Appareil <B>pour la</B> fabrication d'un fil mixte La présente invention a pour objet un appareil pour la fabrication d'un fil mixte contenant des filaments continus et des fibres en brins.
Par filaments , on entend dans cet exposé des fibres continues, telles que par exemple les fibres artificielles non coupées, comme celles de nylon, et par fibres en brins , des fibres courtes telles que les fibres de coton, les fibres de laine ou encore des fibres artificielles coupées à la longueur de brins.
L'appareil faisant l'objet de l'invention, comprenant un moyen pour fournir un ruban étiré de matière à fibres en brins, un moyen pour amener ledit ruban au contact d'un fil formé de plusieurs filaments continus, et un moyen pour tordre ensemble ledit fil et ledit ruban, est caractérisé par un moyen pour séparer spatialement les filaments individuels dudit fil, de manière que ses filaments soient séparés spatialement les uns des autres au moment où ils sont amenés au contact de la matière à fibres en brins.
On décrira ci-après, à titre d'exemple, deux formes d'exécution de l'appareil faisant l'objet de l'invention, en se référant au dessin annexé, dans lequel la fig. 1 est une vue schématique en perspective de la première forme d'exécution de l'appareil, qui convient pour former des fils mixtes ayant des fibres en brins réparties uni formément sur toute leur longueur<B>;</B> la fig. 2 montre une section transversale par la ligne 2-2 de la fig. 1 ;
la fig. 3 est une vue schématique en perspective de la deuxième forme d'exécution, laquelle peut être employée soit pour la fabri cation de fils mixtes boudinés, soit pour celle de fils mixtes dans lesquels la matière à fibres en brins est répartie de faon égale sur la longueur du fil ; La fig. 4 est une vue en section transversale par la ligne 4-4 de la fig. 3.
Se référant particulièrement aux fig. 1 et 2, le chiffre de référence 10 indique un paquetage de fourniture de fil tel qu'un cône, un éche veau, une canette ou semblable, livrant un fil à plusieurs filaments continus d'un genre auquel on peut donner une charge électrique statique. Un guide-mèche 12 est disposé au- dessus du paquetage de fourniture 10 de telle façon qu'un bout de fil ou mèche 13 puisse être facilement déroulé sans enchevêtrement.
Immédiatement au-dessous du guide 12 se trouve un dispositif de tension 14, qui com- prend une paire d'organes de tension à disques entre lesquels le fil est amené à passer, de telle sorte qu'il se trouve sous tension dans la direc tion de son parcours qui suit immédiatement.
16 est un dispositif d'électrisation permet tant de donner une charge statique au fil 13. Ce dispositif comprend un arbre 18, supporté de façon à pouvoir tourner, à chacune de ses extrémités, par des coussinets antifriction 20 et 22, et qui peut être mis en rotation rapide au moyen d'un moteur électrique 24 qui l'ac tionne par un arbre de commande 26. Dans des rainures diamétralement opposées et s'éten dant longitudinalement dans l'arbre 18, sont fixés deux organes 28 et 30 (voir la fig. 2) en forme de lames adaptées pour faire contact avec friction avec le fil 13 et lui donner une charge statique quand l'arbre 18 tourne sous l'action du moteur.
Ces lames 28 et 30 faisant saillie peuvent être de toute matière différente de celle du fil, mais de préférence en une matière largement séparée, dans la série tribo- électrique, de la composition du fil 13. En arrière du dispositif 16 se trouve un banc d'étirage désigné d'une façon générale par le chiffre de référence 32, à trois éléments, et comprenant une paire arrière de rouleaux 34, une paire intermédiaire d'éléments 36, et une paire de livraison 38.
Le banc d'étirage 32 peut être et est de préférence du type que l'on rencontre généralement dans un métier de filage ordinaire, et quoique les éléments inter médiaires aient été représentés par commodité comme comprenant seulement une paire de rouleaux, il est bien entendu qu'un banc d'éti rage en long, dans lequel les éléments inter médiaires comprennent une paire de courroies de traction, ou semblable, peut aussi être employé convenablement. Dans cette forme d'exécution de l'appareil, le banc d'étirage est actionné à la façon ordinaire, les trois éléments engrenant ensemble, et les éléments intermé diaires ainsi que les rouleaux de livraison étant commandés de façon à avoir une vitesse circonférentielle plus grande que les éléments arrière du banc.
