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Procédé et dispositif perfectionnés d'éirage des fibres textiles.
La présente invention est relative à l'étirage des fi- bres textiles sous la forme de mèches ou de produits ana- logues comportant une faible torsion, et plus particulière- ment à l'opération connue sous le nom d'étirage fort, c'est-à- dire à l'étirage en une seule phase jusqu'à un degré supé- rieur au degré habituel. L'invention va être décrite dans son application particulière à l'étirage des fibres peignées, mais elle ne se limite pas à ces dernières; C'est ainsi par exemple qu'elle peut également être appliquée à une fibre composée de mèches et obtenue à partir de filaments naturels ou synthétiques, ou d'autres fibres.
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Dans l'étirage de la laine peignée, le degré d'étirage est ordinairement compris entre 5 et 12, et très généralement il est de 6, ce qui a pour effet qu'après le peignage et l'éti- rage, il faut faire passer les rubans ou mèches à travers un grand nombre de machines d'étirage successives jusqu'à ce qu'ils atteignent sous la forme de mèches une finesse et une régularité suffisantes pour l'opération finale de filature, la- 'quelle peut également comprendre une phase d'étirage du degré limité précité.
Des procédés antérieurement proposés pour étirer plus forte- ment que d'habitude comportent l'utilisation d'un dispositif d'étirage dans lequel une paire de petits cylindres est dis- posée à proximité de la ligne de pincement des cylindres d'éti- rage, et d'un dispositif d'étirage dans lequel des guides- mèches de formes variées sont disposés au voisinage de la li- gne de pincement des cylindres d'étirage. Généralement, on dit de ces organes de guidage qu'ils sont prévus pour guider les fibres détachées.
Bien qu'on ait reconnu dans une certaine mesure qu'il soit nécessaire de guider d'une manière ou d'une autre les fi- bres à proximité de la ligne de pincement des cylindres d'éti- rage pour cette raison, la nature du guidage n'a pas été défi- nie d'une manière précise quelconque, et, dans la mesure où on a pu s'en rendre compte, on n'a pas réalisé pratiquement d'étirages vraiment importants, c'est-à-dire des étirages de
100, 200 ou davantage, malgré les avantages que peuvent fournir des étirages de cette importance, par la réduction du nombre des phases ou opérations d'étirage, et par conséquent du nombre des machines utilisées.
Or, on a observé que si on permet à une matière première retordue initialement d'une manière uniforme de passer des cylindres d'alimentation aux cylindres d'étirage sans subit l'influence des contraintes exercées par des'cylindres inter- médiaires, la torsion se distribue d'une manière non unfforme le long de la matière, la torsion étant plus grande'lorsque
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la superficie de la section transversale diminue au fur et à mesure qu'on se rapproche des cylindres avant.
Dahs la plupart des matières, on trouve une variation considérable de la longueur des fibres, et le traitement préli- minaire de la matière a dans une forte proportion pour but de répartir d'une manière uniforme les variations tout le long de la matière, en commençant par le peigné et en continuant ensuite avec le ruban, Même dans le cas d'une fibre compo- sée de mèches de longueur uniforme découpées dans des fila- ments d'origine synthétique, une rupture se produisant au cours des premières opérations conduit à une variation consi- dérable de la longueur des fibres, L'analyse d'un échantillon permet de classer la variation sous la forme d'un pourcen- tage de fibres comprises dans un certain nombre de gammes de la longueur.
donné,
Four n'importe quel étirage/ et quelle 'que soit la lon- gueur des fibres, toutes les fibres sont soumises à,cet étira- ge, et on peut obtenir un type ou graphique d'étirage en con- sidérant l'effet de l'étirage sur chaque faisceau de fibres de n'importe quelle gamme de longueur donnée tour à tour, pour obtenir la diminution de la section transversale de cha- que faisceau de ce genre lorsqu'il s'approche des cylindres d'étirage. En se rappelant qu'aucune diminution d'un faisceau quelconque ne peut commencer avant que l'extrémité avant des fibres de ce faisceau atteigne les cylindres d'étirage,, on voit que la diminution de la section transversale de l'ensemble de la matière peut s'obtenir/par la superposition des résul- tats obtenus de l'examen des différents faisceaux .
Le traoé d'une courbe de la section transversale en fonction de l'écar tement permet cette superposition. C'est cela qui constitue le type ou graphique d'étirage. L'écartement est généralement constitué par la distance comprise entre les cylindres d'ali- mentation et les cylindres d'étirage, cette distance étant habituellement à peu près égale à la longueur des fibres les plus longues de la mèche à étirer. Dans ce qui va être dit
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ci-après, cet écartement sera supposé égal à la longueur des fi- bres les plus longues de la mèche.
Dans ces conditions, le demandeur a observé que lorsqu'on suspend librement entre une paire de points de pincement un fais- ceau tordu de section transversale variable, le degré de torsion t dans n'importe quelle section transversale r est donné par la relation :
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dans laquelle T désigné la torsion moyenne dans toute l'étendue du faisceau, et H la section transversale du faisceau à l'endroit où la torsion est égale à T.
Par l'utilisation de sections transversales r variables pou- vant être obtenues au moyen du type ou graphique d'étirage, on peut tracer la courbe donnant la valeur d'un facteur de l'ex- pression rpproduite ci-dessus, à savoir---- en fonction de l'é- oartement, ce qui donne une courbe en fonction de la torsion.
Bien que cette courbe ne fournisse pas une mesure absolue de la torsion, elle peut être considérée comme donnant la définition d'un type de torsion. Les expériences qui aboutissent à l'établis- sement de l'expression reproduite ci-dessus ont également donné une valeur approximative pour x pour un échantillon oaractéris- tique d'une fibre peignée, cette valeur étant égale à 0,735, et ce chiffre a été utilisé d'une manière satisfaisante dans les expérienoes suivantes de filature,
Si on considère cette distribution de la torsion au cours de l'étirage, la seule torsion donnée à la matière entre les cylin- dres d'alimentation et les cylindres d'étirage est la torsion initiale de la mèche introduite par les cylindres d'alimenta- tion,
et bien que la torsion se répartisse davantage à proximité des .cylindres d'étirage qu'à proximité des cylindres d'alimenta- tion, la torsion initiale de la mèche est la seule qui puisse être dissipée au droit des cylindres d'étirage. Par conséquent, le degré
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de torsion dans la portion de matière présentée sur la ligne de pincement des cylindres d'étirage peut n'être pas supérieur à celui que la moche comporte au début, ainsi qu'on le verra plus loin, et,à cause de la distribution de la torsion en fonction de la section transversale, le degré de torsion diminue progressi- vement en direction des cylindres d'alimentation, et plus l'étirage est intense plus cette diminution est accentuée.
