<Desc/Clms Page number 1>
Perfectionnements relatifs aux machines de filature continue, particulièrement aux machines de filature du type à anneaux.
Il est connu qu'un des principaux problèmes de la fila- ture, en particulier de la filature des cardés ou semblables, est celui relatif à l'amincissement de la mèche qui sort des machines à étirer les rubans de fibres, de telle manière que la dite mèche puisse être filée, n'Importe de quelle façon, sans autre manipula- tion.
Pour effectuer un tel amincissement par traction ou éti- rage, il est nécessaire de tenir compte de la faible consistance de la mèche qui ne résisterait pas à un pareil traitement, et qui, même si elle résistait, présenterait en s'allongeant, des inégali- tés de densité et de diamètre.
Il est donc nécessaire de réaliser pendant la traction, un rapprochement des filaments qui composent la mèche elle-même;
<Desc/Clms Page number 2>
le dit rapprochement est effectué et réglé de manière telle que, tout en augmentant le frottement entre filament et filament, de manière à produire une résistance mécanique accrue, et à éviter des Phénomènes quelconques de séparation de l'ensemble, les fila- mente eux-mêmes ne trouvent pas d'obstacles à leur glissement relatif* Ce rapprochement nécessaire des filaments est, en géné- rai, réalisé pratiquement au moyen d'une torsion ae la mèche, effectuée en même temps que son étirage même;
une telle torsion est considérée généralement comme une opération provisoire, tan- dis que la torsion que devra posséder le fil parfait au moment du dévidage est considérée comme une opération séparée qualitative- ment et quantitativement.
Ce tordage, même fictif, donné au fil s'effectuera de préférence aux points où le diamètre est le plus faible, et ces étranglements présenteront une résistance mécanique supérieu- re ; par contre alors les filaments des sections plus grosses (moins liées) auront tendance à glisser les une par rapport aux autres, les dites sections se rétréciront et il se produira un réglage de l'épaisseur du fil.
Mais pour obtenir cet ensemble de résultats, il est nécessaire que la tension à laquelle est soumi- se la dite mèche, et qui peut s'étendre Jusque sa charge de rup- ture, soit réglée en rapport avec le degré de torsion imposé à la dite mèche de manière que, au delà d'une certaine limite, les frottements entre filament et filament ne permettent pas de glis- sements ultérieurs,et que l'opération d'étirage puisse être con- sidérée comme terminée.
Parmi les plus importants types de machines de filatu- re, on peut considérer que celui à cycle intermittent (self- acting) résoud de la meilleure façon le problème ci-dessus indi- qué. bans ce type de machine, l'opération de filature peut en effet être considérée comme divisée en trois opérations distinc- tes.
<Desc/Clms Page number 3>
1.- Tordage qui se développe au cours de 'la translation du banc des fuseaux (tordage ét étirage ).
2.- Tordage qui se développe au banc des fuseaux arrêté en fin de course (Torsion pure).
3.- Dévidage qui se développe lors de la course de re- tour du banc.
Unissant à ce procédé rationnel des vastes possibilités de réglage particulièrement de la tension du fil et de la torsion (qui, comme nous levons dit, se développent en même temps dans la première des opérations Indiquées) on comprend aisément la façon dont on peut étendre la gamme de production d'un tel genre de machines, production qui peut aller du fil de grosse section à consistance moelleuse obtenu à partir de filaments de qualité inférieure, de diverses longueurs, au fil très fin obtenu à par- tir de cardés.
Par contre les machines à cycle continu (système "Ring"), vues dans leurs réalisations pratiques, tout en présentant sur les "selfacting" de réela avantages de poids inférieur, d'encom- 'brament moindre, de complications mécaniques moindres pour une production supérieure, et d'une exploit ation plus économique, n'ont par contre pas la possibilité d'effectuer simultanément retirage et tordage. un effet, l'ensemble des torsions élémen- taires donné dans l'unité de temps au fil même, par rapport à la longueur libre de ce dernier, est trop élevé pour que, avant le dévidage, il puisse se produire en même temps des glissements entre fila,ment et filament.
