"Anneau roulant pour machines de filature
et retordage à anneau"
La présente invention a trait aux machines de filature
et de retordage à anneau, appelées ci-après, plus brièvement,
filoirs à anneau; elle concerne plus particulièrement les anneaux utilisés dans lesdites machines.
On sait que, dans les filoirs à anneaux traditionnels,
<EMI ID=1.1>
l'organe qui tord pour donner au fil la torsion souhaitée,
dans la phase du bobinage. Ce curseur est mis en rotation
par la tension du fil qui y passe en s'enroulant sur le petit tube placé sur le fuseau actionné pour tourner à grande vitesse.
En conséquence, le curseur atteint dans son glissement sur l'anneau des rapidités périphériques très élevées qui créent de fortes charges spécifiques par unités de superficies, lesquelles à leur tour occasionnent un réchauffement accentué du curseur; de là sa rapide usure et la necessité qui en découle: de fréquents remplacements. De plus les fils sensibles à la chaleur courent le risque d'être endommagés au contact du curseur surchauffé.
Parmi d'autres motifs, ceux-ci ont créé une limite difficilement franchissable de la rapidité de rotation des fuseaux et, par voie de conséquence, de la productivité des filoirs traditionnels à anneau.
Il a été tenté de surmonter les obstacles et d'améliorer les conditions de fonctionnement des filoirs à anneau, augmentant ainsi leur productivité; parmi les nombreuses suggestions celles qui prévoient l'adoption d'anneaux roulants, aussi appelés "auto-tournants", en remplacement des anneaux fixes, méritent une attention toute particulière. En pratique
on a pensé suspendre, en tournant, l'anneau traditionnel avec
le curseur coulissant sur lui-même de façon à réduire, grâce
à la rotation de l'anneau, la rapidité de glissement du curseur sur ce dernier à égalité avec celle de rotation du fuseau.
Les résultats obtenus de cette façon ne se sont pas révélés satisfaisants. L'anneau tournant - par suite de l'inertie et de sa grande masse - crée de grosses difficultés si
l'on tient compte de l'exigence inéluctable que la rapidité
de rotation totale de l'anneau tournant et du curseur sur l'anneau doit toujours être de peu inférieure à celle de rotation du fuseau, pour garantir l'enroulement du fil sur le
petit tube placé sur le fuseau.
De plus, le curseur étant coulissant sur l'anneau reste sujet à réchauffement par friction et, en conséquence,
les problèmes relatifs aux fils sensibles à la chaleur ne sont
pas éliminés.
Le but de la présente invention est donc principale-
ment d'obvier à ces inconvénients et de réaliser un anneau
i tournant pour machines de filature et retordage permettant de sérieuses augmentationsde vitesse de rotation des fuseaux, tout en garantissant de façon constante la condition d'une
vitesse un peu inférieure de l'anneau par rapport à celle des fuseaux et rendant aussi possible le façonnage de fils sensibles à la chaleur.
Pour résoudre ces problèmes on a pensé à doter le
corps annulaire rotor de l'anneau, non d'un curseur coulissant
sur lui, mais d'un élément en forme d'annelet ou similaire,
accroché audit corps annulaire rotor, et à conformer cet élément de façon telle qu'une de ses parties vienne glisser sur
une surface du corps stator auquel le corps rotor est accouplé concentriquement et en tournant, tandis qu'une autre pari
dudit élément, éloignée de la partie glissante, est conçue
pour permettre le passage du fil en façonnage.
Ainsi, l'élément en forme d'anneau ou similaire dégage deux fonctions importantes :
- il exerce une action freinante entre le corps rotor et le corps stator de l'anneau de façon telle que la vitesse du
corps rotor soit toujours quelque peu inférieure à celle de
rotation du fuseau;
- il maintient le fil passant loin de la zone qui, suite au contact de frottement avec le corps stator, peut assumer des températures élevées, permettant ainsi - à haute rapidité -
le façonnage même de fils sensibles à la chaleur.
Cet élément peut comprendre plus particulièrement
une partie tournée vers l'extérieur, destinée à glisser sur une surface du corps stator de l'anneau, tandis qu'une partie repliée, pouvant s'accrocher, par exemple, dans un trou du
corps rotor, va presser - par l'action de la force centrifuge contre la surface interne dudit corps.
