Procédé de fabrication de fils textiles retordus, et appareil pour sa mise en oeuvre. La présente invention concerne la fabri- eation de brins ou fils textiles par tordage d'une matière filamenteuse. L'expression de tordage , telle qu'utilisée ici, désigne non seulement la simple torsion d'une matière fila menteuse, mais également les opérations telles que le doublage, le torsadage, le guipage ou enveloppement, cette invention comprend un procédé de fabrication de fils textiles retor dus, ainsi qu'un appareil pour la mise en rouvre de ce procédé.
Le procédé que comprend l'invention, pour la fabrication de fils textiles retordus ayant un nombre sensiblement constant de tours par imité de longueur et présentant un diamètre sensiblement. constant, dans lequel la matière a retordre est. dévidée en bout à partir d'une bobine d'alimentation et forme pendant ce dé vidage, tandis que ladite bobine tourne à une vitesse normale de fonctionnement, un ballon' coaxial à la bobine et qui se termine en un point de torsion coaxial à la bobine et espacé (le l'extrémité de sortie de ladite bobine,
dans lequel le ballon en rotation n'est pas soumis à une traction de la part d'une pièce mécani que rotative à travers lequel passe la matière dudit ballon se dirigeant vers ledit point de torsion, et dans lequel la matière est tirée con tinuellement à l'écart dudit point de torsion par une force exercée en direction axiale et à l'écart. de l'extrémité de sortie de la bobine, est earaetérisé en ce qu'on dispose le point de torsion de faeon fixe à.
proximité de l'extré mité de sortie de la bobine, et en ce qu'on crée des courants d'air suivant. des trajets hé licoïdaux le long de la surface de la bobine, dirigés de ses extrémités vers son centre et tels que la forme du ballon résultant est diffé rente de celle qu'il tend à prendre sous l'ac tion de la force centrifuge et de nature à maintenir une tension uniforme sur la ma tière, tandis qu'elle se rapproche du point de torsion, quel que soit le point de la bobine à partir duquel on procède au dévidage à tout instant donné.
L'appareil que comprend aussi l'invention, pour la mise en ceuvre du procédé ci-dessiLs, est, caractérisé en ce qu'il comprend une bro che de support d'une bobine, un dispositif de mise en rotation de la bobine, un dispositif destiné à imprimer au ballon formé par la matière en cours de dévidage une forme diffé rente de celle qu'il tend à prendre sous l'ac tion de la.
force centrifuge et comprenant des moyens stationnaires destinés à fixer la posi tion du point de torsion et agissant de ma nière à fixer la position de l'extrémité du bal lon à proximité de l'extrémité de sortie de la bobine, et un dispositif destiné à créer des courants d'air suivant, des trajets hélicoïdaux le long de la surface de la bobine et dirigés de ses extrémités vers son centre.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'appa reil que comprend l'invention.
Fig. 1 en est une coupe verticale diamé trale. Fig. 2 est une coupe par la ligne 2-\' de la fi-. 1.
Fig. 3 est une coupe partielle par la ligne 3-3 de la fig. 1, et fig. 4 est une partie de la fig. 1 vue à plus grande échelle.
L'appareil représenté comprend un arbre vertical non rotatif 1-0, monté élastiquement à son extrémité inférieure sur une partie fixe 11 d'un bâti à l'aide de rondelles élastiques et d'un écrou 13. Pour des usages courants, l'ar bre 10 peut présenter un alésage axial 14. Toutefois, dans le cas où le fil ne comporte pas une âme, l'arbre 10 peut être plein.
L'arbre 10 est pourvu d'un roulement infé rieur 1.5 et. d'un roulement supérieur 1.6, un tube d'écartement. 17 étant intercalé entre ces roulements pour assurer leur mise en position convenable et les pièces étant maintenues en place par un écrou 1.8 vissé sur l'extrémité supérieure de l'arbre 10.
Une broche tubulaire rotative est montée sur les roulements 15 et 16. Cette broche com prend une poulie 19 et une douille tubulaire 19a sur laquelle -on peut monter une bobine d'alimentation. Cette douille est emboitée à force dans un alésage de la poulie 19, son extrémité constituant à l'intérieur dudit alé sage un épaulement contre lequel le roulement 15 est maintenu appliqué par un segment élas tique ordinaire 20.