Cela indépendamment du fait qu'il existe, dans le "ring", des possibilités d'obtenir aussi des fortes tensions avec une régularité suffisante, condition'qui d'autre part est bien loin de se vérifier en pratique. Princi- paiement pour ce motif, la gamme de production du système "ring" est toujours resté limité à l'emploi de mèches constituées de
<Desc/Clms Page number 4>
fibres régulièrement dirigées et de section pratiquement uniforme, ce qui a comme conséquence que les file obtenus sont presqu'exclu- sivement de titre moyen*
Les buts de la présente invention sont des perfectionne- mente aux dispositifs effectuant en même temps la torsion et l'étirage des mèches pour fils,
et plus particulièrement aux ma- chines pour filature continue utilisant le système a anneaux ("ring"); télé perfectionnements aptes entre autres à permettre à ces dernières une gamme de production pareille à celle norma- lement possédée par les machines du système "selfacting", parti- culièrement en ce qui concerne la filature des cardés, en parti- culier des cardés de laine.
Les perfectionnements en question consistent principa- lement en un dispositif à incorporer à une machine du système à anneaux, qui se trouve placé entre les bancs d'étirage du ruoan et le dispositif de filature proprement dit ("ring"), et qui est constitué essentiellement par deux couples de rouleaux dont la fonction est de tordre et d'étirer en même temps la mèche. L'étira- ge se réalise du fait que les couples de rouleaux impriment à la mèche une translation différente dans l'unité de temps, tandis que l'enroulement, qui se fait en même temps que la dite transla- tion différentielle, est provoqué par la forme et la disposition particulière d'un des deux couples en question.
A la sortie du dispositif,la mèche amincie suffisamment, dont les fibres sont avantageusement orientées, et régularisées dans sa forme, sera prête à êche définitivement retordue par l'ac- tion de l'anneau mobile, et par conséquent dévidée sur le fuseau*
Entre les deux couples, l'étirage de la mèche se réalise par suite de la vitesse d'entraînement différente provoquée par les couples de rouleaux eux-mêmes, tandis qu'à cause d'une dispo- sition particulièrement 'appropriée des rouleaux inclinés du second
<Desc/Clms Page number 5>
couple, il se produit en même ternes que la traction, cette torsion fictive nécessaire à la liaison des filaments.
Il est nécessaire de noter que s'il existe un dispositif dont l'idée essentielle peut résoudre le problème, l'application de cette solution à un système pratique de filature continue ("ring") doit être possible après avoir mis au point certains détails.
Il est connu que parmi les diverses mèches qui se pré- sentent en pratique pour être travaillées, il existe des différen- ces substantielle$, autant au point de vue des titres que de la longueur des fibres qui les composent, comme aussi des caractéris- tiques physion-mécaniques de ces fibres.
Il faut tenir compte de toutes ces particularités lorsqu'on doit soumettre la mèche à l'o- pération d'amincissement. En effet, si le frottement qui se pro- duit entre filament et filament pendant l'étirage de la mèche, dépend des conditions de liaison des filaments eux-mêmes, en con- sidérant l'ensemble de la résistance opposée par la mèche à l'é- tirage, telle résistance devra aussi être considérée comme fonc- tion soit de la longueur du filament élémentaire qui compose la mèche, soit des propriétés physiques et mécaniques propres du filament.
Si on considère la ligature, celle-ci, en tant que dé- pendante de l'effet de torsion, est déterminée en raison inver- sement proportionnelle des inclinaisons de l'hélice formée par les dite filaments élémentaires; il va de soi qu'à chaque mèche (en pratique à chaque groupe de mèche), doit être attribué, pour son amincissement, un étirage et une inclinaison de l'hélice, adaptés aux caractéristiques des filaments dont nous avons faft mention plus haut.
Il résulte de ce qui vient d'être décrit, que, puisque la formation de l'hélice dépend de l'inclinaison des rouleaux
<Desc/Clms Page number 6>
qui appartiennent au deuxième couple du dispositif indiqué - cette inclinaison devrait pouvoir être variée opportunément, de telle manière que,plus le filament élémentaire de'la mèche est long, plus l'inclinaison de l'hélice soit forte, ce qui a comme conséquence une torsion inférieure avec un effet de liaison diminué.
