L'invention se rapporte à un appareil collecteur de fibres et de filage de fils, permettant de recueillir la totalité des fibres filables amenées dans un courant d'air, de transporter ces fibres, de les disposer parallèlement entre elles, de les rassembler en masse et d'impartir à cette masse une torsion de manière à former un fil textile de haute qualité pouvant être immédiatement renvidé en cônes ou en bobines.
Les procédés connus de fabrication de fils comprennent diverses étapes de préparation nécessitant de nombreuses machines compliquées, une main-d'oeuvre importante et une grande surface de la fabrique de textiles. L'invention a pour but de simplifier le dispositif de traitement du textile en supprimant diverses étapes du processus actuellement mis en oeuvre pour la préparation à la filature, sans altérer pour autant la qualité des fils obtenus.
L'appareil collecteur de fibres et de filage de fils selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend une première électrode entraînée en rotation, en forme de disque et présentant une ouverture centrale; une broche entraînée en rotation, de même axe que la première électrode et présentant une portion cylindrique électriquement conductrice qui est située en majeure partie sur un flanc anial de la première électrode et qui dépasse de l'ouverture en se terminant en une arête circulaire en forme de lame, coaxialement à la première électrode, ainsi qu'un élément non conducteur de retordage des fibres s'étendant dans le même axe et à distance de l'arête, des moyens pour entraîner en rotation la première électrode et la broche indépendamment l'une de l'autre autour d'un axe commun,
une seconde électrode fixe et disposée transversalement par rapport audit axe commun et placée à distance de la première électrode, L'élément de retordage des fibres s'étendant dans l'espace compris entre les deux électrodes, ladite seconde électrode présentant une ouverture alignée axialement avec l'élément de retordage des fibres, L'appareil comprenant en outre des moyens pour établir et maintenir une différence de potentiel entre
la première électrode et la portion électriquement conductrice de
la broche d'une part et la seconde électrode d'autre part.
Les fibres qui ont été ouvertes ou séparées par tous moyens convenables tels que l'ouvreuse décrite dans le brevet N" 550866 peuvent être transportées par exemple au moyen d'un courant
d'air dans le champ électrostatique entre les deux électrodes de
l'appareil.
Le dessin annexé représente, schématiquement et à titre
d'exemple, plusieurs formes d'exécution de l'appareil objet de l'in
vention.
La fig. 1 en est une vue en perspective avec des parties enlevées pour montrer le détail de l'intérieur de cet appareil.
La fig. 2 en est une vue partielle de côté montrant la formation du fil.
La fig. 3 en est une vue partielle en perspective montrant la formation du fil au moyen d'un type différent d'élément de retordage.
La fig. 4 en est une vue partielle en perspective montrant
également la formation du fil avec un autre type d'élement de retordage.
La fig. 5 est une vue de l'appareil travaillant en liaison avec une ouvreuse de fibres.
Dans l'appareil représenté à la fig. 1, une électrode conique 12 est montée en rotation et est axialement et radialement supportée par une broche 14, au moyen de roulements 15 et 16; cette électrode est entraînée de façon indépendante par un moteur 17 à vitesse variable, par l'intermédiaire d'un arbre-moteur 18, de pou
lies 19 et 50 et d'une courroie non conductrice 20. La broche 14 est également montée en rotation, entraînée de façon indépendante et accouplée à un moteur 21 à grande vitesse par l'intermé
diaire d'un accouplement non conducteur 22 et d'un arbremoteur 23. La broche 14 supporte l'électrode conique 12 au moyen des surfaces d'appui en saillie 24 et 25.
La broche 14 est construite avec une bague 26 conductrice et
présentant une arête en lame de couteau, s'étendant axialement à travers l'ouverture 27 et se terminant légèrement au-dessus de la surface de l'électrode conique 12.
Un élément de retordage 28 non conducteur est fixé à la broche 14 et s'étend axialement à partir de cette broche.