En avant du banc d'étirage 32 se trouve un guide-mèche 40 disposé pour recevoir une mèche venant du banc d'étirage et pour la guider vers un appareil de retordage 42. L'ap pareil 42 comprend une bobine 44 montée de façon à pouvoir tourner et pour recueillir le fil en une masse indiquée en 46. Cet appareil comprend aussi un anneau de filage ordinaire 48 qui porte un curseur 50 monté pour tourner autour de la bobine 44 de façon connue tandis que le fil est tordu et enroulé sur la bobine.
Une source 52 de matériel fibreux en brins est disposée en arrière du banc d'étirage 32, cette source pouvant consister en une bobine, une canette ou semblable. La matière fibreuse en brins, sous forme de ruban, passe de la source 52 aux rouleaux arrière du banc d'éti rage 32 de la façon ordinaire.
On voit, par ce qui précède, que l'appareil décrit ci-dessus peut être facilement obtenu en partant d'un métier à filer ordinaire en lui adjoignant simplement le dispositif 16 et le moteur 24 actionnant ce dernier. L'appareil décrit ci-dessus peut de même être obtenu en partant d'un métier ordinaire de torsion, sauf que dans ce cas il est nécessaire de munir le métier de rouleaux d'étirage.
En fonctionnement, un fil ou mèche venant du paquetage 10 est enfilé à travers le guide 12 et le dispositif de tension 14, puis est passé autour du dispositif d'électrisation 16. Le fil passe ensuite de haut en bas entre le rouleau supérieur de la paire de rouleaux de livraison et les éléments intermédiaires du banc d'étirage, puis en arrière entre lesdits rouleaux de livrai son, pour aller au guide-mèche 40 et à la broche 42. Un bout de ruban est amené de la source 52 aux éléments arrière du banc d'étirage 32, d'où on le fait passer à travers le banc d'étirage d'une manière connue.
Le moteur 24 est alors mis en action, d'où résulte un contact à friction des lames 28 et 30 avec le fil 13 ; l'appareil de retordage 42 et le banc d'étirage 32 sont alors actionnés.
Quand le fil 13 passe autour du dispositif d'électrisation 16, il est alternativement mis sous tension et relâché du fait de la rotation de l'arbre 18 et des saillies excentriques des lames 28 et 30. En même temps, les filaments du fil 13 sont électrisés par le contact à fric- tion avec les lames 28 et 30, et acquièrent ainsi une répulsion mutuelle. Pendant les périodes où le fil est en état de relâchement, les fila ments se séparent les uns des autres à cause de leur répulsion mutuelle, et entrent entre les rouleaux de livraison en cet état d'espacement.
Le bout de mêche 53 entre aussi entre les rouleaux de la paire de livraison 38 en un état déployé comme un ruban du fait qu'il a été étiré entre la paire de rouleaux arrière et les éléments intermédiaires du banc d'étirage 32, et lorsque la bande ouverte des fibres vient en contact avec les filaments séparés du fil 13, les fibres sont forcées partiellement entre les fila ments par la pression de la paire de rouleaux de livraison. Après qu'il a quitté la paire des rouleaux de livraison, le fil de filaments est immédiatement soumis à la torsion pour entre lacer ou entortiller le matériel en brins le long des filaments et entre ceux-ci et les y fixer en position.
Dans la forme d'exécution des fig. 3 et 4, le chiffre de référence 60 indique un paque tage de fourniture de fil tel qu'un cône, une canette, un écheveau, etc., livrant un fil à plu sieurs filaments continus d'un genre auquel il est possible de donner une charge statique. Un guide-mèche 62 est disposé au-dessus du paquetage de fourniture 60 de telle sorte qu'un bout de fil ou mèche 63 puisse être facilement déroulé, et immédiatement au-dessous du guide 62 se trouve un dispositif de tension 64, com prenant une paire d'organes de tension à disque entre lesquels le fil 63 est amené à passer, de sorte qu'il se trouve sous tension dans la sec tion de son parcours qui suit immédiatement.