Comme en pratique on devra pouvoir régler l'inclinai- son des dits rouleaux, de même on devra pouvoir contrôler la distance qui existe entre les deux couples de rouleaux eux-mê- mes. En effet si la mèche est formée de filaments longs et si la distance entre les deux couples de rouleaux est de beaucoup supérieure à la longueur de la fibre élémentaire, la torsion, qui nécessairement doit être très réduite, (ce qui correspond à une hélice à forte inclinaison), n'est plus suffisante pour em- pêcher une désagrégation de la mèche elle-même: cette distante devrait donc être réglée d'après la longueur de la fibre élémen- taire, et ne devrait lui être qu'un peu supérieure.
Il en résulte qu'un couple de rouleaux inclinés, et dont l'inclinaison convient pour une certaine gamme de filaments courts, peut donner de sérieux inconvénients dans le cas de cer- tains cardés sélectionnés, peignés en général, et quand il s'agit de fibres de soie, de mélanges de rayonne ou semblable, car l'é- galisation automatique des diamètres et de la consistance de la mèche même, n'est plus possible.
Le couple de rouleaux inclinés peut avoir une inclinai- son constante et les rouleaux peuvent comprendre chacun une par- tie cylindrique et une partie en solide de révolution engendré par un arc d'ellipse incliné de façon appropriée par rapport à +taxe de rotation, suivant l'inclinaison des axes de rotation par rapport au dit second couple de rouleaux. Les rouleaux peu- vent aussi avoir une forme différente qui leur permet de varier
<Desc/Clms Page number 7>
l'inclinaison par rapport aux axes respectifs.
En effet, si l'on, désire passer, lors du travail de la mèche, d'une ganuae de longueur à uns autre, il serait nécessaire: ou bien de remplacer le couple des rouleaux suivant la première idée de base, à cause de la variation de l'inclinaison des axes, ou de faire travailler l'un après l'antre plusieurs couples de rouleaux ayant des inclinaisons et vitesses différentes, ce qui, pour des raisons faciles 4 comprendre, peut présenter certains inconvénients. ces inconvénients peuvent être évités en réalisant un dispositif pour retirage et la torsion à rouleaux inclinés, apte à travailler, en réglant opportunément les inclinaisons, plusieurs catégories de mèches de diverses caractéristiques.
Suivant cette autre idée essentielle, le système pour létirage et la torsion est constitué essentiellement par deux couples de rouleaux dont on peut varier la distance qui les sépare. Le premier couple est formé - comme dans 1; idée principale - par des cylindres à axes parallèles: le deuxième est formé par deux solides de révolution engendrés chacun par une ligne plane formée par deux arcs de cercles de rayon égal, raccordés et disposés de façon à se trouver de deux côtés opposés par rapport à la tangente au point de raccordement, qui devient un point où le rayon de courbure est Infini; l'axe d'un tel solide passe par le centre d'un des cercles et est parallèle à la susdite tangente.
Ce solide se présente comme une Hémisphère ou un segment de sphè- re, (une des bases étant un grand cercle), raccordée à la hauteur du grand cercle qui représente le lieu des points où le rayon de courbure est infini, avec une partie de surface en forme de tore ; pour l'accouplement fonctionnel des deux rouleaux, la disposition devra être effectuée de manière que la convexité de l'un s'adapte à la concavité de l'autre, à la condition que (en ne considérant
<Desc/Clms Page number 8>
pas l'épaisseur de la mèche interposée qui provoquera un simple déplacement parallèle des rouleaux) les deux cercles, lieux des . pointe où le rayon de courbure est infini, des génératrices de chaque solide, se touchent;
ce point de contact appartient évi- demment à la ligne droite dont fait partie le segment qui mesure la distance minimum entre les axes obliques et contient ainsi les centres des deux hémisphères ou zones sphériques ci-dessus indi- quées.