En conséquence, il y a une baisse du degré de torsion de la mèche lorsque celle- oi passe à travers la ligne de pincement des cylindres d'alimenta- tion. Avec des étirages normaux, une telle diminution du degré de torsion n'est pas suffisante pour détruire la cohésion de la ma- tière en cours d'étirage, et l'étirage peut par conséquent être exécuté, pour les expériences, sans l'aide de cylindres de sup- port intermédiaires. Toutefois, il est évident que, dans ces circonstances, les conditions ne sont pas suffisamment stables pour une exploitation commerciale, particulièrement lorsqu'on tra- vaille des numéros fins.
Lorsque l'étirage augmente et que par conséquent la variation de la section transversale augmente, la diminution du degré de torsion au fur et, à mesure qu'on s'éloi- gne des cylindres d'étirage devient toutefois si grande que la cohé- sion de la matière qui subit l'étirage s'en trouve atteinte et que l'étirage devient éventuellement impossible.
Or, on a observé que, par le réglage de la torsion, on peut conserver la cohésion de la matière subissant l'étirage, malgré l'accroissement de l'étirage, et qu'on peut procéder à des étirages beaucoup plus intenses que les étirages normaux,
Selon la présente invention, on effectue l'étirage en faisant passer une mèche ou un produit analogue à travers la ligne de pin- cement des cylindres d'alimentation et des cylindres d'étirage en poussant la mèche vers l'avant en un point voisin de la ligne de pincement des cylindres d'étirage à la même vitesse à laquelle on l'introduit au moyen des cylindres d'alimentation, et, en évitant, à l'avant de ce point de repoussage, toute rotation sensible de la mèche autour de son propre axe sur une certaine longueur s'éten- dant en direction de la ligne de pincement des cylindres d'étirage,
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Plus l'étirage est intense, plus le point de repoussage et la longueur sur laquelle on empêche la rotation sont rapprochés de la ligne de pincement des cylindres d'étirage.
En empêchant la rotation d'une partie de la mèche ou du pro- duit analogue subissant l'étirage de cette manière, on empêche temporairement le mouvement de torsion de se propager en direction des cylindres d'étirage au-delà du point où on empêche la mèche de tourner, ce qui a pour résultat que, dans la partie de mèche comprise entre les cylindres d'alimentation et le point où on empêche la rotation, le mouvement de torsion se répartit de lui- même de la manière qui a été décrite ci-dessus, le maximum de torsion se produisant au point où on empêche la rotation, et ce degré de torsion restant sensiblement constaht tout le long de la mèche qu'on empêche de tourner, malgré la diminution progressive de la section transversale le long de cette partie de mèche.
On maintient par ce moyen un degré approprié de torsion dans la par- tie de la mèche qui subit l'étirage, ce qui a pour résultat que la totalité, sensiblement, des fibres sont maintenues dans la mè- @he par la torsion et que la mèche conserve sa cohésion. Lorsque cesse la mèche passe le point où/l'action empêchant la rotation, la torsion est libérée de la contrainte existant entre ce point et la ligne de pincement des cylindres d'étirage, et elle se répartit de nouveau, d'elle-même de la manière ci-dessus décrite, le taux maximum de torsion se produisant dans la partie de la mèche qui se présente sur la ligne de pincement des cylindres d'étirage, et diminuant progressivement vers le point où la mèche est libérée de toute contrainte,
On voit par conséquent que non seulement on maintient un degré approprié de torsion dans la partie de mèche qui subit l'étirage, mais aussi qu'on assure un réglage considérable du degré de tor-
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sion. Ainsi, pour obtenir un étirage satisfaisant, à n'importe quel degréd'étirage, il faut que le degréde torsion, dans la partie de la mèche qui est voisine des cylindres d'étirage, soit suffisant pour résister à l'effet d'étirage, cet effet s'exerçant sensiblement sur toute la longueur de la mèche comprise entre les cylindres d'alimentation et les cylindres d'étirage, tandis qu'il faut que le degré de torsion, dans la partie voisine des cylin- dres d'étirage, ne soit pas d'une.valeur élevée telle qu'il em- pêche les fibres en cours d'étirage de'sortir de la mèche par l'action des cylindres d'étirage.
Par l'application de la présente invention, on réalise ces conditions de torsion, pour n'importe quelle valeur donnée de l'étirage, en faisant varier la position du point où on empêche la rotation de la mèche et celle du point où on pousse la mèche vers l'avant, ces points se rapprochant d'autant plus de la ligne de pincement des cylindres d'étirage que le degré d'étirage augmente.
De cette façon, on oonserve la cohésion de la mèche dans des conditions d'étirage qui couvrent une grande étendue de variation de cet étirage, et on a observé qu'on peut filer des fils d'une bonne qualité commerciale en les soumettant à des étirages très importants, par exemple des étirages atteignant jusqu'à 100,150, 200 ou davantage. De plus, on peut,à partir de la même mèche, filer des fils en les soumettant à des degrés d'étirage différents variant entre des limites étendues. C'est ainsi par exemple qu'on peut filer des fils de fibre peignée-, des numéros
10, 30, 48 et 60 en partant d'une mèche de 47,75 grammes, c'est-à- dire d'une mèche pesant â7,75 grammes par mètre de longueur, de
96 la qualité du numéro 64, en procédant à des étirages de 20, 60,/et
120 respectivement.
