Machine pour la fabrication d'un fil continu sans torsion La présente invention a pour objet une machine pour la fabrication d'un fil continu sans torsion.
Cette machine est caractérisée en ce qu'elle comprend un dispositif d'étirage destiné à con vertir une mèche textile en un ruban mince incapable de supporter son propre poids et ayant l'épaisseur de plusieurs fibres, un rouleau mouilleur monté de façon rotative et associé mécaniquement au dispositif d'étirage, des moyens pour fournir de la colle au rouleau mouilleur, des moyens pour transférer le ruban du dispositif d'étirage au rouleau mouilleur, un mécanisme servant à préparer le ruban en vue de sa formation et à régler la quantité de colle recueillie par le ruban, ce mécanisme compre nant un rouleau presseur monté près du rou leau mouilleur et des moyens destinés à presser le ruban entre ledit rouleau presseur et ledit rouleau mouilleur ;
au moins un rouleau for- meur monté pour effectuer à la fois un mouve ment de rotation, et un mouvement axial par rapport audit rouleau mouilleur, des moyens pour faire tourner ce rouleau formeur à l'unisson avec le rouleau mouilleur et des moyens pour communiquer un mouvement de va-et-vient axial au rouleau formeur par rap port au rouleau mouilleur,
ledit rouleau for- meur étant disposé de façon qu'il fasse pression sur ledit ruban après que ce dernier a franchi une gorge constituant la zone d'action entre le rouleau presseur et le rouleau mouilleur.
Le dessin annexé représente, à titre d'exem ple, une forme d'exécution et une variante de la machine faisant l'objet de l'invention.
La fig. 1 est une coupe longitudinale à grande échelle d'un fil continu sans torsion. La fig. 2 est une vue semblable à la fig. 1, mais ne représentant que deux des fibres indi viduelles et un joint collé normal établi entre ces fibres.
La fig. 3 est une vue en bout schématique de ce fil.
La fig. 4 est une vue schématique de la machine.
La fig. 5 est une vue semblable à la fig. 4, mais représentant une variante d'exécution. La fig. 6 est une vue en plan schématique d'un détail.
La fig. 7 est une vue de côté de la machine. La fig. 8 est une vue semblable à l'a fig. 7, mais en coupe verticale.
La fig. 9 est une vue en plan de cette machine. La fig. 10 est un diagramme représentant le chemin décrit par un seul rouleau formeur.
La fig. 11 est une vue schématique repré sentant le chemin décrit par les cinq rouleaux formeurs de la machine des fig. 7, 8 et 9. Au cours de la description donnée ci-après, il doit donc être entendu que le mot fil est utilisé pour désigner des éléments filiformes non tordus et que, en principe, il ne comprend pas les filés ou autres produits textiles. obtenus par les opérations de filature habituelles, à l'exception toutefois des produits obtenus en soumettant les présents fils non tordus à des opérations de torsion subséquentes.
Le fil représenté à la fig. 1 est composé de fibres de coton 20 alignées parallèlement, disposées à recouvrement et unies les unes aux autres à l'aide d'une colle 22 (voir la fig. 2).
Les fibres 20 sont des fibres de coton, mais il va de soi qu'elles pourraient être de chanvre, de lin, de sisal, etc., ou des fibres synthétiques telles que celles connues sous les marques rayonne , nylon , fortisan ou verre filé, .etc. La colle 22 utilisée est un latex de caoutchouc ordinaire mais, dans ce cas encore, on pourrait utiliser d'autres liants possédant des propriétés convenables de viscosité et de pouvoir adhésif.
On voit à la fig. 1 que les fibres se recou vrent mutuellement dans une mesure impor tante et il ressort de la fig. 2 que le recouvre ment a pour effet d'augmenter considérable ment la surface des zones de contact et d'union.