EMI8.1
Pour ltéclaircissernent des détails d'application des principes ci-devant exposés, on se référera, aux exemples de ré- alisation décrits ci-après et représentés sur les dessins ci- joints; les dites réalisations sont données seulement à titre d'exemple.
Dans les dessins ci-joints, la fig. 1 représente, vue de coté, scnématiquement, un exemple 0,'Introduction du dispositif, dans le circuit de filature; la fig. 2 représente schématiquement, vue en perspective, une des dispositions du dit exemple. La
EMI8.2
fig. 3 montre une caracté:t1stique de fonctionnement du dispositif. La fige 4 est une disposition des opérations de tordage et étirage effectuées en deux stades. La
EMI8.3
flg. 5 représente sohéntatiquement , vu d'un côté, le deuxième couple de rouleaux tel qu'appliqué a un autre exemple, ayant des inclinais ons variables parallèles à un même plan. fig. 6 représente le même couple vu du haut. La fige 7 représente le même couple vu de côté avec les axes inclinés.
La
EMI8.4
fige 8lreprésente ochême,iqueluantt vu en perspective l'ensemble d'un dispositif de tordage et étirage sous la forme
<Desc/Clms Page number 9>
telle que représentée par les figures 5 à 7incluses. La fige 9 représente, en' section, le détail du support d'un des rouleaux inclinés représentés sur la fig. 8.
Le dispositif des figures 1 à 4--consiste essentielle- ment en deux couples de rouleaux 1 et 2, dont le premier couple est formé de deux éléments cylindriques 3 et 4 à axes parallèles, tournants dans un sens correspondant à celui du déplacement de la mèche 5 qui vient du couple.
Les éléments 6 et 7, qui forment le deuxième couple de rouleaux, sont constitués chacun par une partie eylindrique a b à laquelle est raccordé en c d un solide de révolution e f en- gendré par un segment d'ellipse tournant autour d'un axe g, g, h, h, extérieur à l'ellipse même.
Le plan qui contient ce segment dellipse génératrice ne passe pas par 1 taxe de rotation du dit soli.de, mais est incli- né par rapport à ce dernier d'un angle égal à la moitié de l'an- gle que forment entre elles les directions de laxe du solide avère l'axe ou cylindre tangent.
Dans ce deuxième couple de rouleaux, compte tenu de ce que les axes de rotation des rouleaux mêmes sont inclinés l'un par rapport à l'autre, la mèche en 1 fige 3 est soumise à deux sollicitations, une de traction dirigée normalement à la bissec- trice l, des directions des deux axes de rotation l g, g, h, l'autre d'enroulement autour de son axe propre m, m.
En ce qui concerne la première des deux composantes, la traction, sa valeur devra, suivant ltinvention, être supérieure à la translation réalisée par le couple de rouleaux l; 1'effet compiné des deux translations susmentionnées sera un étirage de la mèche.
Pour ce qui concerne la deuxième composante, celle de roulement, vu la conformation spéciale composée de chacun des deux
<Desc/Clms Page number 10>
rouleaux, elle devra se développer en i, et il ne sera pas posai- ble qu'elle puisse se faire en un autre point de la ligne de con- tact suivant l, l. -En effet, si on imagine momentanément que le en n, n, fil se déplace le long de l, l, de m, m,/vers le nouveau point p il est évident que les vitesses périphériques V et W respectives des deux rouleaux seront différentes, car en ce point le diamètre du rouleau 6 est supérieur de celui du rouleau 7 (voir détail fig. 3).
Des deux composantes d'enroulement R et R1, la première est supérieure à la deuxième; tenu compte de l'effet différentiel, il en résultera que la dite mèche sera toujours reconduite vers 1 avec une vitesse égale à R - R1
2
De cette façon, se réalisera, suivant l'invention, entre les couples 1 et 2, en même temps qu'une torsion, un étirage de la mèche, tandis que pour cette dernière, tout dispositif trans- versal de guidage sera superflu, car, en même temps que la torsion elle-même se produira, dans les conditions susindiquées, le centra- ge automatique de la mèche.