L'extrémité inférieure de la poulie 19 est pourvue d'un dispositif d'étan chéité et de protection contre les poussières, 21, comprenant une rainure dans laquelle est, engagée le bord circulaire d'une cuvette.
La bobine est supportée par une pièce de base 22 pourvue d'un moyeu à trou axial em boîté à force sur l'extérieur de la poulie 19 de la broche. La base 22 est pourvue d'une série de doigts élastiques 23 qui s'étendent vers le haut. et sont bloqués à leur extrémité infé rieure entre la douille 19a et la paroi d'une portion élargie du trou axial de la base 22 (voir aussi la fig. 2).
On peut faire -usage de toute forme de bo bine désirée. Dans l'exempl.e particulier choisi, on a représenté un type de bobine P dont l'enroulement. se supporte de lui-même, cette bobine, pourvue d'extrémités qui vont en se rétrécissant, avant été formée sur un tube porte-bobine 24. L'extrémité conique infé rieure de la. bobine P épouse le contour de la base 22 et, dans la pratique, la base 22 pro tège cette extrémité de la bobine.
L'extrémité inférieure du tube 24 fait saillie, comme d'or dinaire, au-delà de l'enroulement et est reçue librement dans une dépression annulaire de la base 2.2. Les doigts élastiques 23 effectuent à la fois le centrage et le serrage de la. bobine P sur la douille rotative 19a,, de sorte que la bobine participe à la rotation de cette douille. Cette disposition permet. à la bobine rotative de déformer les doigts pour trouver elle-même son axe de rotation, qui n'est pas forcément celui de l'arbre 10. Les doigts 23 permettent aussi de retirer le tube vide 24 et de monter une bobine pleine P sur la douille 19a par des mouvements longitudinaux.
Un moulinet à vent, ou organe propulseur 25, est monté de façon coulissante près de l'extrémité supérieure de la douille 19a. Il comprend une portion sensiblement cylindri que 26, dont. le diamètre intérieur excède le diamètre extérieur de la bobine pleine P, une paroi plane 27 et un moyeu 28 (fig. 1 et 4).
Le moyeu 28 présente un évidement annulaire 29 dans lequel pénètre librement l'extrémité supérieure saillante du tube porte-bobine 24, ainsi qu'un trou axial: dans lequel une virole 30 est emboîtée à force, ladite virole présen tant un trou central qui s'adapte étroitement autour de la douille 19a. Entre la virole 30 et l'alésage du moyeu 28 sont fermement blo quées les extrémités supérieures d'une série de doigts élastiques 23a (fig. 4) qui s'éten dent.
vers le bas le long de la surface exté rieure de la douille 19a et ont pour rôle de maintenir et centrer l'extrémité supérieure du tube porte-bobine 24.
Le moulinet à vent 25, les doigts 23a et, la virole 30 constituent un ensemble complet en soi qu'on peut. faire glisser vers le haut. à l'écart de la douille 19a lorsqu'on désire mon ter une nouvelle bobine sur cette douille. Les doigts métalliques 23a sont interposés entre, le tube 24 et la. surface extérieure de la douille 19a, et ont pour effet de bloquer la bobine sur ladite douille afin qu'elle participe à la rotation de la douille.
Pour la plupart des applications, le mou linet à. vent cylindrique représenté à la fig. 1 produit à. l'intérieur de la trajectoire du bal lon L'action pneumatique désirée (c'est-à-dire créer les courants d'air nécessaires) pour ré -ler la forme et la vitesse de rotation du bal lon.
Le moulinet. 25 est. muni d'un rebord périphérique inférieur ininterrompu 31, lisse et arrondi, qui s'étend vers le bas à partir du sommet de la bobine P sur une distance qui, en vue des meilleurs résultats, est de l'ordre du tiers de la longueur de la, bobine, le dia mètre intérieur de la portion cylindrique 26 du moulinet étant supérieur à celui d'une bo bine pleine. Il est ainsi constitué une chambre annulaire 32 entre la surface extérieure de la bobine P et la surface intérieure du mou linet 25.