Pour obtenir que cet élément puisse assumer sa fonction de provoquer l'action de freinage il est impératif que
la résultante des forces auxquelles il est sujet en activité
soit retournée vers la contre-surface de glissement du corps
stator de l'anneau - de façon à maintenir cette partie glissante de l'élément en contact avec la surface en question -
et que le point d'application de celle-ci soit déplacé vers l'extérieur.
Les forces agissant sur ledit élément en mouvement
et qui, dans l'ensemble, fournissent ladite résultante, sont
la tension du fil entre l'élément et la bobine, la tension
du fil provenant de ce qu'il est convenu d'appeler "ballon",
le poids de l'élément, la force centrifuge à laquelle il est
sujet et la force de friction sur le corps stator.
La fonction freinante de l'élément dont question est
de la plus haute importance, aux fins de bon fonctionnement
de l'anneau tournant, et elle donne la solution - suivant l'invention - par les notes proposées.
Il faut rappeler qu'avec 1' augmentation du diamètre d'enroulement de la bobine, la différence entre la vitesse
de rotation de l'anneau et du fuseau doit diminuer pour maintenir de façon quasi-constante la torsion du fil pendant la formation complète de la bobine. Ceci signifie que l'action freinante de l'élément accroché au corps rotor et frottant
sur le corps stator doit être telle que les deux vitesses
extrêmes de rotation du corps rotor - et ceci au cours de l'enroulement du fil sur le petit tube au et de l'enroulement
du fil sur la bobine quasi-pleine - ne diffèrent pas de la vitesse de rotation du fuseau de plus de 2%, avec préférence même de 1 à 2 %.
Cela s'obtient par une conformation adéquate de l'élément et de son volume dimentionnel.
S'il s'agit d'anneaux de diamètre supérieur à 60 mm. environ - lesquels anneaux sont utilisés dans le façonnage
de fils ou retors de gros titres - la partie frottante de l'élément en forme d'anneau ou similaire accroché au corps rotor peut être sujette à une usure précoce; ceci s'explique par le fait que, dans ce cas, les forces agissant sur l'élément à annelet assument une entité notable et, conséquemment, la résultante desdites forces a une intensité qui doit être signalée.
Pour permettre l'adoption des concepts susmentionnés, également avec des anneaux d'un diamètre supérieur à 60 mm. environ, la présente invention prévoit de réaliser, avec un matériau anti-usure, la partie frottante de l'élément accroché au corps rotor de l'anneau.
En alternative ou en adjonction, l'élément peut être
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rapidité élevée périphérique - augmente la résistance de l'air et réduit l'intensité de la résultante des forces agissant sur l'élément.
La description de quelques exemples d'exécution, illustrés dans les croquis annexés, à titre indicatif mais non limitatif, marquera davantage les caractéristiques complémentaires et les avantages de l'invention.
En effet :
la fig.l montre, moitié en coupe et moitié en vue,
<EMI ID=3.1>
la fig.2 montre partiellement une autre forme de réalisation de l'anneau avec l'élément accroché à la partie tournante, diversement conformé;
la fig.3 montre un autre type d'élément, en perspective;
les fig.4 et 5 montrent partiellement, en coupe et en plan, l'application de l'élément de la fig.3 avec anneau tournant;
la fig.6 montre une autre forme encore de l'élément
à accrocher à la partie tournante de l'anneau;
les fig.? et 8 sont des vues analogies aux fig.4 et 5 de l'application de l'élément suivant la fig.6;
la fig.9 montre aussi une autre forme de l'élément accroché à la partie tournante de l'anneau;
la fig. 10 montre en perspective une autre forme de réalisation dudit élément;
les fig. 11, 12 et 13 montrent trois sections transversales diverses d'éléments à accrocher à la partie tournante de l'anneau;
la fig. 14 montre - de façon analogue à la fig.2 - un élément accroché au corps tournant avec partie glissante en matériau anti-usure;
la fig. 15 est une vue en direction de la flèche signalée en fig. 14;
la fig. 16 montre - de façon analogue à la fig. 2 une autre forme d'exécution de l'élément accroché au corps tournant ;
la fig. 17 eat une vue suivant la flèche indiquée en fig. 16;
les fig. 18, 19 et 20 montrent respectivement en coupe, comme la fig.2, en vue suivant la flèche indiquée en fig.