De toute façon, il en résultera que, quelque soit létat de la mèche à la sortie du deuxième couple de rouleaux 6 et 7, elle perdra sa torsion fictive pour acquérir, avant le bobinage, sa torsion définitive.
Dans le dispositif décrit, de manière analogue à ce qui arrive dans le système "selfacting", la mèene acquerra une égali- té des diamètres par le fait qu'on peut obtenir un étirage appré- ciable dans les limites des tensions appliquées tandis que, par effet de l'en-roulement qui s'effectue dans le couple de rouleaux 2, on obtiendra, un alignement.ultérieur des fibres de la mèche;
cette dernière caractéristique est utile puisque la dite mèche fiera plus apte à recevoir éventuellement un dernier étirage que
<Desc/Clms Page number 11>
nous pourrons alors appeler de "raffinement" et qui sera. effectué par le "ring" de la même manière que celle que le "ring" lui-même réalise normalement sur des miches formées par des fibres bien orientées.
Toujours suivant l'invention, il est prévu, en outre, que l'opération de tordage et d'étirage sera effectuée en deux stades au lieu d'un comme décrit précédemment; c'est-à-dire, en se rapportant au schéma représenté par la fige 4, qu'on effectuera le premier stade d'étirage et de torsion à l'aide des rouleaux 8 combinés à un premier couple de rouleaux inclinés 9, et le deuxième stade par le couple 9 combiné à un second couple de rouleaux 10.
Toujours suivant la dite Invention, rien n'empêche que dautres stades supplémentaires soient prévus pour compléter la prépara- tion préliminaire de la mèche, avant l'opération de torsion dé- finitive produite par le petit anneau mobile et le dévidage sur le fuseau.
Dans l'exemple de réalisation suivant la fig. 8,.les chiffres 11 et 12 représentent les rouleaux cylindriques auxquels arrive la mèche 14 provenant du couple 13 soutenu de façon appro-- priée qui doit être travaillée; en 15, 16 sont représentés les deux rouleaux inclinés, respectivement soutenus par les deux bras 1?, 18, reliés par une cheville 19 au support 20 solidaire du châssis 21 de l'ensemble. Suivant l'exemple, le rouleau 11 est mis en rotation au moyen d'un couple conique 22 par l'intermédiaire de l'axe 23 relié au dispositif moteur du système, qui nest pas représenté sur le dessin.
Le rouleau 12 sous l'action de son propre poids, exerce une pression sur le rouleau 11, et est guidé au moyen de ses pi- vots 24 et 25 qui s'engagent respectivement dans les cannelures 26 et 27. Le mouvement peut aussiêtre transmis simultanément aux rouleaux 11 et 12 au lieu de l'être seulement au rouleau 11, sans sortir de l'idée qui est à la base de l'invention.
@
<Desc/Clms Page number 12>
Le mouvement est transmis du dispositif moteur aux rouleaux 15 et 16 au moyen de c,ables rotatifs 28 et 29. Suivant les tige. 8 et 9 le support alun des rouleaux, par exemple le support 30 du rouleau 16 est mobile le long de la tige 31, tan- dis que sa rotation est empêchée par la clavette 32 qui est appliquée à la tige 31 et glisse dans la rainure appropriée prévue sur le support 30 lui-même; un ressort 33 fixé entre un arrêt réglable 34 solidaire de la tige 31 et le support 30 lui- même, garantit une valeur suffisante de la pression exercée par les deux rouleaux sur la mèche, et permet, par l'éloignement relatif des rouleaux, une rapide insertion de la mèche.
Pour le bon fonctionnement de l'appareil, il est avan- tageux d'associer à la pression que la mèche doit subir entre les rouleaux, des conditions de surface des rouleaux favorables au but qu'on veut atteindre. Suivant l'invention, les rouleaux sont fabriquée préférablement en céramique (porcelaine non vernie ou semblable) ou en conglomérats avec liant céramique, ce qui n'exclut pas remploi de mélanges dont le liant est constitué de matière plastique, ou de compositions synthétisées ou d'un autre genre.