Vu que les fils sont plus aptes à prendre une charge statique quand ils sont à l'état sec, cette forme d'exécution est pourvue de moyens pour sécher le fil. A ces fins, l'appareil com prend un ventilateur 66, adapté pour envoyer de l'air à travers un conduit 68 et de là, à travers un certain nombre de tubes courts dont l'un d'eux est représenté en 70, en position sur le parcours du fil 63. Le ventilateur est actionné par un moteur électrique 72, connecté par des conducteurs électriques 74 à une source de force électrique.
Pour que l'air dis- tribué par le conduit 68 soit à une température plus élevée que l'air de la chambre, et soit de ce fait capable d'exercer un plus grand effet de séchage, une section 76 du conduit reliant le ventilateur 66 au conduit 68 est pourvue d'élé ments de chauffage à résistance indiqués en 78. Ces éléments sont connectés à une source con venable d'électricité par des conducteurs 80. Un interrupteur unique 82 est utilisé pour la commande du moteur électrique 72 et des élé ments de chauffage 78.
Le tube 70 est représenté comme étant situé sur le parcours du fil immédiatement au- dessous et en avant du dispositif, de tension et est disposé pour recevoir le fil 63 qui passe par un orifice 84 du tuyau 68. Pour éviter l'emploi d'un outil d'enfilage, le tube 70 et le tuyau 68 sont pourvus d'une fente étroite 86, de telle sorte que le fil peut être simple ment tiré dans son propre chemin d7écou- lement.
Le chiffre de référence 88 désigne un dispositif d'électrisation pour donner une charge statique au fil à filaments multiples. Le dispositif 88 comprend un arbre 90 qui peut être mis en rotation rapide par un moteur électrique 92. Dans une rainure convenable de l'arbre 90, et s'étendant longitudinalement sur une partie de celui-ci, est disposé un élé ment de friction ou lame 94, adapté pour faire contact à friction avec le fil 63 et lui donner une charge statique. Comme déjà expliqué, la lame 94 est de préférence en une matière bien séparée, dans la série triboélectrique, de la composition du fil 63.
Comme le fil à filaments multiples 63 ne doit entrer en contact avec la lame 94 que quand cela est désiré, il est prévu une tôle protectrice arquée, ou bouclier, 96. Ce bouclier 96 est monté de façon à pouvoir tourner autour de l'axe de l'arbre 90, de telle sorte qu'il peut être amené par pivotement à une position dans laquelle il maintient le fil 63 hors de contact avec la lame 94, ou à une position à laquelle il est complètement hors de contact avec le fil, comme cela est clairement représenté à la fig. 4. En arrière du dispositif 88 se trouve un banc d'étirage 98 à trois éléments, ayant une paire de rouleaux arrière 100, une paire de rouleaux intermédiaires 102 et une paire de rouleaux de livraison 104.
Le banc d'étirage 98 est de préférence du genre que l'on ren contre généralement dans un métier de filage ordinaire sauf que, dans ladite forme d'exécu tion, la paire de rouleaux de livraison est actionnée indépendamment des autres éléments du banc d'étirage. Les moyens d'actionnement des rouleaux de livraison 104 comprennent un arbre 106 et un moteur électrique 108. Le moteur électrique 108 commande directement l'arbre 106 ; on notera cependant que la fig. 3 n'est que schématique et qu'un train d7engre- nages approprié peut être prévu pour réduire la vitesse de rotation des rouleaux de livraison 104 à uné grandeur convenable.
Les moteurs électriques 108 et 92 sont connectés en paral lèle par des conducteurs électriques 110 et 112, et mis en action par un interrupteur unique 114, car il est désirable que les deux moteurs soient en marche pendant tout le temps que l'appareil est utilisé.