Le degré de torsion initial de la mèche ne parait pas avoir d'importance particulière. C'est ainsi que lorsqu'on utilise une mèche de 47,75 grammes comme dans les exemples indiqués ci-dessus, on a trouvé qu'une torsion de la mèche de 0,5 à 1 tour par longueur de 25.,4 millimètres est satisfaisante dans la mise en oeuvre de la présente invention,
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Dans un appareil d'étirage selon l'invention, on pousse une mèche ou un produit analogue vers l'avant en un point voisin de la ligne de pincement des cylindres d'étirage au même régime que celui auquel son alimentation se fait par les cylindres d'alimenta- tion, et cela au moyen d'une paire de surfaces mobiles comprimant légèrement les fibres entre elles, tandis qu'on prévoit des moyens entre ce point et la ligne de pincement des cylindres d'étirage,
afin d'empêcher toute rotation sensible de la mèche ou du produit analogue autour de son propre axe sur une certaine longueur s'éten- dant en direction de la ligne de pincement des cylindres d'étirage.
Les moyens empêchant la rotation de la mèche peuvent être réa- lisés sous la forme d'un organe fixe semblable à un chenal ou conduit agencé de manière à fixer les limites de la mèche de façon à exercer par frottement une commande périphérique sur une lon- gueur suffisante pour empêcher sa rotation. Théoriquement, la largeur d'un tel conduit doit varier le long de sa longueur en fonction du diamètre variable de la partie correspondante de la mè- che, et en chaque point elle doit être légèrement inférieure au diamètre correspondant de la mèche, de façon que le conduit ou chenal exerce un léger effet de serrage sur la mèche.
Toutefois, on a observé dans la pratique qu'un organe en forme de chenal exécuté pour une mèche donnée fournit un fonctionnement satis- faisant avec une mèche un peu plus forte, probablement à cause de la. souplesse de la mèche. De plus, quand on procède à un éti- rage intense, par exemple un étirage de l'ordre de 120, il n'est pas nécessaire, ainsi qu'on l'a également observé, que la largeur de l'organe en forme de chenal varie dans l'étendue de sa lon- gueur, probablement pour la même raison, pourvu que sa largeur soit telle qu'il exerce l'effet nécessaire de serrage.
Pour assurer une entrée douce et régulière de la mèche, on évase l'en- trée du chenal. en raison de l'espace limité dont on dispose quand on pro- cède à un étirage poussé, des cylindres de petit diamètre four- nissent une forme appropriée pour les surfaces mobiles, et on se rapportera, dans ce qui va suivre, à des cylindres de ce genre,
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lesquels peuvent être dénommés "cylindres intermédiaires".
Pour l'utilisation avec des cylindres avant d'un diamètre de 1016 millimètres, ce qui constitue une dimension usuelle, les cylin- dres intermédiaires peuvent être d'un diamètre aussi réduit que 6,3 millimètres, et il est important, quand on utilise des dia- mètres aussi faibles, de ne pas se fier, pour l'entraînement des cylindres intermédiaires supérieurs, à l'entraînement assuré par la matière elle-même, recevant son mouvement d'un cylindre infé- rieur entraîné, mais de prévoir une commande positive pour les deux cylindres" Les cylindres peuvent également être cannelés.
Pour obtenir d'une manière certaine que les cylindres inter- médiaires poussent la mèche vers l'avant au même régime que celui auquel les cylindres d'alimentation la font arriver, ils sont en- traînés à une vitesse périphérique légèrement supérieure à celle des cylindres d'alimentation, pur exemple supérieure de 12(;, la pression des cylindres sur la mèche étant suffisamment légère pour permettre le léger glissement nécessaire. On peut appliquer de dif- férentes manières la pression entre les cylindres intermédiaires, par exemple au moyen d'un contrepoids, de ressorts, ou de leviers portant des poids ou subissant l'action de ressorts, des dispo- sitifs de réglage étant prévus si on le désire.
Les cylindres intermédiaires ont tendance, le long de leur ligne de pincement, à aplatir la mèche sous Informe d'un ruban, c,e qui peut empêcher la torsion de la mèche de passer à travers la ligne de pincement des cylindres et provoquer par ce moyen une accumulation de l'effet de/torsion entre les cylindres intermé- diaires et les cylindres d'alimentation, l'effet d'une telle accumulation étant de provoquer une répartition intermittente de la torsion. Pour éviter cet inconvénient, on peut munir l'un des cylindres intermédiaires, de préférence le plus long d'entre eux, d'une paire de brides entre lesquelles l'autre cylindre s'adapte étroitement et repose sur la mèche qui passe entre les brides.
La mèche est ainsi serrée par les surfaces des cylin- dres et des brides qui leur donnent une forme ayant à peu près
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celle d'un carré en coupe transversale. Des cylindres de ce genre ont pour effet de pousser la mèche vers l'avant tout on permet- tant à la torsion de passer d'unie manière continue entre les oy- lindres. Four les mêmes raisons, il est préférable d'exécuter les cylindres d'alimentation d'une façon semblable aux cylindres intermédiaires.
On peut toutefois utiliser des cylindres intermédiaires sans mais brides,/en pareil cas il est préférable de prévoir un second or- ,pare en forme de chenal semblable à celui qui a été décrit ci- dessus, et disposé immédiatement à l'arrière de la ligne de pin- cement des cylindres intermédiaires, de manière à éviter la rota- tion de la mèche en ce point et à forcer la torsion de la mèche à travers la ligne de pincement des cylindres, la torsion se distri- buant une fois de plus d'elle-même entre le second organe en forme de chenal et les cylindres d'alimentation, de la manière dé- crite ci-dessus.
En évitant la rotation de certaines parties de la mèche de cette manière, on assure un réglage considérable de la torsion dans la portion de la mèche qui subit l'étirage, comme cela a été décrit oi-dessus, et on peut obtenir un réglage supplémentaire, si cela est avantageux, éventuellement, dans certaines circons- tances particulières, en utilisant un ou davantage d'organes supplémentaires en forme de chenal, ou en rendant réglable la longueur du second organe en forme de chenal, en des points plus rapprochés des cylindres d'alimentation. De telles circonstances peuvent se présenter par exemple si, dans une mèche donnée, la torsion initiale quoique satisfaisante pour l'étirage, est consi- dérée comme trop faible dans la partie de la mèche située du côté des cylindres d'alimentation pour y maintenir une cohésion satisfaisante.
En pareil cas, le fait de prévoir un organe supplé- mentaire en forme de chenal en un point plus voisin des cylin- dres d'alimentation a pour effet de provoquer uneredistribution de la torsion entre cet organe en forme de chenal et les cylin- dres d'alimentation, une telle redistribution laissant subsister
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une torsion plus importante dans la partie de mèche voisine des cylindres d'alimentation.