Les rouleaux 15 et 16 sont disposes de manière que les axes respectifs de rotation, obliques s, s, t, t prennent une position à laquelle les dits axes sont parallèles à un plan.
Du fait qu'on peut varier à volonté l'angle formé par les direc-- tione des axes obliques susindiqués, pour que ces derniers tour- nent parallèlement à la position dont il est question plus haut nécessaire au maintien de l'accouplement, l'axe de cette rotation coïncidera avec la ligne droite comprenant le segment qui repré- sente la distance minimum entre les dits axes obliques eux-mêmes passant par les centres u et u1 (voir fig. 6) de l'hémisphère ou
<Desc/Clms Page number 13>
de la zone sphérique dont chaque rouleau est formé partiellement; dans la fig. 8 cet axe est indiqua par z, Z et passe par la che- ville 19.
La mèche entraînée par le rouleau moteur 11 et compres- Beur 12 passera entre les deux rouleaux 15 et 16 à la condition d'être dans un plan parallèle à la position des axes obliques et normal à l'axe z z de façon à former deux angles égaux avec les deux directions des axes s, s et t, t.
Dans ce second système de rouleaux 15 et 16, étant donné que les axes de rotation respectifs des rouleaux eux-mê- mes s, s et t, t sont inclinés l'un par rapport à ],1 autre, la mèche 14, lors de son trajet entre les rouleaux 15 et 16 est soumise à deux sollicitations.* l'une de traction qui se développe suivant la direction déjà établie de la mèche, J'autre de torsion autour de son axe.
La valeur de la première sollicitation, celle de trac: tion, devra nécessairement être calculé de manière à être supé- rieure à celle provoquée par le couple de rouleaux 11 et 12, car suivant l'invention, c'est précisément la différence entre les deux tensions qui assure l'étirage effectif de la mèche.
La valeur de la sollicication de torsion (enroulement) de la mèche , est fonction de l'inclinaison des deux rouleaux, et à une tendance éventuelle du fil de sortir de la prise entre les rouleaux mêmes, s'oppose un effort que nous qualifierons de centrage automatique, par lequel le fil est constamment ramené dans la position u2 (voir fig.7); un tel effet d'équilibre est dû à la forme particulière et à la disposition des rouleaux.
Pour pouvoir varier la distance entre les deux couples de rouleaux .11, 12 et 15, 16, le support 35 qui soutient les dits rouleaux 11 et 12 est mobile sur les guides 36 solidaires du châssis 21 ; une foie cette distance établie dont le contrôle est
<Desc/Clms Page number 14>
effectué par l'indicateur 37 portant une graduation appropriée, le sabot glisseur 35 est bloqué contre le support 21 au moyen dtune vis à ailettes 38.
Les indicateurs 39 et 40 solidaires respectivement des deux bras 17 et 18, servent au contrôle sur le cadran gradué 41 porté par le support 20, des déplacements angulaires des dits bras ; à la sortie de l'appareil d'étirage et de torsion, le fil passe sur l'appareil à anneaux (ring) 42 pour son tordage défini- tif.
Le fait que l'opération d'étirage et de torsion puisse se faire aussi bien en deux ou plusieurs stades, n'est pas en désaccord avec l'idée qui sert de base de l'invention: on peut prévoir, en effet, la disposition de deux ou plusieurs couplée de rouleaux à inclinaison variable les uns après les autres, de façon à effectuer sur la mèche même deux ou plusieurs stades d'étirage et de torsion.,
REVENDICATIONS l.- Perfectionnements concernant les machines pour fi- lature continue, particulièrement les machines de filature du type à anneau (ring), caractérisés par le fait que, dans ces ma- chines, on combine, entre les organes d'entraînement de la mèche et l'appareil à filer proprement dit (ring),
un dispositif apte à opérer l'étirage et à provoquer et faire varier de façon conti- nue la torsion provisoire que la mèche, doit posséder pour résis- ter à l'étirage, et des dispositifs permettant, sans provoquer la rupture de la mèche, un étirage appréciable de la mèche en même temps qu'une faible torsion.