En vue de fournir un champ électrostatique approprié pour recueillir la totalité des fibres du courant d'air, une plaque-électrode 13 est prévue suffisamment large pour s'étendre au-delà de la périphérie de l'électrode conique 12. Cette plaque-électrode 13 est munie d'une ouverture 29 alignée dans l'axe de l'élément de retordage 28.
Bien que cet élément de retordage 28 non conducteur soit représenté à une faible distance de l'ouverture 29 de la plaqueélectrode 13, L'appareil fonctionne avec l'élément de retordage 28 fabriqué à des longueurs telles que son extrémité se trouve devant l'ouverture 29, coïncide avec cette ouverture ou s'étende au-delà de celle-ci.
L'électrode conique 12 est excitée par exemple au moyen d'une source standard de courant continu sous une tension de 10 à 60 kilovolts et une intensité maximale de courant de 2 milliampères, par l'intermédiaire de conducteurs et de frotteurs conventionnels.
La plaque-électrode 13 est mise à la terre au moyen de fils et de connexions conventionnels. Une inversion de polarité n'affecte pas le fonctionnement de l'appareil.
Bien que l'électrode fixe 13 soit en forme de plaque dans l'exemple décrit, elle peut être également en forme de capsule ou encore concave ou convexe.
L'utilisation d'une électrode rotative 12 de forme conique n'est pas impérative; L'appareil peut également fonctionner avec une électrode rotative plate ou arrondie.
L'appareil fonctionne également bien avec l'électrode conique 12 et la broche 14 tournant chacune dans le sens des aiguilles d'une montre ou dans le sens contraire, fournissant ainsi un moyen simple pour produire un fil de torsion S ou Z .
Dans la description qui va suivre, l'électrode conique 12 est entraînée en rotation dans le sens des aiguilles d'une montre, alors que la broche 14 tourne dans le sens contraire ou vice versa.
Bien que l'appareil soit représenté en position verticale, il peut fonctionner suivant n'importe quelle position.
En se référant à la fig. 5 lorsque l'appareil est en fonctionnement, les fibres séparées sont amenées dans le champ électrostatique 1 1 à partir d'un plan horizontal entourant l'appareil, dans la zone limitée par l'électrode conique 12 et la plaque-électrode 13.
Par une simple combinaison des forces mécaniques et électriques provoquées par la rotation de l'électrode conique 12 et le champ électrostatique 11, les fibres sont complètement séparées du courant d'air, s'alignent parallèlement aux lignes de force du champ et sont rapidement transportées. individuellement et uniformément vers la zone d'intensité maximale de champ localisée entre la bague tournante 26 en arête en forme de lame de la broche 14 et la plaque-électrode fixe 13. A cet instant, les fibres entrent en contact avec l'élément de retordage 28 non conducteur.
Cet élément de retordage 28 sert de base stable sur laquelle les fibres 30 se réunissent et permet que ces fibres soient retordues de manière à former un fil 31. De façon continue et en succession rapide, les fibres 30 s'assemblent uniformément, se joignent aux fibres précédentes 30, sont retordues et sortent sous forme d'un fil à partir de l'élement de retordage 28 en traversant l'ouverture axiale 29 de la plaque-électrode 13. Immédiatement après, le fil 31 est enroulé sous forme d'un type quelconque de paquet tel qu'un cône ou une bobine, etc, par des méthodes conventionnelles de renvidage.
En se référant aux fig. I à 4, la broche 14 est conçue de manière à s'adapter à des types variés d'éléments de retordage non conducteurs 28, 32, 37, etc., chacun de ces éléments produisant un type particulier de fil 31.
En se référant plus particulièrement à la fig. 3, I'élément de retordage 32 fixé à la broche 14 est de forme cylindrique et présente un passage 33 qui débute sur sa périphérie longitudinale en un point 34 et se termine axialement à travers sa surface terminale plate 35 en un point 36. Lors du fonctionnement, lorsque la broche tourne à vitesse élevée, les fibres 30 sont tirées en continu à travers le passage 33 de l'élément de retordage 32, pénètrent au point 34 et sortent au point 36 sous forme d'un fil 31.