Ainsi que cela a été indiqué ci-dessus, on empêche la mèche de tourner sur une longueur qui aboutit à un point voisin de la ligne de pincement des cylindres d'étirage, et, bien qu'il puisse théoriquement être préférable que cette longueur s'éten de jusqu'à la ligne même de pincement des cylindres d'étirage, ce- la est difficile, sion impossible, en raison des limites qu'im- pose la construction mécanique.On a observé toutefois qu'n or- gane en forme de chenal construit de manière à s'approcher de très près de la ligne de pincement des cylindres d'étirage lors- qu'il a été placé dans une position qui correspond à un étirage important, par exemple un étirage de 120,
donne des résultats très satisfaisants lorsqu'on l'écarte de la ligne de pincement des cy- lindres d'étirage dans la mesure qui correspond à un étirage légè- rement plus faible, bien que l'opération d'étirage se fasse moins on bien quand/augmente la course de ce mouvement d'écartement,
La description qui a été faite ci-dessus s'est appliquée dans une large mesure au réglage de la torsion au cours de l'étirage dans la dernière opération de filature. L'étirage considérablement aug- menté dans le métier à filer rend toutefois inutile une part sen- sible de l'étirage ordinairement pratiqué dans la transformation des rubans en mèches.
Les mêmes principes de réglage de la torsion peuvent être appliqués d'une façon semblable aux bancs à broches avec une ré- duction supplémentaire très sensible du nombre des étirages effectués dans le banc à broches, qui sont nécessaires entre le peignage et l'étirage et la filature.
Le retordage final du produit étiré pour en obtenir le fil peut se faire de n'importe quelle manière désirée, par exemple au moyen d'ailettes sur des bancs à broches, et au moyen de bro- ches à cuvette ou à anneau sur des métiers à filer.
La description qui va suivre en regard des dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs va bien faire ressortir
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comment l'invention peut être mise en pratique,
La figure 1 est un graphique donnant en abscisse le pourcen- tage des fibres des différentes longueurs dans un échantillon carac- téristique donne d'une fibre peignée, les longueurs étant portées en ordonnée.
La figure 3 représente une courbe d'étirage pour un échantillon donné soumis à un étirage normal de 6,5, c'est-à-dire une courbe de la section transversale S de la mèche, portée en ordonnée, en fonc- tion de l'écartement e porté en abscisse.
La figure 3 est un diagramme de la torsion de l'échantillon don- né subissant le même étirage que dans la figure 2.
La figure 4 est un diagramne semblable à celui de la figure 3 et représentant la torsion de l'échantillon donné, mais avec un étirage beccoup plus important, à savoir un étirage de 120.
La figure 5 est un jeu de trois diagrammes représentant l'effet sur la répartition de la torsion qui résulte de l'uti- lisation d'une paire de cylindres libres dans trois positions différentes, l'étirage étant constant.
La figure 6 représente un jeu de -crois diagrammes représentant l'ef- fet exercé sur la répartition de la torsion par l'augmentation de l'é- tirage sans changement de la position des cylindres libres.
La figure 7 représente un jeu de trois diagrammes faisant ressortir l'effet exercé sur la répartition'de la torsion par l'augmentation de l'étirage lorsqu'on fait application du procé- dé selon la présente invention.
La figure 8 est une coupe d'une partie d'un métier à filer construit selon la présente invention,
La figure 9 est une vue en plan d'une partie de l'appareilla- ge représenté dans la figure 8, mais à une échelle plus grande que cette dernière figure.
La figure 10 est un schéma représentant une partie, vue en éléva- tion, des engrenages de commande du dispositif représenté dans la figure 8.
La figure 11 est une vue schématique en plan du dispositif représenté dans la figure 8.
La figure 12 est une coupe verticale d'un détail des figures 8 et 9, cette coupe étant fuite suivant la ligne 12-12 de la figure 9.
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Les diagrammes des figures 3 à 7 ont été tracés à des échel- les qui diffèrent quoique peu en ce qui concerne les ordonnées.
Ils sont toutefois proportionnels. il ost bien connu qu'un échantillon de laine peignée peut être soumis à une analyse de la longueur des fibres dans une machine qui sénare les fibres de l'échantillon en faisceaux dans chacun des- quels la longueur des fibres est comprise entre des limites diffé- rentes pour chaque faisceau, et qu'on peut ainsi classer la varia- tion de longueur des fibres et exprimer ce classement en pourcen- tage de fibres dont la longueur est comprise dans les limites d'un certain nombre de gammes de longueur.
en peut, d'une façon sem- blable, combiner les résultats d'analyse séparés de deux ou davan- tage d'échantillons, pour purvenir à l'analyse d'un mélange de laines de deux ou davantage de qualités,
Quand on a obtenu de telles analyses, on peut superposer les gammes de longueur sur une ligne de base correspondant à la fibre la plus longue, pour tracer un diagramme de la longueur des fibres de l'échantillon ou du mélange. La figure 1 représente un diagramme de ce genre, obtenu à l'aide d'un mélange de laine peignée de 64 et de laine peignée de 70 dans la proportion de 3 à 1, la longueur maximum des fibres étant de l'ordre de 152 millimètres.
Ainsi que cela a été décrit ci-dessus, on peut ohtenir un graphique de l'étirage en considérant l'effet de l'étirage sur chaque faisceau tour à tour, pour obtenir la diminution de sec- tion transversale de chaque/faisceau lorsqu'il s'approche des cy- lindres d'étirage, et porter la somme des résultats obtenus à par- tir des différents faisceaux en fonction de l'écartement, Un sché- ma d'étirage du mélange précité soumis à un étirage de 6,6 est re- présenté dans la figure 2.
Ainsi que cela a été dit ci-dessus, le degré le torsion t dans n'importe quelle section transversale r d'un faisceau torda, librement suspendu entre une paire de points de pincement, est donné par la relation
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et on peut obtenir un graphique de la torsion en portant la valeur d'une fonction de l'expression précitée, savoir de $ , en fonction de l'écartement,:en utilisant les différentes sections transversales r qu'on peut obtenir d'après la courbe de l'étirage.