La portion cylindrique 26 fait saillie au-dessus du niveau de la paroi plane 27, de manière à. constituer un canal annulaire peu profond 32c entre le moyeu 28 et la surface intérieure de la partie 26a de la portion cy lindrique 26 du moulinet. La paroi plane 27 peut présenter une ou plusieurs ouvertures destinées à faire communiquer les chambres 3 2 et 32a, Lorsque le moulinet 25 tourne avec la douille 19a, la surface extérieure des portions cylindriques 26, 26a du moulinet. créent, par contact de friction avec l'air ambiant, une couronne rotative d'air qui tourne autour de la périphérie de la bobine de fil P.
Comme la surface extérieure de la partie 26, 26a pos sède un diamètre constant excédant le dia mètre maximum de la bobine P, l'effet. de cette partie est sensiblement indépendant du diamètre effectif de la bobine, et la. vitesse de la couronne d'air rotative est constante et supérieure à celle de la couronne d'air norma lement créée par la. bobine rotative elle-même. Du fait que l'air mis en mouvement. par le moulinet a tendance à s'écarter de la bobine sous l'effet, de la force centrifuge, il est égale ment. créé des courants d'air qui suivent appa- remment un trajet, hélicoïdal le long de- la sur face de la bobine, des extrémités vers le cen tre, les deux hélices étant apparemment de sens opposés.
Les courants d'air se dirigeant. axialement tendent à obliger le ballon que forme le fil en cours de déroulement à partir de l'une ou l'autre des portions extrêmes respectives de la bobine, à rester près de la surface pé riphérique de cette bobine, comme repré senté en 33 à l'extrémité inférieure de la bobine, mais dans la région voisine du bord 31, les courants d'air ascen dants et descendants s'unissent et tendent à s'épanouir radialement vers l'extérieur,
de telle sorte que le ballon forme un renflement plus prononcé à l'extérieur du cylindre 26 et dont le diamètre maximum est à tout moment situé entre les plans horizontaux des extré- mités supérieure et inférieure du moulinet 25 et à assumer une forme telle que l'extrémité 35 du ballon,
qui est située directement au- dessus de la bobine et dans laquelle le fil ve nant de la bobine s'approche du point de tor sion (sur la face de dessous 44 de l'anneau 43 de détermination du point de torsion décrit ci-après et qui est concentrique à la bobine et espacé de l'extrémité supérieure de la bobine), est à tout moment située dans un plan qui fait un angle sensiblement constant avec l'axe de la bobine.
Ainsi qu'on le voit sur la fig. 1, les parties sont situées les unes par rapport aux autres de façon que l'angle compris entre l'axe de la bobine P et l'extrémité 35 du bal lon dépasse 60 .
Normalement, dans la région située à l'ex térieur du cylindre 26, la masse d'air rota tive annulaire, dont l'entraînement. résulte du frottement exercé sur elle par le moulinet et dont. la vitesse linéaire excède celle de l'air qui est en contact avec la bobine elle-même, exerce sur le ballon une force d'entraînement constante et uniforme telle qu'elle neutralise sensiblement la résistance de l'air.
Quelle que soit la forme exacte de ces courants d'air, le résultat net est de modifier la forme du bal lon, de sorte que le fil atteint le point de tor sion dans une direction qui fait un angle sen- siblement constant, pour une vitesse donnée de rotation de la bobine ou pour un fil de nature donnée.
La. forme approximative que possède le ballon lorsque le fil se déroule de l'extrémité inférieure de la bobine a été représentée par la. ligne en trait. continu 36, alors que la ligne de traits mixtes 37 représente la. forme ap- proximativ e qu'il prend lorsque le fil, se dé roule de l'extrémité supérieure de la bobine.
Le ballon 36 (ou 37) rie touche ni le mou linet 25 pendant le fonctionnement. normal de la, broche, ainsi que cela est indiqué en 38, ni aucune partie mécanique rotative, telle que celle d'une ailette par exemple, de sorte qu'il ne subit aucune usure par frottement et qu'il n'est. pas influencé par la vitesse ou l'inertie d'une pièce quelconque susceptible de venir à son contact. Toutefois, lors de la mise en marche ou de l'arrêt de la. broche, il y a con tact momentané entre le fil se déroulant de la bobine et le bord 31 du moulinet.