On voit en outre (fig. 3) que toutes les fibres autres que celles situées à la périphérie du fil sont en majeure partie entourées par de la colle, et qu'un faible degré de recouvrement suffit à assurer une zone d'union nettement plus grande que la section transversale des fibres elles- mêmes. Ainsi, i1 peut être fait usage d'une colle bon marché dont la résistance aux efforts qui tendent à détruire le joint, mesurée par unité de surface, est de beaucoup inférieure à la charge de rupture des fibres, tout en permet tant aux fibres de résister à une charge plus élevée parce qu'elle effectue l'union des fibres sur une grande étendue.
Il importe en outre de noter qu'il n'existe qu'un faible espace d'air entre les fibres cons tituant le fil. Ceci et le fait que les fibres sont unies les unes aux autres par une portion importante de leurs surfaces respectives con courent au même résultat.
La couche de colle 22 est extrêmement mince et, par conséquent, le déplacement qu'elle subit lorsque le fil est soumis à une force de traction est extrêmement faible. Ainsi, les propriétés d'allongement du fil sont essen tiellement les mêmes que celles des fibres 20 ; et toutes les fibres dont est composé le présent fil s'allongent uniformément lorsqu'il est soumis à une traction et se rompent simultanément lorsque leur limite d'élasticité se trouve atteinte. Il en résulte que la rupture du présent fil s'accompagne d'un bruit sec et que les portions des fibres voisines du point de rupture restent essentiellement nettes et non éraillées.
La résistance mécanique du présent fil sera approximativement la somme des résistances maxima des fibres élémentaires dont il est com posé, et l'on insistera sur le fait qu'il n'est pas nécessaire de faire usage de colles coûteuses, pas plus que de fibres en longs tronçons, pour obtenir un fil qui soit de beaucoup supérieur aux filés textiles ordinaires. Des essais ont montré que le présent fil utilisant des colles peu coûteuses et des fibres de coton en courts tron çons possède une résistance à l'extension de plus de 2400 kg/ce, alors que la résistance à l'extension d'un filé ordinaire composé des mêmes fibres est seulement d'environ 1000 kg/cm'.
Dans l'analyse préliminaire donnée ci- dessus de la limitation du filé ordinaire, la résis tance à la traction des fibres individuelles était considérée comme un facteur constant, indé pendant de la longueur des fibres. Toutefois, dans la pratique, outre que les longues fibres de coton possèdent l'avantage d'accroître le frottement, elles offrent l'avantage de posséder individuellement une plus grande résistance à l'extension.
Ainsi, lorsque le présent fil sera fait de fibres de coton relativement courtes et peu coûteuses il possédera néanmoins une résistance à l'extension de beaucoup supé- rieure à celle d'un filé ordinaire composé de fibres de coton-longues et partant coûteuses, mais il est évident que si le présent fil est établi à l'aide de fibres longues, sa résistance à l'ex tension sera beaucoup supérieure à celle du filé tordu plus coûteux.
Outre que les fibres individuelles sont parallèles et unies les unes aux autres par une grande portion de leur surface, ces fibres sont exemptes de toutes tensions ou torsions ini tiales. Il n'est pas possible d'éviter, dans la pratique, un faible degré de désalignement arbi traire, tel que celui indiqué en 24, mais il est évident que le présent fil est exempt de tensions ou torsions initiales du genre de celles qui exis tent dans le filé tordu ordinaire.
De plus, lors qu'on soumet le présent fil à une extension en vue de l'allonger, l'allongement n'a pas pour effet de soumettre certaines des fibres à une force de traction plus grande que d'autres, que ce soit par suite de différences dans les carac téristiques de résistance à la traction à l'inté rieur du fil ou par suite de différences dans l'alignement des fibres élémentaires d'un filé ordinaire. Par conséquent, le maximum de résistance individuelle des fibres élémentaires est entièrement mis à profit.
Bien qu'aucune torsion ne soit normalement appliquée dans le présent fil, il peut être dési rable de soumettre ce fil à une torsion en vue de lui conférer un pouvoir d'allongement sup plémentaire. Ceci peut être désirable dans le cas du renforcement du caoutchouc, application pour laquelle des fils possédant un pouvoir d'allongement plus élevé sont nécessaires. On notera à cet égard que bien que la torsion du présent fil puisse diminuer légèrement sa résis tance mécanique, il n'est pas possible de donner aux filés ordinaires des degrés de torsion varia bles sans modifier sévèrement leur résistance à la traction.
