou séparées de cette' masse dans un rapport de réduction dépendant des vitesses relati- ves des rouleaux antérieurs et médians et qui, dans un cas type, peuvent être de l'ordre de 15 à 1. Pendant cette opération de séparation, il est extrêmement important, pour les. 'raisons décri- tes plus haut, de maintenir sur les fibres maintenues entre le rouleau supérieur 4 et la courroie 10, un contrôle tel qu'elles soient étirées autant que possible à leur tour de rôle.
Comme indiqué plus haut, une forte prise est maintenue sensiblement sur la totalité de la section droite du ruban lorsqu'il passe au point d, fig.l, ce résultat s'obtenant du fait que le rouleau supérieur est chargé suivant la ligne a-b, et du fait supplémen-
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taire que le rouleau est maintenu par les guides des sellettes, à l'encontre d'un déplacement latéral, et sauf suivant, cette ligne des centres commune reliant les deux rouleaux.
Par conséquent, lorsqu'un point donné dans le ruban quitte ce point ou emplacement de pression maximum et se meut vers les rouleaux antérieurs., tandis qu'il est encore maintenu entre la périphérie du rouleau 4 et la surface de la courroie 10, il traverse une zone dans laquelle il est soumis à une pression réduite. Le réglage préféré avec un ruban de coton ayant des composition, dimensions et densité de fibres types, est celui dans lequel un jeu d'environ 0,3 m/m est maintenu au point $ où la ligne e-f, joignant les centres du rouleau 4 et de la surface cylindrique c, recoupe la périphérie du rouleau.
On remarquera que la composante radiale de la pression du rouleau 4 contre la courroie , due à l'action du mécanisme de charge,décroit graduellement du point d vers le point Cependant le degré de pression avec lequel le ruban sera saisi entre le dit rouleau et la courroie, dans la majeure partie de cette région comprise entre les points d et $ dépend principalement de la tension maintenue sur la courroie par la poulie 13, mais il est toujours relativement faible. Au voisinage du point g il est toujours influencé également par le jeu entre le rouleau 4 et le guide 12, ce jeu étant, naturellement, réglable. Les dessins montrent un agencement type pour un ruban de coton, formé de matière non peignée, dans lequel on doit s'attendre à une varia- tion très considérable dans la longueur de fibre.
En travaillant pareille matière, la prise des rouleaux antérieurs doit âtre écartée du point d d'une distance quelque peu plus grande que la plus longue fibre. Comme une longueur maximum de fibre est d'environ 32 mm. dans une matière de la nature précisément mentionnée, ceci implique que les deux prises soient espacées mettons d'environ 38 mm. Les rouleaux médians et les rouleaux antérieurs sont placés aussi rapprochés qu'il est possible de le faire, de manière à amener le point aussi près que'possible
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de la prise des rouleaux antérieurs. Avec des rouleaux de dimensions normales, ceci peut représenter une distance de 12,5 à 16 mm.
Dans toute la majeure portion de cette distance, par conséquent, entre les points d et g , c'est à dire à partir d'environ 19 m/m jusqu'à approximativement 25,4 mm., les extrémités arrière des fibres qui sont étirées par les rouleaux antérieurs sont élastiquement retenues par la prise du rouleau médian supérieur et de la courroie.
Ainsi, ces deux surfaces de contrôle exercent une influence retardatrice sur la portion terminale la plus postérieure de toute fibre étirée par les rouleaux antérieurs. Une action supplémentaire de retenue est appliquée sur les extrémités arrière des fibres par le fait qu'elles sont étirées en courbe entre la courroie et le rpuleau 4 et alors repliées lorsqu'elles quittent le point.8 pour être étirées autour d'une courbe inverse lorsqu'elles passent par dessus le nez c du guide 12. Par conséquent, la traction exercée à l'extrémité avant de toute fibre, alors que son extrémité arrière traverse ce trajet courbé dans des directions opposées,tend à la redresser et à l'amener dans un parallélisme commun avec des fibres voisines sur lesquelles s'exerce une action analogue.
Pendant cette action, les fibres sont exemptes de toute influence retardatrice tandant à les dévier, les courber ou les gauchir,ce qui était un facteur important dans les constructions antérieures.
Cette zone d'influence retardatrice peut aisément être établie suffisamment longue pour exercer un contr8le analogue sur toutes les fibres sauf les plus courtes. Celles qui ne couvrent pas l'espace entre la prise des rouleaux délivreurs et la prise finale de la courroie 10 et du rouleau 4, sont entrainées en avant par la majorité des fibres qui sont contrôlées de la manière décrite plus haut. Par conséquent, alors que ces plus courtes fi- bres ne sont pas aussi bien contrôlées que les fibres les plus longues, néanmoins l'action des dernières qur les premières est avantageuse en contrôlant même ces plus courtes fibres.
On notera également que la courroie 10 est elle-même effectivement contr8lée, car le mouvement en avant de la portion de cette courroie qui assure le convoyage des fibres, bien que
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produit principalement par le rouleau inférieur 5, est également assisté par le rouleau médian supérieur, sensiblement dans toute la longueur de sa surface active utile. Bien que la longueur de contact du rouleau 4 avec la courroie puisse être modifiée, il est préférable qu'elle s'étende sur un arc non inférieur à 30 , mesuré le long de la périphérie du rouleau 4, et il est préféra- ble également de l'établir considérablement plus grande lorsqu'on utilise des rouleaux ayant les dimensions ordinaires. Comme représenté, cet arc de contact excède quelque peu 60 .