Il convient d'expliquer ici qu'il est possi ble, en appliquant des vitesses de broche de l'ordre de 15 000 à 30 000 tours par minute et un diamètre de 18 cm pour le ballon (re présenté par la. ligne 37) en vue de la torsion d'un filament continu en nylon du denier <B>100,</B> de maintenir la tension à lune valeur cons tante à. laquelle est soumis le fil au point de torsion avec un écart ne dépassant pas 0,5 g, et de réduire la tension totale du fil à une va leur de l'ordre de 2 g.
Avec des tensions totales aussi réduites du fil de torsion et une variation de tension aussi faible entre les positions extrêmes du ballon du fil, sous la vitesse indiquée, le re tordage d'une bobine de fil peut être effectué d'un bout à l'autre de la. bobine au cours d'une période d'environ cent heures consécutives avant qu'une rupture de fil ne se produise.
La virole d'obturation 39 disposée à l'ex trémité supérieure de la douille 19a (fig. 1) présente un trou taraudé central 40 qui est destiné à recevoir un téton 41, dans le cas où l'on en. utilise un.
Le téton 41 représenté à la fig. 1 consiste en une pièce en forme de cône droit dont. l'ex- trémité supérieure pénètre à l'intérieur des bords lisses 4? de l'ouverture de l'anneau -13 ci-dessus mentionné, dont la surface de des- sous .14 définit le. plan du point de torsion.
On peut définir cet anneau eonime constituant un dispositif dont la surface de dessous -1-1 détermine le point de torsion et cons titue un chemin lisse pour le fil, en contraignant ainsi l'extrémité 3._5 du bal lon à se rapprocher (le l'axe de la- bro- ehe, tout en étant située dans un plan transversal déterminé par rapport à. cet axe.
Sur la figure, ce plan est. situé au-dessous du plan auquel le point de torsion serait situé dans le cas où le fil du ballon pourrait pren dre librement la forme qu'il tend à prendre sous l'effet. de la seule force centrifuge; en d'autres termes, le point. de torsion tel que défini par l'anneau -13 est. anormalement abaissé, de sorte que l'angle compris entre l'axe de la broche et l'extrémité 35 du ballon dépasse 60 .
L'airneau -13 est porté par un bras oscillant -16 auquel il est fixé de façon amovible à l'aide de vis (non représentées). Le bras 46 est pourvu d'un moyeu en forme de secteur 47 et est fixé de façon rotative à un bloc de support 48, à l'aide d'une virole. -19 et d'une vis de serrage 50 (fig. 3).
La vis 50 sert aussi à maintenir fermement l'ensemble qui vient. d'être décrit sur une barre de support non rotative 51. Celle-ci est fixée au bâti principal 11 et, si on le désire, elle peut. être réglable verticalement pour per mettre de disposer la surface 44 de l'anneau 1-3 à l'écartement désiré de l'extrémité supé rieure de la douille rotative 19a. Polir la clarté du dessin, l'anneau 43 a été représenté à, une distance exa-érée de la surface de des sus de la virole 39;
dans la pratique, cette distance serait sensiblement. inférieure à celle indiquée.
Le bloc .18 présente lui trou borgne destiné à recevoir un ressort de compression 5? et une bille de retenue 53. Le moyeu -17 du bras oscillant -16 présente des creusures 54 dans lesquelles la bille 53 est contrainte à s'engager sous la.
poussée du ressort 52 polir maintenir élastiquement le bras 46 soit dans une posi tion horizontale, soit dans une position verti cale, suivant qu'il est désirable, au cours du fonctionnement de l'appareil ou lorsqu'on re- s;arnit la broche d'une bobine pleine.
Lorsqu'il s'agit de tordre un fil très fin, on adopte la disposition (le la fig. 1, sauf qu'on enlève le téton 41 de la virole 39 et qu'on abaisse l'anneau 43 de fanon à rappro cher davantage la. surface 44 de l'extrémité de la douille 19a. On peut ainsi diminuer la ten sion qui s'exerce sur la partie tordue recti ligne 45 jusqu'à une fraction de gramme. Le, fils fins, à ;savoir d'un denier (le 15 à<B>75,</B> sont habituellement tordus sous une telle ten- Slon.