Une courbe de torsion obtenue à partir de la courbe d'étirage représentée dans la figure 2, pour laquelle on adopte pour x la valeur de U,735, est représentéepar la courbe en traits mixtes de la figure 3, dans laquelle les points de pincement sont indiqués par les cylindres d'alimentation 21 et les cylin- dres d'étirage 22 respectivement. A présent, la courbe A repré- 'sente la répartition de la torsion dans la zone d'étirage, c'est- à-dire dans l'intervalle compris entre leslignes de pincement des cylindres d'alimentation 22 et des cylindres d'étirage 23, dans une mèche ou un ruban dont la section transversale varie selon la courbe d'étirage représentée dans la figure 2, tel qu'elle se présentera:
)t si la mèche pouvait être suspendue librement entre les lignes de pincement des cylindres d'alimentation et des cy- lindres d'étirage, et si la torsion initiale de la mèche pouvait se répartir d'elle-même dans l'étendue de cette longueur avant le commencement de l'opération ou action d'étirage,
Si,on suppose, pour le moment, que ces conditions peuvent être réalisées dans la pratique, et si on considère l'effet de l'étirage, on voit que, dans lespremières phases de l'étirage, chaque unitéde longueur qui passe à travers les rouleaux d'étirage contient une proportion plus élevée de torsion que celle qui est contenue dans une unité correspondante de longueur avancée par les cylindres d'alimentation,
cequi a pour résultat que la torsion totale diminue dans la zone d'étirage Ceci continue jus- qu'à ce qu'un équilibre ait été obtenu lorsque le taux de torsion dans la portion de mèche présentée à la ligne de pincement des cylindres d'étirage est égal à celui de la mèche présent se à la ligne de pincement des cylindres d'alimentation. Ceci constitue l'état normal durant l'opération d'étirage. La forme de la partie de la mèche qui subit l'étirage reste constante, en concordance avecla courbe d'étirage représentée dans la figure 2, et la
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répartition de la torsion reste proportionnelle à la courbe
X de la figure 3.
Du fait que les taux de torsion au droit des lignes de pincement des cylindres d'alimentation et des cylin- dres d'étirage est le même durant l'opération d'étirage que ci- dessus, on peut donc tracer à partir de la courbe X une seconde courbe y en donnant à l'ordonnée verticale finale de la courbe
X une valeur proportionnelle à la torsion initiale BC de la mè- dhe non étirée et en réduisant les ordonnées résultantes propor- tionnellement. La courbe y représente par conséquent la répar- tition de la torsion entre les cylindres d'alimentation et d'é- tirage au cours de cette opération d'étirage, la torsion totale dans la partie de mèche subissant l'étirage étant représentée par la zone hachurée située au-dessous de la courbe y de la figure 3.
Les conditions de torsion indiquées par la courbe i de la figure 3 supposent que l'étirage se produit entre lescylin- dres d'alimentation et d'étirage sans l'aide de cylindres inter- médiaires, de telle sorte que la mèche comprise entre leslignes de pincement est libre de tourner autour de son propre axe et permet à la torsion de se répartir selon la loi indiquée ci- dessus de la manière précitée.
Il s'établit ainsi un système de torsion entre les lignes de pincement des cylindres d'alimenta- tion et des cylindres d'étirage. un voit, en considérant la courbe r, que le taux de tor- sion diminue progressivement de la ligne de pincement des cy- lindres d'étirage vers la ligne de pincement des cylindres d'a- limentation, le taux de diminution étant maximum dans la partie de la mèche qui est voisine de la ligne de pincement des cylin- dres d'étirage.
En conséquence, il y une chute de taux de torsion dans la mèche lorsqu'elle passe entre les cylindres d'alimenta- tion, et bien qu'on puisse, ainsi que cela a été dit ci-dessus, assurer l'étirage dans une certaine mesure dans les conditions de torsion indiquées par la courbe Y de la figure 3, c'est-à- dire avec un étirage de 6,5, la chute du taux de torsion dans la mèche lorsqu'elle passe entre les cylindres d'alimentation de-
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vient de plus en plus marquée lorsque l'étirage augmente. Ceci est représenté dans la figure 4 qui est un diagramme de torsion qu'on obtiendrat pour l'échantillon précité de numéro 64/70 s'il pouvait être soumis à un étirage de 120 dans ces conditions.
On voit toutefois que la torsion se réduit à des proportions négligeables au voisinage des cylindres d'alimentation et qu'elle n'est pas en mesure de maintenir la cohésion de la mèche et qu'on ne peut par conséquent réaliser l'étirage.
Ainsi que cela a été dit ci-dessus, on a proposé des solu- tions pour accroître l'étirage en prévoyant une paire de cylin- dres intermédiaires de faible diamètre à proximité de la ligne de pincement des cylindres d'étirage, et l'effet sur la réparti- tion de la torsion exercé par de tels cylindres est représenté dans la figure 5. On voit que l'effet de l'emploi d'une paire de cylindres intermédiaires représentés en 23 est de diviser le système unique de torsion ci-dessus décrit en deux systèmes, à savoir tout d'abord un système avant compris entre la ligne de pincement des cylindres d'étirage 22 et la ligne de pince- ment des cylindres intermédiaires 23, et d'autre part un sys- tème arrière compris entre la ligne de pincement des cylin- dres intermédiaires 23 et la ligne de pincement des cylindres d'alimentation 21.
La figure 5 représente trois diagrammes de torsion différents 5A, 5B et 5C, tous établis pour la qualité 64/70 précitée soumise à un étirage de 6,5, les cylindres inter- médiaires étant placés, dans les trois diagrammes, à des dis- tances différentes de la ligne de pincement des cylindres d'éti- rage.
Les diagrammes de torsion des trois cas sont de nouveaux proportionnels à la courbe X de la figure 3, et on voit que le taux de torsion diminue, dans chaque cas, d'une façon progres- sive dans le système avant depuis la ligne de pincement des cy- lindres d'étirage 22 jusqu'à la ligne de pincement des cylindres intermédiaires 23, où la torsion a la même valeur qu?au droit de la ligne de pincement des cylindres d'étirage, c'est-à- dire une valeur égale à la torsion initiale de la mèche non étirée, et de même dans le système arrière entre la ligne de
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pincement des cylindres intermédiaires 23 et la ligne de pinoe- ment des cylindres d'alimentation 21,
Le tableau A ci-dessous donne les valeurs relatives de la torsion pour différentes positions des cylindres intermé- diaires,
correspondant à celles qui sont représentées dans les graphiques respectifs5A, 5B et 5C de la figure 5.