La pression dans toute la majeure portion de cette étendue est telle que les extrémités postérieures des fibres peuvent être extraites ou séparées par les rouleaux antérieurs sans rom- pre les fibres.
La figure 2 montre la sellette 17 équipée de guides 19 et 191 de toute construction appropriée, pour les rouleaux supérieurs 2 et 6, et d'un guide 18 pour le rouleau supérieur 4, ce guide étant pourvu d'une fente ou chemin de guidage incliné, comme décrit plus haut. De préférence ces guides sont montés de manière à pouvoir être réglés vers et à partir de l'avant de la machine.
Pareil réglage est important en formant le jeu désiré au point g fig. l.
Fig.2 illustre également un mécanisme de charge spécial, adapté à cette organisation de rouleaux. On remarquera que comme la ligne des centres des deux rouleaux médians n'est pas parallèle aux lignes des centres correspondantes des séries antérieure et postérieur de rouleaux, des dispositions particu- lières doivent être prévues pour assurer l'application de la pression sur les rouleaux supérieurs suivant les lignes des centres respectives, en sorte de tirer tout le bénéfice possible des dispositifs de charge.
Dans l'agencement représenté, le poids 181 est suspendu par un crochet 20 situé à une extrémité d'un levier 21, dont l'autre extrémité est articulée à une pièce d'appui 22 rigide mais ré- glable. Une barre distributrice de charge ou levier flottant 24 est relié à ce levier 21 par une bielle 23, l'étrier 25 destiné à charger le rouleau médian 4 étant articulé à pivot à une extrémité du levier flottant 24.
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Un autre étrier 26 est assemblé à pivot avec l'extrémité opposée de la barre 24, et porte sur une sellette 27 dont'les extrémités opposées reposent, respectivement, sur les collets ou tourillons du rouleau antérieur 2 et du rouleau postérieur 6. La distribution de la charge ou poids entre ces deux rouleaux est déterminée par l'écartement du point d'appui 29 de l'étrier 26 sur la sellette par rapport aux rouleaux, une pression beaucoup plus considérable étant appliquée sur le rouleau avant que sur le rouleau arrière.
On notera que le pivot 28 qui relie l'étrier 25 avec l'extrémité du levier flottant 24 se trouve sur la ligne a-b passant par les axes des deux rouleaux médians 4 et 5 et que, par conséquent, la traction exercée sur ce pivot par ses liaisons avec le poids 18 se trouve'directement située dans la ligne des centres des dits rouleaux. Cette disposition est désirable pour les raisons définies plus haut.
En même temps, l'action du poids appliqué par la sellette 27 sur les rouleaux antérieur et postérieur s'exerce sensiblement suivant les lignes des centres de ces séries respectives de rouleaux.
Il est ordinairement préférable de placer le pivot d'articulation 30 entre l'étrier 26 et la barre de distribution 24, légèrement en avant d'une ligne passant par le point d'appui 29 et parallèle aux lignes de pression entre les rouleaux des séries antérieure et postérieure de rouleaux, de manière à engendrer une composante de force dans la sellette 27 agissant dans la direction de déplacement du ruban, avec une tendance de maintenir en tous temps le rouleau arrière 6 en avant, contre les parois antérieures de ses guides, où il est convenablèment placé par rapport à son rouleau inférieur coopérant, 7. On remarquera que l'extrémité postérieure de la sellette 27 s'adapte autour du collet ou tourillon du rouleau supérieur.
Par suite, l'agencement qui vient d'être décrit empêche ce rouleau de se déplacer ou de "chasser" alors que la machine est en fonctionnement.
L'extrémité antérieure de la sellette cependant est pourvue d'une surface plane destinée à reposer sur le collet ou tourillon d rouleau avant supérieur 2.
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L'invention envisage l'établissement de l'étrier 26 en une matière élastique, comme de l'acier ressort, de dimensions transversales suffisantes pour supporter toutes les tensions imposées par la mise en charge, tout en restant capable d'amortir et d'égaliser les forces dues à la charge contre tous facteurs dérangeant le mouvement de rotation des rouleaux, de manière que l'inertie du poids et des bielles de liaison ne soit pas affectée par ces facteurs, s'ils étaient présents. Il est également envisagé d'établir l'étrier 25 en une matière élastique, mais en pratique on a constaté que d'ordinaire cela n'était pas nécessaire du fait que sa liaison à l'étrier 26 par l'intermédiaire de la barre compensatrice, tend à rendre l'élasticité comprise dans le dernier étrier efficace pour les deux lignes de distribution des forces dues à la charge ou poids.
On reconnaitra également que le rouleau médian qui est influencé par et influence réciproquement l'étrier 25, tourne à une vitesse bien plus faible que le rouleau antérieur 2 et, de ce fait, ne nécessite pas semblable degré instantané d'interaction entre lui-même et l'organe qui le charge.
De ce qui précède il ressort à l'évidence que l'invention procure un mécanisme d'étirage qui se maintient dans un état exceptionnellement efficace de contrôle des fibres, dans la région où se produit l'étirage principal, et dans laquelle pareil contrôle est le plus nécessaire et le plus difficile à réaliser.
Bien que l'on ait représenté et décrit une réalisation type de l'invention, il doit être entendu que celle-ci peut être réalisée sous d'autres formes, sans se départir de son esprit. Par exemple, un ou plusiours des rouleaux est ou sont souvent rempla- cés par une courroie et le nombre de paires de rouleaux employé varie considérablement avec les nécessités de différentes situa- tions, et les préférences des fabricants individuellement.
Conformément, la réalisation illustrée de l'invention doit être considérée plutôt comme explicative que comme limitative.