Il convient d'expliquer ici que, pendant le fonctionnement de l'appareil de la fig. 1, l'extrémité 35 du ballon s'enroule autour de la partie supérieure du téton 41 en formant des spires qui glissent et se séparent de l'ex- tréniité (lu téton 41 et produisent. un fil rec tiligne, quoique axialement tordu. Le nombre (les spires enroulées sur le téton varie de letnl>s à autre pendant le fonctionnement. Par instants, cette variation du nombre de spires est très rapide, tandis qu'à, d'autres instants, il reste un nombre constant de spires sur le téton pendant plusieurs minutes.
Le nombre de spires enroulées à. un moment donné sur le téton 41 est faible, par exemple de 2 à 4 sur un téton tel que celui de la fi-.<B>L</B> En dépit. de ces variations qui se produi sent clans la. formation des spires et. dans la forme des portions du ballon qui sont. situées au-dessous de l'anneau 43, la tension et le nom bre de tours de torsion par unité de longueur du fil situé au-dessus de l'anneau et désigné par 45 à, la fig. 1, sont voisins d'une valeur constante et indépendants du point auquel les spires se séparent de la bobine.
Dans le cas des dispositifs connus, la tor sion par unité de longueur varie cyclique ment à. mesure que le point de départ du fil varie de l'une à l'autre des extrémités de la bobine au cours du déroulement, pendant l'opération, cette variation cyclique de la tor sion étant d'ordinaire de l'ordre de 10 0/n du nombre prédéterminé de tours de torsion par unité de longueur, et il en résulte que la sur face d'un tissu fabriqué à l'aide d'un tel fil présente des variations qu'on peut observer à l'oeil nu.
La torsion par unité de longueur qu'on obtient au moyen de l'appareil décrit peut, ainsi qu'il a été spécifié, être maintenue si constante que la. variation ne dépasse pas 0,2 0,10 du total prédéterminé. Le tissu fabri qué à l'aide d'un tel fil est si régulier que sa surface ne présente aucune variation visible à l'aeil nu.
De plus, la tension du fil en cours de torsion est réduite à -une valeur si faible, par exemple une petite fraction de gramme, que le fil le plus délicat peut être torde sous des vitesses beaucoup plus élevées que celles qu'il était possible d'appliquer avec les dispositifs anté rieurs. En raison du fait que sa tension est faible et constante, le fil ne risque pas de se rompre au cours de la torsion, ce qui diminue les frais de main-d'oeuvre, supprime les noeuds et assure un accroissement de la production par broche, étant. donné qu'il n'est. pas né cessaire d'arrêter la broche pour rattacher des bouts rompus.
La position qu'occupe la courroie d'entraî nement lorsqu'elle est en contact d'entraîne ment avec la partie formant poulie de la bro che a été indiquée en 65 à la fig. 1, alors que, lorsque la broche a été arrêtée, la courroie ne touche pas la poulie, sa position étant celle indiquée par des traits discontinus en 66 (fig. 1).
Le fonctionnement de l'appareil repré senté est le suivant: En supposant que la bro che soit fixe et que le bras de guidage 46 occupe sa position verticale, on place une bo bine P sur la broche de façon que le fil se déroule convenablement et on dispose le mou linet à vent au sommet de la bobine, les doigts, élastiques de serrage étant à l'intérieur du tube 24, puis on amène l'anneau 43 en posi tion horizontale. On fait. passer l'extrémité initiale du fil à tordre par=dessus le pourtour du moulinet 25 et à travers l'ouverture de l'anneau 43 et de là on la conduit à tout dis- positif de bobinage connu (non représenté) et on enroule à la main quelques spires de fil sur le tube porte-fil (non représenté).
Ceci fait, on actionne la courroie d'entraînement (à l'aide de tout dispositif connu, non repré senté) pour l'amener au contact de la poulie en vue d'entraîner celle-ci, ce qui fait tourner la bobine et la broche dans le sens voulu.
La forme et la dimension du ballon sont déterminées par la position de l'anneau 43 et par les courants d'air créés par le moulinet 25. L'opérateur n'a pas besoin d'amorcer la for mation des spires autour du téton, attendu qu'elles se forment automatiquement. Dans le cas où on utilise l'appareil pour fabriquer un fil gainé, on enlève le téton 41, en permet tant. au fil à gainer de traverser en sens ascen dant le trou axial 14 de la broche.