TABLEAU A Etirage : 6,5(. Torsion initiale de la mèche = T tours par longueur de 25,4 mm.
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Distance <SEP> moyenne <SEP> en-*. <SEP> Torsion <SEP> moyenne <SEP> t <SEP> Torsion <SEP> moyenne <SEP> dans
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<tb> tre <SEP> les <SEP> lignes <SEP> de <SEP> dans <SEP> le <SEP> système <SEP> le <SEP> système <SEP> avant <SEP> de
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un voit par conséquent que par le déplacement des cylin dres intermédiaires vers la ligne de pincement des cylindres d'étirage, le taux moyen de torsion dans le système arrière dimi- nue progressivement, tandis que celui du système avant augmente progressivement.
La figure 6 représente un jeu de diagrammes 6A, 6B et 60 semblables à ceux de la figure 5, sauf que, dans la figure 6, la position des cylindres intermédiaires 23 est la même dans les trois cas. L'étirage, toutefois, a été augmenté et passe de la valeur de 20 dans le diagramme 6A à la valeur de 80 dans le diagramme 6B et à la valeur de 120 dans le diagramme 60. L'ef- fet de cette augmentation est de réduire progressivement le taux moyen de torsion à la fois dans le système avant et dans le système arrière, et on voit que cette réduction est d'une valeur beaucoup plus grande, dans le système avant que dans
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le système arrière dans chacun des cas, Le tableau B représente les valeurs relatives de la torsion qui correspondent aux trois diagrammes de torsion 6A, 6B et 6C.
TABLEAU B Ligne de pincement des cylindres intermédiaires à 50,8 mm de la ligne de pincement des cylindres d'étirage.
Torsion initiale de la mèche = T tours par longueur de 25,4mmo
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<tb> étirage <SEP> : <SEP> Torsion <SEP> moyenne <SEP> dans <SEP> Torsion <SEP> moyenne <SEP> dans
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<tb> : <SEP> le <SEP> système <SEP> arrière <SEP> : <SEP> le <SEP> système <SEP> avant <SEP> de
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<tb> . <SEP> par <SEP> longueur <SEP> de <SEP> 25,4: <SEP> longueur <SEP> de <SEP> 25,4 <SEP> mm).
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mu) : 1 20 ûe944 T C1,2Q3 T 80 0,9.4 T Ot 0827 T
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<tb> 120 <SEP> 0,939 <SEP> T <SEP> 0,068 <SEP> T <SEP>
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1 :
un voit par une comparaison des tableaux A et B et des diagrammes des figures 5 et 6 que le taux moyen de torsion dans le système avant peut être augmenté par le déplacement des cylindres intermédiaires en direction de la ligne de pin- cement des cylindres d'étirage, et tant que cette augmenta- tion du taux de torsion est suffisante pour contrebalancer,, la' réduction du taux de torsion provoquée par l'augmentation de 1.'étirage, on peut accroître les taux d'étirage dans une cer- taine mesure au-dessus de la normale.
Toutefois, lorsque le taux d'étirage augmente, le taux moyen de torsion dans le sys- tème av::nt devient si faible que l'opération d'étirage devient éventuellement irréalisable pratiquement. 11 va de soi que les diagrammes de torsion des figures b et 6 ne représentent pas nécessairement des systèmes de torsion praticable effectivement et économiquement, ces diagrammes ayant simplement pour but de faire ressortir la variation de la répartition de la torsion dans différentes conditions,
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11 ressort clairement de la description qui vient d'être faite que plus l'étirage est important, plus il devient néces- saire de prévoir un taux approprié de torsion dans la partie de là mèche qui s'approche des cylindres d'étirage,
c'est- à-dire dans le système avant quand on utilise des cylindres intermédiaires. On obtient ce résultat selon la présente inven- tion, laquelle va être décrite ci-après d'une façon plus détail- lée d'après un exemple.
La figure 7 représente trois diagrammes de torsion 'lA, 7B et 7C pour la même qualité de mèche de 64/70 que ci-dessus, et ,représentent la répartition de la torsion pour un étirage de 30, 80 et 120 respectivement* Ces diagrammes représentent des conditions effectives d'étirage selon l'invention.
ntre les cylindres d'alimentation 21 et les cylindres d'étirage 22, la mèche est poussée vers l'avant au même régime que celui auquel elle est introduite par les cylindres d'alimentation 21, par une paire de cylindres intermédiaires 24 commandés posi- tivement, et én avant du point d'avancement on empêche la / de parcours, en direction de la ligne de pincement des cylindres mèche de tourner autour de son propre axe sur une longueur d'éti- rage, qui est déterminée par un organe en forme de chenal ou de conduit, désigné par 26.
Les cylindres intermédiaires 24 et l'organe 26 en l'orme de chenal seront décrits plus loin d'une façon plus détalliée. un voit dans la figure 7 qu'il se produit de nouveau deux systèmes de torsion mais que le système avant est maintenant séparé du système arrière par une zone qui correspond à la sur- face située en-dessous de l'organe 26 en forme de chenal, Sur la longueur de la mèche qui correspond à la longueur de l'organe en forme de chenal, on empêche la mèche de tourner autour de son axe, et par conséquent, dans l'étendue de cette longueur on empêche la torsion de s'échapper en direction de la ligne de pin - cernent des cylindres d'étirage conformément à la loi ci-dessus indiquée.
Le taux de torsion reste ainsi constant le long de l'organe 26 en forme de chenal, malgré la variation de la sec- tion transversale de la mèche dans l'étendue de cette longueur,
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et le taux de torsion dans l'étendue de cette longueur est égal à celui de la torsion initiale de la mèche.
L'effet de la manoeuvre qui consiste à. empêcher la rota- tion d'une partie de la mèche de cette manière est d'augmenter le taux moyen de torsion, par comparaison avec le dispositif qui ne comporte que les seuls cylindres intermédiaires, entre la li- gne de pincement des cylindres intermédiaires 24 et la ligne de pincement des cylindres d'étirage 22, comme cela ressort claire- ment de la figure 7. On voit également que plus l'étirage est ac- centué, plus la ligne de pincement des cylindres intermédiaires et l'organe en forme de chenal sont voisins de la ligne de pince- ment des cylindres d'étirage.