Les paires de rouleaux arrière et intermé diaires 100 et 102 du banc d'étirage 98 sont adaptées pour pouvoir être employées soit pour l'insertion d'un boudinage de fibres dans le fil à filaments multiples 63, soit pour la four niture continue de la matière en fibres au fil 63, tandis que celui-ci est conduit depuis le dispositif 88 par dessus le rouleau supérieur de la paire de rouleaux 104 et en arrière, entre les deux rouleaux. La matière en fibres est fournie sous forme de ruban de fibres en brins, une source convenable de ce dernier étant indiquée en 116, sous la forme d'une bobine, d'une canette ou semblable.
Un bout 118 venant de la source 116 est amené entre les rouleaux de la paire arrière 100 du banc d'éti rage 98 et passe de là à la paire de rouleaux intermédiaires de la façon ordinaire.
Des moyens séparés actionnent les deux paires de rouleaux arrière du banc d'étirage 98, car dans -la production de fils boudinés, le fonctionnement de ces éléments doit être inter mittent; ces moyens d'actionnement compor- tent un arbre rotatif 120, s'étendant de la paire de rouleaux arrière 100 à un moteur électrique .122. Quoique la connexion soit représentée, à la fig. 3, comme étant directe, il est prévu des engrenages de réduction con venables, de façon que les rouleaux de la paire 100 soient commandés à une vitesse appro priée.
La paire de rouleaux 102 est actionnée à partir de l'arbre 120 par une roue dentée 124, une roue dentée folle 126, une roue dentée 128 et un arbre 130. Comme dans une opération ordinaire, les rouleaux de la paire 102 doivent être commandés à une vitesse supérieure à celle des rouleaux de la paire 100 de sorte qu'il se produise un étirage de la mèche 118 entre les deux paires de rouleaux.
En avant du banc d'étirage 98 se trouve un guide-mèche 132 qui est adapté pour rece voir le fil 63 après qu'il a quitté la paire de rouleaux 104. Immédiatement au-dessous du guide 132 est situé un dispositif à broche de filage ou torsion ordinaire 134, qui comprend une broche 136 sur laquelle est placée une bobine<B>138</B> propre à recevoir une certaine quantité de fil 140. Un anneau de filage ordi naire avec curseur rotatif 144 fait aussi partie du dispositif 134.
La broche 136 est établie pour être actionnée de la façon ordinaire par contact d'une poulie 146 avec une courroie 147 s'enroulant autour d'une poulie 148 com mandée par le moteur 108 par l'intermédiaire d'une roue dentée 149 sur l'arbre 106, de roues dentées 150 et 151 sur un arbre 152, de roues dentées 153 et 154 sur un arbre 155 et d'une roue dentée 156 sur un arbre 157 qui porte la poulie 148. 11 doit cependant être entendu que le dessin ne représente pas nécessairement l'arrangement réel d'engrenages pour actionner le dispositif de torsion à broche 134, mais qu'il doit seulement montrer que la paire de rouleaux antérieurs 104 du banc d'étirage 98 et le dispositif de torsion 134 sont actionnés par une source d'énergie commune.
158 est une source d'impulsions électriques d'une fréquence de préférence laissée au hasard. Les impulsions venant de la source 158 sont fournies, d'une part, à travers des con ducteurs 160,à un solénoïde 162 ayant un noyau de forme et construction ordinaires. Le noyau 164 est relié par un câble 166 à un ressort 168 dont un bout est fixé à un support convenable. Le câble 166, entre le noyau 164 et le ressort 168, est enroulé d'un ou plusieurs tours autour d'un organe cylindrique 170 qui est disposé coaxialement avec l'arbre 90 et connecté opérativement par un bras 172 avec le bouclier 96.
Le câble 166 a une longueur telle que le ressort 168 maintient normale ment le noyau 164 partiellement en dehors du solénoïde 162 quand celui-ci ne reçoit pas de courant, et la position relative de l'organe 170 par rapport au câble 166 est telle que, quand le solénoïde ne reçoit pas de courant, le bou clier 96 se trouve dans une position telle que le contact du fil 63 avec la lame 94 est empêché. Quand du courant est envoyé dans le solénoïde 162, le noyau 164 est mû à l'en contre de l'action du ressort 168, ce qui a pour effet de faire tourner le bouclier 96 pour permettre le contact du fil 63 avec la lame 94.