18 et en plan une forme autre d'exécution dudit élément;
les tige 21 et 22 montrent respectivement en coupe comme la fig. 2 et en plan une autre forme de l'élément accroché au corps tournant;
les fig. 23-24 et 25-26 montrent d'une manière analogue aux fig. 14-16 d'autres formes d'exécution dudit élément;
la fig. 27 montre un diagramme des tensions moyennes des fils, en fonction du nombre de tours des fuseaux, avec comparaison d'un anneau suivant l'invention et d'anneaux traditionnels.
Comme on le voit clairement en fig.l, l'anneau tour-
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comprend un corps annulaire stator 11 fixé à la banquette ou au chariot porte-anneaux 12 et un corps annulaire rotor 13 accouplé concentriquement et en tournant au corps stator, au moyen d'une couronne de sphères 14 retenues par une cage 15. Au centre de l'anneau 10 et coaxialement à celui-ci se trouve le fuseau 16 sur lequel est placé un petit tube 17 pour la formation d'une bobine de fil 18. Le fil 19 à enrouler sur le petit tube provient - suivant la façon connue - d'une étireuse et un guide-fil (non illustrés).
Le corps rotor 13 de l'anneau est doté, au-dessus, d'un trou boutonnière 20 dans lequel est accroché un élément
21 profilé de façon particulière.
<EMI ID=5.1>
élément 21 présente une partie plate 22 et une partie à double pliage 23-24. La partie repliée 24 de l'élément 21 est accrochée dans le trou 20 du corps rotor 13, dans la partie repliée
23 passe le fil 19 qui va à la bobine 18 et la partie plate
22 glisse sur une surface supérieure 24 du corps stator de l'anneau.
Au cours de la rotation du fuseau 16, sous l'effet de la force centrifuge, la partie repliée 24 de l'élément 21 va presser contre la surface interne du corps rotor 13 tandis que, sous l'effet de la résultante des forces agissant sur l'élément 21, sa partie plate 22 dépassant vers l'extérieur s'appuie et glisse sur la surface supérieure 25 du ccrps stator 11, exerçant ainsi l'action de freinage.
On voit également comment la partie repliée 23 de l'élément 21, qui reçoit le fil passant 19 se trouve voisine du point d'accrochage de l'élément même et éloignée de la
zone dans laquelle l'élément glisse sur le corps stator, de façon telle que le fil ne courre aucun danger d'échauffement dommageable.
L'élément 21 accroché au corps tournant 13 de l'anneau
10 peut avoir diverses autres formes.
Ainsi, dans l'exemple de réalisation montré en fig.2t l'élément 21 présente toujours une partie plate 22 dépassant vers l'extérieur et qui doit s'appuyer sur la surface supérieure plate 25 du corps stator 11, tandis qu'il a une partie repliée 26 simplement en forme de C, avec laquelle l'élément est accroché dans le trou 20 du corps rotor 13 et dans laquelle le fil 19 passe également.
Les réalisations illustrées dans les fig. 3 à 8 sont similaires à celle de la fig. 2, en exceptant que la partie
<EMI ID=6.1>
se en C.
Suivant la forme de réalisation dont question aux fig. 3 à 5, cette partie plate élargie 27 de l'élément 21 est librement enfilée dans une fente en circonférence 28 obtenue dans le corps stator 11 de l'anneau, par lequel l'élément est guidé dans la rotation., l'action de freinage pouvant être exercée sur les deux faces opposées de ladite fente.
Dans la forme de réalisation donnée dans les fig. 6 à 8, l'élément 21 présente en outre deux ailettes flexibles 29 et est destinée à être accroché par l'intérieur dans le trou
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empêchent la projection à l'extérieur de l'élément accroché.
Une autre forme de réalisation de l'élément 21 est
<EMI ID=8.1>
tie plate 22, débordante et destinée à frotter sur la surface
25 du corps stator 11, est obtenue avec un bord terminal d'une autre partie repliée 30 de l'élément en question.
Dans la forme de réalisation exposée en fig.10, l'élément 21 présente un crochet 45 auquel est attaché dans le trou
20 du corps tournant 13 une partie à boucle 46 avec laquelle il glisse sur la surface 25 du corps stator 11, tandis qu'un second crochet 47 laisse passer le fil 19. La partie 46 est plutôt large et se trouve dans un plan perpendiculaire aux crochets 45 et 47.