Le tableau C représente les valeurs relatives de la torsion et le réglage des cylindres intermédiaires 24 pour les trois diagrammes de torsion 7A, 7B et 7C de la figure 7, l'organe 26 en forme de chenal s'étendant sensiblement à par- tir de'la ligne même de pincement des cylindres intermédiaires 24 et ayant une longueur de 19 millimètres.
TABLEAU C Torsion initiale de la mèche = T tours par longueur de 25,4 mm.
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.:Distance com- . Torsion , ors on , ors on moyenne
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<tb> Etirage <SEP> ligne <SEP> de <SEP> pince: <SEP> dans <SEP> le <SEP> dans <SEP> le <SEP> de <SEP> pincement <SEP> des
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<tb> 20 <SEP> 52,6 <SEP> mm <SEP> 0,948 <SEP> T <SEP> 0,2285T <SEP> 0,508 <SEP> T
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Un dispositif d'étirage avec lequel on a obtenu avec succès des étirages d'un ordre très important est représenté dans les figures 8 à 12 et va être décrit t ci-après.
On fuit passer une mèche 31 par la ligne de pincement d'une
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paire de cylindres d'alimentation 32 et 33, et à travers un guide-mèche 34 par la ligne de pincement d'une paire de cylin- dres intermédiaires 35 et 36, puis de ces derniers, à travers l'organe 37 en forme de chenal, par la ligne de pincement d'une paire de cylindres d'étirage 38 à la sortie desquels elle passe sous la forme d'un fil 39 sur la bobine d'un métier à filer à cuvette d'une construction connue et désignée dans son ensemble par 40. Le cylindre d'alimentation inférieur 33 com- porte une paire de brides 41 entre lesquelles le cylindre supé- rieur d'alimentation 32 s'adapte étroitement.
Le cylindre intermédiaire inférieur 36 comporte une paire de brides 42 entre lesquelles le cylindre supérieur 35 s'adapte étroitement et repose sur la mèche 31 qui passe entre les bri- des. Le cylindre inférieur 36 est monté de manière à pouvoir tourner dans des paliers appropriés disposés dans un support commun 48 et est entraîné par une paire de petitspignons den- tés 44 et 46 à partir d'un pignon denté d'entraînement 47 monté sur un arbre d'entraînement 48 (voir figures 10 et 11) monté lui-. même dans des organes de support 49. Le cylindre supérieur 35 est cannelé et est monté dans des paliers appropriés disposés dans une console,de support 51 qui pivote en 52 sur le sup- port commun 43 de manière à pouvoir pivoter en direction du haut pour l'enfilage de la mèche.
Des poids amovibles 53 sont prétus sur la console 51 pour fournir la pression nécessaire entre,les cylindres 35 et 36. Le cylindre supérieur 35 est entraîné à la même vitesse périphérique que le cylindre inférieur 35 par un pignon denté 54 monté sur un arbre 56 passant à travers le sup- port commun 43 et à l'autre extrémité duquel est fixé le pi- gnon denté 44. Le pignon 54 entraîne un pignon intermédiaire 57 monté librement dans le support commun 43 le pignon 57 en- traînant un autre pignon 58 monté sur.1.'arbre du cylindre supérieur 35. Le pignon intermédiaire 57 est placé de façon que le pignon roule 58/autour de lui durant le mouvement de pivotement de la console 51.
L'organe 34 en forme de chenal est supporté dans des rai-
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nures de support commun 43 et est retenu en place dans sa posi- tion par des lames-ressorts b9 permettant un retrait facile.
Le chenal de l'organe 37 est de section sensiblement rectan- gulaire et comporte à son sommet un ente 67 pour l'introduction du fil. La base du chenal est comprise entre les brides 42 du cylindre 36 de manière à agir comme un organe de grattage et également à fixer latéralement la position de l'organe 37.
Le support commun 43 est supporté par une 'portée d'appui constituée par la surface supérieure de l'organe voisin 49 de support et est fixé à Une console transversale 61, d'une manière qui en permet le démortage rapide, par une paire de goujons 62 faisant saillie par rapport à une paire de pinces élastiques 63. La console 61 est fixée à un arbre transversal 64 lui-même monté de manière à pouvoir coulisser dans des oreilles 66 qui font saillie par rapport aux organes de support 49.
Le mécanisme décrit ci-dessus constitue un dispositif d'é tirage, et on prévoit un dispositif de ce genre pour chaque broche dans un métier à filer. On peut envisager l'agencement huit des groupes précités par sections comprenant par exemple de ces groupes, chaque section étant montée sur une barre commune de support 68, les différentes sections 48 de l'arbre étant re- liées par des accouplements 69 et entraînées à partir d'une sour- ce commune.
La traversée des différents groupes dans les sec- tions se fait par un mouvement de va-et-vient de l'arbre trans- versal 64,
Les différentes barres de support 68 sont fixées à chaque extrémité à des consoles de réglage 71 montées de manière à pou- voir ooulisser sur des organes tubulaires 72, tandis qu'on pré- voit des moyens permettant de régler en même temps les consoles 71 dans le but de régler la position des'groupes simultanément en direction des cylindres d'étirage 38 et en sens contraire pour faire varier les oonditions d'étirage,
Dans les étireuses ordinairement utilisées pour l'étirage des fibres peignées, le cylindre d'étirage supérieur est reoouvert
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de liège qui cède légèrement sous l'action de la pression appliquée le long de la ligne de pincement.
Ceci a pour effet que l'empla- oement de la ligne effective de pincement est légèrement en avance par rapport à une droite joignant les centres des cy- lindres d'étirage. Il va de soi, par conséquent, que le terme de ligne de pincement des cylindres dëtirage utilisé ci- dessus désigne l'endroit des surfaces des cylindres d'étirage qui se rencontrent où les fibres sont pincées pour la premiè- re fois,
Le dispositif qui a été décrit ci-dessus a été utilisé avec succès dans la fabrication de fils d'une bonne qualité commerciale répondant aux exemples suivants :
Exemple n 1
Qualité ;Laine de 64/70.