La machine représentée à la fig. 4 com porte un dispositif d'étirage des fibres 30 des tiné à amener ces fibres à des positions sensi blement parallèles, un plan incliné 52 pour transporter les fibres en 31 sous forme d'un ruban extrêmement mince, une gouttière de retenue 56 pour retenir la colle venant d'un réservoir et imbibant les fibres en 32, des rou leaux distributeurs 47 et 48, et un rouleau 46 pour en former un fil composite en soumettant les fibres en 34 à une action de frottement réci proque (roulage) en travers de la surface sur laquelle les fibres ont été mouillées.
Un second dispositif d'étirage est agencé en 36 et comporte une bande sans fin 70 entraînée par des rouleaux 72, 74 et contre laquelle s'appuie un rouleau 68 et des rouleaux d7éti- rage 76. Une étuve 66 est disposée en 38 après les rouleaux 76 d'étirage, cette étuve étant tra versée par le fil à l'aide d'une bande transpor teuse 64 qui l'amène en 40 et en 44 entre des rouleaux de formation 78, le fil passant à tra vers un laminoire 42 intermédiaire.
Dans la variante de la fig. 5, le plan incliné est remplacé par une bande transporteuse sans fin 54.
Les rouleaux 46, 48 et 78 sont animés de mouvements de va-et-vient dans le sens axial de façon à frotter le fil entre deux surfaces relativement dures.
La machine représentée de façon moins schématique aux fig. 7, 8 et 9 comprend, d'une façon générale, un bâti principal 136, un rou leau mouilleur et distributeur 138, des rou leaux formeurs 139, un mécanisme à bande transporteuse 140 servant à introduire le ruban de fibres dans la machine, un rouleau d'entraî nement 141 et un rouleau presseur 142 destiné à presser le ruban contre le rouleau mouilleur 138.
La pression du rouleau 142 contre le rou leau mouilleur 138 peut être réglée par un mécanisme comprenant un bâti pivotant 144 dans lequel est monté le rouleau 142. Le bâti 144 est relié de façon pivotante au bâti 136 par un arbre horizontal 146. L'extrémité infé rieure de ce bâti 144 est reliée de façon pivo tante à un appareil à levier et contrepoids, indiqué en 148. Des brosses 150 sont conve nablement montées en vue de nettoyer la sur face du rouleau presseur 142 et du rouleau mouilleur 138 sans apporter aucune gêne au chemin suivi par le ruban.
Il va de soi que le rouleau mouilleur 138, les rouleaux formeurs 139, la bande transporteuse 140, le rouleau d'entraînement 141, le rouleau presseur 142 et les -brosses 150 sont tous actionnés, à l'aide d'un mécanisme classique représenté de façon générale à la fig. 7, de façon que leurs rota tions respectives s'effectuent dans des rapports déterminés, grâce à des engrenages ou autres organes de transmission appropriés.
Comme représenté, cinq rouleaux formeurs 139 sont montés sur des arbres parallèles 154 tourillonnant à leurs extrémités dans des paliers 156. Chacun des arbres 154 est pourvu d'un pignon commandé 158 servant à faire tourner le rouleau formeur 139 correspondant à une vitesse périphérique égale à celle du rouleau mouilleur 138. Les paliers 156 peuvent cou lisser latéralement afin de permettre le mou vement de va-et-vient latéral clés arbres 154 et des rouleaux formeurs 139.
Ces paliers sont retenus en alignement à l'aide d'éléments cou lissants 160 qui sont assemblés à rainure et languette pour coulisser latéralement à travers des ouvertures convenablement usinées du bâti principal 136. Un mécanisme à came indiqué en 162 est prévu d'un côté pour communiquer le mouvement de va-et-vient désiré aux rou leaux formeurs <B>139.</B> Les paliers 156 sont en outre munis d'un mécanisme de réglage propre à assurer une légère pression entre les rouleaux formeurs 139 et le ruban de fibres qui repose sur la surface du rouleau mouilleur 138.