Les impulsions électriques de la source 158 sont aussi transmises par un conducteur 174 à un dispositif électronique à retardement<B>176</B> d'un type connu. Ce dispositif est adapté pour être mis en action par l'impulsion reçue par les conducteurs 174, et pour envoyer, après un certain temps choisi, suffisant pour permet tre le passage d'un point du fil 63 du dispositif 88 à la paire de rouleaux de livraison 104 du banc d'étirage 98, une impulsion électrique par les conducteurs 178 au moteur 122. Le dispo sitif électronique à retardement est ajusté de préférence de telle façon que l'impulsion retardée envoyée au moteur 122 se termine simultanément avec l'impulsion envoyée au solénoïde 162 par les conducteurs 160.
De ce qui a été dit, il ressort que la seconde forme d'exécution de l'appareil décrite peut aussi être construite en partant d'un métier à filer ordinaire, en lui adjoignant simplement le dispositif 88, le dispositif de séchage du fil comprenant le ventilateur 66 et le tuyau 68, et le dispositif de tension 64. Le métier à filer doit être modifié seulement en déconnectant les deux paires de rouleaux arrière du banc d'étirage dont est pourvu le métier à filer, d'avec leurs moyens d'actionnement ordinaires, tout en permettant à la paire de rouleaux de livraison de continuer à être actionnés de la manière ordinaire par le moteur qui actionne la broche de filage.
Un moteur séparé alimenté à travers une source d'impulsions électriques et un dispositif électronique à retardement, est alors disposé pour actionner les éléments arrière du banc d'étirage. L'appareil décrit peut être semblablement construit en partant d'un métier ordinaire de torsion, sauf que, dans ce cas, il est nécessaire de pourvoir le métier de rouleaux d'étirage.
Pour fabriquer des fils boudinés, un fil ou mèche venant du paquetage 60 est enfilé à travers le guide 62, le dispositif de tension 64, puis est introduit par la fente 86 dans le tube 70. Le bout du fil est alors passé autour du dispositif 88, puis sur et entre les rouleaux de livraison de la paire 104 du banc d'étirage 98, et ensuite, à travers le guide 132, au dispositif à broche 134. Un ruban formé de matériel fibreux en brins est conduit du paquetage 116 entre les rouleaux de la paire arrière 100 et les rouleaux de la paire centrale 102 du banc d'étirage 98.
L'appareil est alors prêt à fonc tionner et l'interrupteur 82 peut être fermé pour actionner le ventilateur 66 et chauffer les éléments de résistance 78. Après quelques ins tants pour permettre aux éléments de résistance de se chauffer et au bout de fil dans le tube 70 d'être parfaitement séché, l'interrupteur 114 peut être fermé pour faire marcher les moteurs 108 et 92, et la source d'impulsions électriques 158 peut être mise en action pour fournir de façon intermittente un flux de courant au moteur 122 et au solénoïde 162.
L'impulsion électrique produite par la source 158 est transmise simultanément au solénoïde 162 et au dispositif électronique à retardement 176. Le noyau 164 est immédia tement attiré vers le bas de sorte que l'organe 170 est amené à tourner pour faire mouvoir le bouclier 96 et le mettre en position inactive, de sorte que le fil 63 vient en contact avec la lame 94 qui tourne rapidement. Le contact entre la lame 94 et le fil 63 a pour effet que les filaments du fil 63 acquièrent une même charge de sorte qu'ils présentent une répulsion mutuelle les uns pour les autres et tendent à se séparer les uns des autres aussi largement que possible.