(Etirage commercial normal 6,$)
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: t,1¯éche :>iuaéro du Distance entre les lignes de pin-
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<tb> grammes <SEP> fil <SEP> de <SEP> laine: <SEP> cernent <SEP> des <SEP> cylindres <SEP> intermédiai-
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<tb> Etirage <SEP> par <SEP> peignée, <SEP> : <SEP> res <SEP> et <SEP> des <SEP> cylindres <SEP> d'étirage.
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: <SEP> mètre <SEP> :
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20 j 4,775 j 10 1 : 52,6 mm 20 4,775 10 52,6 moi
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<tb> 40 <SEP> : <SEP> 4,775: <SEP> 20 <SEP> 44,5 <SEP> mm
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<tb> 60 <SEP> : <SEP> 4,775: <SEP> 30 <SEP> 35, <SEP> 0 <SEP> mm
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<tb> 80 <SEP> : <SEP> 4,775: <SEP> 40 <SEP> 33,0 <SEP> mm
<tb>
<tb> 100 <SEP> : <SEP> 4,775: <SEP> 50 <SEP> : <SEP> 32,0 <SEP> mm
<tb>
<tb> 120 <SEP> : <SEP> 4,775: <SEP> 60 <SEP> : <SEP> 29,7 <SEP> mm
<tb>
Dans cet exemple, l'organe 37 en forme de chenal avaLt une longueur approximative de 19 mm.
<Desc/Clms Page number 24>
Exemple N 2
Qualité: laine de 80.
(étirage commercial normal : 675)
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ti,4eche . Iumero du.!Distance entre les lignes de Etirage grammes fil de : pincement des cylindres interné- Dar : laine pei- : àiaires et des cylindres deéti-
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<tb> ¯¯¯¯¯¯¯mètre <SEP> gnée. <SEP> : <SEP> rage¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯
<tb>
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204 -50,87 80 28e6 mm
Dans cet exemple, l'organe 37 en forme de chenal avait approximativement 19 mm de longueur.
Exemple N 3
Qualité :Fibre de rayonne oomposée de mèches.
3 deniers. Longueur maximum des fibres :101,6 mm ('Etirage commercial normal : 20)
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tàléohe : Xurnéro du Dis,tance entre les lignes de
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<tb> Etirage <SEP> grammes <SEP> fil <SEP> de <SEP> fibre: <SEP> pincement <SEP> des <SEP> cylindres <SEP> intermépar <SEP> peignée <SEP> diaires <SEP> et <SEP> des <SEP> cylindres <SEP> d'étira-
<tb> . <SEP> mètre <SEP> : <SEP> : <SEP> ge
<tb>
<tb>
<tb> 70 <SEP> : <SEP> 9,55 <SEP> : <SEP> 16 <SEP> 41,1 <SEP> mm
<tb>
<tb> 154 <SEP> : <SEP> 9,55 <SEP> : <SEP> 36 <SEP> 32,5 <SEP> mm
<tb>
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260 : , 55 :
0 s 29, 2 mira
Dans cet exemple, l'organe 37 en forme de chenal avait une longueur d'environ 15,25 millimètres,
Dans tous les exemples donnés ci-dessus, les cylindres intermédiaires 35 et 36 avaient un diamètre de 7,6 millimètres et étaient placés immédiatement à l'arrière de l'organe 37 en forme de chenal, ces cylindres étant entraînés à une vitesse
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périphériquesupérieure de lob environ à'celle des cylindres d'alimentation 32 et 33. La largeur comprise entre les bri- des 42 du cylindre inférieur 36 était de 1,9 mm. La largeur du chenal de l'organe 37 variait entre 1,9 mm à l'extrémité arrière et 1,65 mm à l'extrémité avant.
Par suite de la proximité immédiate de l'embouchure de l'organe 37 en forme de chenal par rapport aux cylindres inter- médiaires 35 et 36, les brides 42 du'cylindre inférieur 36
<Desc/Clms Page number 25>
constituent en fait un prolongement des côtés du chenal de l'or- gane en forme de chenal, ce qui a pour résultat que la longueur le long de laquelle on empêche la mèche de tourner s'étend se si- blement depuis la ligne de pincement des cylindres 35 et 36 jusqu'à l'extrémité avant de l'organe 37 en forme de chenal.
En plus des exemples ci-dessus relatifs à une fabrication commerciale, on a fabriqué expérimentalement, à l'aide du dis- positif ci-dessus déorit, des fils répondant aux exemples sui- vant s, exemple N 4
Qualité:Fibre de rayonne composée de mèches.
1,5 deniers, longueur maximum, des fibres :203 mm.
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:Mèche <SEP> Numéro <SEP> du <SEP> Distance <SEP> entre <SEP> les <SEP> lignes <SEP> de <SEP> pintirage <SEP> :grammes <SEP> :fil <SEP> peigné <SEP> cernent <SEP> des <SEP> cylindres <SEP> intermédiai-
<tb> :par <SEP> mètre: <SEP> :res <SEP> et <SEP> des <SEP> cylindres <SEP> d'étirage.
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<tb>
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1000 <SEP> : <SEP> 13,56 <SEP> 175 <SEP> 28,6 <SEP> mm
<tb> : <SEP> : <SEP> :
<tb>
Exemple N 5
Qualité : Coton du Pérou Longueur maximum des libres : 44,4 mm
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<tb> Etirage <SEP> : <SEP> mèche <SEP> : <SEP> Numéro <SEP> du: <SEP> Distance <SEP> entre <SEP> les <SEP> lignes <SEP> de <SEP> pin-
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<tb> :écheveau <SEP> : <SEP> fil <SEP> de <SEP> cernent <SEP> des <SEP> cylindres <SEP> intermédiai-
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<tb> . <SEP> coton <SEP> : <SEP> res <SEP> et <SEP> des <SEP> cylindres <SEP> d'étirage.
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<tb>
110 <SEP> : <SEP> 0,4 <SEP> : <SEP> 40 <SEP> : <SEP> 29,2 <SEP> mm
<tb>
Dans les exemples expérimentaux n 4 et 5, aucune tenta- tive n'a été faite en vue ci'une production commerciale. Toutefois,. au cours des expériences, il ne s'est produit aucune interrup- tion dans l'opération d'étirage, et les fils résultants.ont été d'une régularité raisonnable.