D'autres détails de la présente forme d'exécution à plusieurs rouleaux formeurs ont été représentés mais ne seront pas décrits par ticulièrement. Par exemple, il va de soi que la portion inférieure du rouleau mouilleur 138 tourne à l'intérieur d'un bain de colle 152. De même, le bâti 136 peut être prolongé de manière à recouvrir ce rouleau mouilleur dans le but de régler les conditions atmosphériques régnant au voisinage des rouleaux.
Dans la forme d'exécution des fig. 7 à 9, il est possible d'appliquer une amplitude beau coup plus faible que dans le cas de la cons truction à un seul rouleau formeur, et il est en outre possible d'augmenter la longueur du cycle. Dans cette construction à plusieurs rou leaux formeurs, l'amplitude peut être réduite à 12,7 mm et la longueur correspondant à un cycle peut être élevée à 63,4 mm. Si ces valeurs sont appliquées dans une machine à cinq rou leaux formeurs dont les éléments 139 sont espacés l'un de l'autre de 25,4 mm, on obtient le diagramme de va-et-vient représenté à la fig. 11.
L'aire de la fig. 11 entourée par le rectangle illustre un diagramme complet du mouvement des rouleaux formeurs 139 et fait ressortir que, pour toute portion de la longueur du ruban, ce ruban a été soumis à l'action d'au moins un rouleau formeur. Cette disposition a permis d'accélérer l'entraînement du ruban d'une manière notable. Une action de formage satisfaisante a été réalisée avec le ruban se déplaçant à une vitesse de 45 mètres par minute.
Bien que la demanderesse envisage l'appli cation d'un diagramme symétrique tel que celui représenté à la fig. 11, il va de soi qu'il n'est pas nécessaire que le cycle des rouleaux for- meurs soit disposé de cette manière exactement équilibrée. L'essentiel réside dans l'application d'une série de rouleaux et dans le fait que les rouleaux successifs sont destinés à agir sur le ruban ou le fil partiellement groupé dans les zones dudit ruban ou fil où l'action des rou leaux précédents a été la plus faible.
En d'autres termes, dans le cas d'une machine à plusieurs rouleaux formeurs, il n'est pas nécessaire qu'un seul rouleau effectue la fonction de formage entièrement; il suffit qu'un rouleau forme par tiellement le ruban au cours de son avance ment, les rouleaux suivants terminant alors l'action de formage en raison du fait qu'ils sont disposés de manière à agir sur des zones du ruban qui n'ont pas été complètement for mées par les rouleaux précédents.
De cette façon, l'espace mort qui se produit dans le mouvement de va-et-vient d'un rouleau unique ne laisse qu'une petite zone du fil incomplète ment formée ; ensuite, il n'est pas nécessaire que le rouleau formeur suivant agisse sur le fil de manière que la zone non formée soit placée exactement au milieu du cycle du second rou leau, puisque d'autres portions du cycle exté rieures à l'espace mort seront suffisantes pour terminer le formage de ladite zone incomplè tement formée.
Bien que, dans la machine représentée, les rouleaux formeurs 139 effectuent tous le même mouvement de va-et-vient, il doit être entendu que l'amplitude du mouvement de va-et-vient n'est pas nécessairement la même pour chaque rouleau. De plus, il n'est pas nécessaire que la longueur du cycle d'un rouleau formeur soit exactement la même que celle d'un autre rou leau formeur, pourvu que l'espace mort du second rouleau ne coïncide pas, sur le ruban, avec l'espace mort du premier rouleau.
En d'autres termes, si les longueurs des cycles des divers rouleaux ne sont pas les mêmes, il est préférable qu'elles soient des multiples de la longueur du cycle la plus petite. Dans une variante, les rouleaux mouilleurs peuvent, si on le désire, être animés d'un mou vement de va-et-vient, car il est évident que c'est un mouvement relatif entre les deux sur faces qui est nécessaire.