La lame 94 et l'arbre 90 contribuent aussi au succès du fonctionnement du nouvel appa reil sous plusieurs autres rapports. En premier lieu, la lame en tournant en direction opposée au mouvement d'avancement du fil 63, tend à retenir en arrière la torsion et à produire aussi un effet de rubanage de sorte que les filaments du fil 63 sont incités à passer dans la pince des rouleaux de livraison 104 en étant paral lèles et espacés. De plus, la saillie excentrique formée par la lame 94 sur l'arbre 90 agit pour tendre et relâcher alternativement le fil 63.
Ces périodes de relâchement permettent aux fila ments du fil 63 de se séparer à un degré maximum qui ne serait pas possible si le fil était sous tension continue, tandis que les périodes de tension rendent possible un contact à friction adéquat du fil 63 avec la lame 94.
Un temps préalablement choisi après que l'impulsion produite par la source 158 a atteint le dispositif à retardement 176, l'impulsion est transmise au moteur 122 qui met en marche les deux éléments arrière du banc d'étirage 98. La rotation de ces rouleaux amène le ruban 118 entre les rouleaux de la paire 104 où il est pressé en contact avec les filaments séparés du fil 63 et s'entrelace le long des filaments du fil pour quitter dans cet état les rouleaux de livraison 104 et être tordu par le dispositif à broche 134. Vu que les rouleaux de la paire 102 tournent à une vitesse plus grande que les rouleaux de la paire 100, le ruban 118 est étiré et les fibres en sont étendues et rubanées de la façon ordinaire.
Si désiré, la paire de rouleaux 104 peut être commandée à une vitesse plus grande que l'un et l'autre des élé ments arrière du banc d'étirage de façon à produire encore un étirage et un rubanage entre la paire de rouleaux 102 et la paire de rouleaux 104. L'étirage du ruban 118 durant son pas sage à travers le banc d'étirage 98 est impor tant, car il permet un mélange plus égal des fibres dans le fil 63 et permet que les fibres soient mieux accrochées entre les filaments individuels du fil 63 quand celui-ci quitte les rouleaux de livraison 104 et qu'il est tordu par le dispositif à broche 134.
Après un intervalle de temps préchoisi, l'impulsion électrique fournie par la source 158 prend fin. Une conséquence de cet achèvement de l'impulsion venant de la source 158 est que le noyau 164 est tiré vers le haut du solénoïde 162 par le ressort 168, ce qui produit la rota tion de l'organe 170 et la mise en position du bouclier 96 de façon que le fil 63 ne soit plus en contact avec la lame 94. Ceci permet à la torsion qui s'est accumulée au-dessus du dis positif 88 de passer et d'être ensuite répartie également dans le fil 63 dans son trajet jus qu'au dispositif de torsion 134. La cessation de l'impulsion de la source 158 a aussi pour effet l'arrêt du courant allant au moteur 122 et la mise en inaction de la paire de rouleaux 100 et de la paire de rouleaux 102.
Comme la paire de rouleaux 104 continue à travailler, le ruban 118 est rompu entre la paire de rouleaux 104 et la paire de rouleaux 102 et l'extrémité entraînée se lie dans le fil 63. Cela complète le cycle et l'appareil continue à fonctionner seulement comme métier de torsion, jusqu'à ce qu'une nouvelle impulsion électrique soit envoyée par la source 158.
Pour la production de fils dans lesquels des fibres en brins sont espacées régulièrement le long du fil de filaments, l'appareil représenté aux fi-. 3 et 4 est employé exactement comme décrit ci-dessus, excepté que la source d'impul sions électriques 158 et le dispositif électro nique à retardement 176 sont mis en position ou shuntés de façon à pourvoir à une fourni ture continue de courant au solénoïde 162 et au moteur 122.
Le fonctionnement continu du moteur 122 a pour effet que les éléments arrière du banc d'étirage 98 pourvoient à une fourniture continue et régulière de fibres en brins à entrelacer dans le fil 63, tandis que l'aimantation continue du solénoïde 162 a pour effet que le bouclier 96 est retenu tout le temps en position inactive, de sorte que le fil 63 est électrisé de façon uniforme à mesure qu'il est fourni aux rouleaux de livraison 104 du banc d'étirage 98.