L'élément 21 peut être obtenu au moyen d'opérations de découpage, pliage et similaires, par des profils d'acier pouvant avoir des sections transversales variées, comme plats à arêtes arrondies (fig.ll), rondes (fig.12) ou semi-circulaires (fig.15); de plus les éléments peuvent subir un traitement thermique adéquat pour leur donner une dureté suffisante.
Les formes de réalisation de l'élément 21 qui seront décrites dans la suite - avec référence aux fig.14 à 26 - sont particulièrement adaptées aux anneaux de grand diamètre (à partir de 60 mm) destinés au façonnage de gros fils et retors.
Dans la forme d'exécution selon les fig.14-15, l'élément 21 présente une partie à doubla pliage 23-24 avec la partie repliée 24 accrochée dans le trou 20 du corps rotor 13 et avec le fil 19 qui va à la bobine passant dans la partie repliée 23. L'élément 21 est construit en matériau dur poli, par exemple acier trempé, et l'extrémité libre de sa partie repliée 23 porte un corps 31 qui, avec sa surface inférieure arrondie, glisse sur la surface 25 du corps stator 11. Ce corps 31, de forme cylindrique, est constitué d'un matériau anti-usure, par exemple un matériau céramique d'alumine synthétisée. Sa surface inférieure est arrondie de façon à ne
pas présenter d'arête au contact de la surface 25, même si :
l'élément 21 - sous l'effet des forces auxquelles il est soumis durant la rotation - s'incline par rapport à la surface 25.
Si on le souhaite, la surface plate 25 du corps stator
11 de l'anneau peut être recouverte de matériau anti-usure.
Dans la forme de réalisation présentée dans les fig.
16 - 17, l'élément 21 présente toujours une partie en double pliage 23-24 ayant les mêmes fonctions que décrites plus haut, tandis que la partie destinée à glisser sur la surface 25 est faite en forme d'ailette 32 munie d'un boudin 33 en contact
Avec la surface 25. L'ailette 32 peut également être réalisée
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Dans la rotation de l'élément 21, son ailette 32 offre une certaine résistance à l'air, par laquelle se crée une force réduisant l'intensité de la résultante des forces agissant sur l'élément 21. Ainsi est réduite l'usure à laquelle
est sujette la partie glissante de l'élément 21, plus spéciale-
ment lorsqu'il tourne à de grances vitesses périphériques.
L'élément 21 montré dans les fig.18-20 est du type de
celui repris dans les fig.14-15, mais il présente une partie
plate 22 à laquelle est appliqué, par une boutonnière 34, un
corps plat glissant 35 en matériau anti-usure qui appuie sur la surface 25. Comme le montre la fig.19, l'élément 21 peut se placer en plan incliné par rapport au corps plat 35.
Les fig.21-22 montrent un autre type d'élément 21
accroché dans le trou 20 du corps tournant 13. Cet élément
21 est formé d'une plaque plate 36 de laquelle sortent, vers
le haut, un petit crochet 37 à travers lequel passe le fil 19
et une ailette 38, et vers le bas un autre petit crochet 39
au moyen duquel la plaque est accrochée sur le trou 20. L'ai-
lette 38 a la même fonction que l'ailette 32 de l'élément <EMI ID=10.1>
Les éléments 21 suivant les formes de réalisations montrées dans les fig.23-24 et 25-26 sont similaires à celui dont question aux fig.18-20; ils se différencient de ce dernier par la conformation différente du corps glissant, en matériau anti-usure, appliqué à la partie plate 22..
Dans le cas illustré en fig.23-24, ledit corps glissant est constitué d'une plaque pliée, présentant une surface centrale double 40 en position perpendiculaire à la surface
25 et deux ailettes plates 41-42 en contact avec la surface 25. La partie centrale 40 a la fonction de l'ailette 32 de l'élément 21 dont question aux fig. 16-17 et augmente la résistance à l'air pendant la rotation, en réduisant la résultante des forces agissantes sur l'élément 21. Celui-ci peut être incliné par rapport au corps 40-42, tel qu'indiqué en fig. 24.
Dans le cas illustré en fig. 25-26, le corps glissant
43 a une forme prismatique avec base plate en contact avec la surface 25, et une superficie supérieure à double inclinaison
(en forme de toit), ainsi qu'un trou central passant au travers de la partie 22 de l'élément 21 qui peut donc s'incliner par rapport au corps 43, tel qu'indiqué dans la fig. 26. Ce corps
43, outre qu'il est en matériau anti-usure, offre une certaine résistance à l'air, ce qui réduit la résultante des forces agissantes sur l'élément 21.
On comprend que les diverses réalisations décrites ci-avant et illustrées dans les croquis ne sont pas prises dans un sens limitatif et que nombreuses sont les combinaisons entrant dans le concept de la présente invention.
Les avantages de l'anneau tournant, suivant l'invention, résultent clairement de la description qui vient d'être faite.
Il faut ajouter qu'avec des dimensions opportunes, la pression spécifique de l'élément 21 sur la surface de glissement 25 du corps stator est de beaucoup inférieure à *aile d'un curseur normal coulissant sur l'anneau; c'est la raison pour laquelle aussi la tension dans le fil en phase de bobinage est moindre que celle s'opérant en travaillant avec les curseurs traditionnels.
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tionnel, avec trois types standard de curseurs, et un anneau suivant l'invention, doté d'un élément accroché au corps rotor, tel qu'illustré en fig.l. On a mesuré - à diverses valeurs de rapidité de rotation du fuseau et en utilisant un tensiomètre électronique - les valeurs de tension dans le fil, en position X sur le diamètre du petit tube et en position Y sur le diamètre à bobine pleine.
Pour cet essai on a utilisé un fil possédant les caractéristiques ci-après :
Matériau coton soudanais.
Longueur fibre : 36 mm.
Façonnage : retors
Titre : Ne " 56/2 égal à tex 10, 5/2
Toraions : 25,65 tours/pouce égaux à 1010 tours/m.
On a employé de petits tubes de 280 mm. de haut,
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diamètre de la bobine enroulée était de 43 mm.
Anneau traditionnel :
Diamètre interne ; 50 mm.
Bride ; numéro conventionnel 1 égal à une cote au sommet de
<EMI ID=13.1>
n Anneau suivant l'invention :
Diamètre interne corps rotor : 55 mm.
D/ Elément accroché au corps rotor suivant la fig.l, poids : 0,07 g.
Le tableau ci-après donne les valeurs de tension mesurées dans les points X et Y précisés ci-avant, ainsi que les valeurs moyennes :
<EMI ID=14.1>
Il faut noter qu'avec les curseurs standard A, B et 0, les valeurs de tension ont été mesurées jusqu'à une vitesse de fuseau de 16.000 tours/m, ce qui, avec le diamètre de l'anneau de 50 correspond à une rapidité périphérique du
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le les curseurs sont brûlés par surchauffe.
Au contraire, la rapidité du fuseau à 20.000 tours/m ne constitue pas, pour l'anneau suivant la présente invention, une limite maximale. La fig.27 représente le diagramme des valeurs moyennes de tension pour l'anneau traditionnel avec les curseurs A, B et 0, et pour l'anneau suivant l'invention
<EMI ID=16.1>
On constate clairement la marche la plue favorable de tension pour l'anneau suivant l'invention.
La tension diminuée dace le fil amoindrit le danger de rupture du fil en façonnage. Ce danger est diminué ultérieu- rement par le fait qu'en cours d'acheminement du mouvement tournant des fuseaux, la partie de l'élément accroché.au corps rotor destinée à glisser sur le corps stator, sous l'effet
de la tension initiale du fil, ne touchera pas - en pratique le corps stator, réduisant de ce fait secousses et surtensions dans le fil même.
REVENDICATIONS
<EMI ID=17.1>
1. Anneau roulant pour machines de filature et retordage à anneau, comprenant un corps annulaire stator fixé
à la banquette ou au chariot porte-anneau de la machine, et un corps annulaire rotor accouplé concentriquement et en tournant au corps stator, caractérisé par un élément en forme d'annelet ou similaire, accroché au corps rotor et présentant une partie destinée à glisser sur une surface du corps stator et une partie éloignée de ladite partie glissante et exécutée de telle façon qu'elle permette le passage du fil dans le façonnage.