En se référant à la fig. 4, un élément de retordage 37 fixé à la broche 14, est réalisé comme indiqué. Les fibres sont transportées vers la bague circulaire 26 de la broche 14 comme décrit précédemment. De façon similaire, l'élément de retordage 37 constitue une base sur laquelle les fibres 30 se rassemblent. Par suite de la vitesse de rotation élevée de la broche, et au moyen de l'élément 38 de pinçage du fil, les fibres 30 sont retordues et tirées à travers le passage 39 semi-circulaire de manière à former un fil 31.
L'élément de retordage 37 présentant les moyens de pinçage 38 produit un fil 31 d'une résistance relativement bonne, un bon parallélisme des fibres, d'une bonne uniformité et ayant un aspect de fourrure ; d'autre part, I'élément de retordage 32 produit un fil lisse de résistance relativement bonne et de bonne uniformité avec bon parallélisme des fibres.
La fig. 5 représente schématiquement l'appareil travaillant en liaison avec une ouvreuse et des moyens d'alimentation 40 capables de traiter la matière première, des rubans et/ou des mèches de fibres 41. Les fibres 30 sont déchargées en continu à partir de l'ouvreuse 40 et transportées par courant d'air en direction du champ électrostatique 11. Par simple combinaison des forces électrostatiques et mécaniques, les fibres 30 sont transportées en continu, alignées, rassemblées en masse, puis retordues en un fil 31.
Les fibres 30 s'alignent parallèlement aux lignes de force produites par la différence de potentiel (par exemple de 10 kv à 60 kv). Du fait de la combinaison et de l'action mutuelle des forces électrostatiques et mécaniques, les fibres rendues parallèles sont rapidement transportées en direction de la broche tournante centrale (qui habituellement tourne plus vite que la première électrode) sur laquelle est fixé l'élément de retordage non conducteur.
La vitesse à laquelle les fibres se déplacent intérieurement en direction de cet élément de retordage est fonction de la vitesse de rotation de la première électrode.
Le maximum d'intensité du champ électrostatique se localise entre l'arête conductrice circulaire en forme de lame de la broche et la seconde électrode. Du fait de sa position et de sa forme, cette arête rassemble et maintient les fibres momentanément sous forme d'une rangée circulaire pendant que le fil se forme. La saillie non conductrice de la broche est utilisée comme base stable sur laquelle les fibres se disposent régulièrement à leur arrivée, et également comme moyen de retordage pour la transformation de ces fibres en fil.
L'épaisseur du fil est réglée par la vitesse à laquelle les fibres sont introduites dans le champ électrostatique et la vitesse à laquelle le fil est retiré à travers l'ouverture de la plaque-électrode.
Un excellent fonctionnement est obtenu avec une vitesse de rotation de la première électrode comprise entre 1000 et 3000 tours/minute. Un transport plus rapide des fibres est obtenu à des vitesses de 3000 tours/minute; cependant, au-delà de ces vitesses, des courants d'air constituent un facteur gênant. La vitesse de rotation de la broche se trouve uniquement régie par les limites mécaniques fournissant un moyen permettant d'obtenir des vitesses de production extrêmement élevées.
Dans le cas d'une faible production, les vitesses de rotation de la première électrode et de la broche peuvent être les mêmes.
Le dispositif fonctionne de façon satisfaisante avec une première électrode ayant un diamètre de 152,4 mm, et une broche de 12,7 mm, produisant un fil de 18's à une vitesse de fabrication dépassant 18,28 m/minute. L'invention n'est pas limitée aux dimensions et aux vitesses indiquées.
La plaque électrode 13 est montée de façon réglable par l'intermédiaire d'un étrier mobile 42 et d'une colonne 43 fixée à un socle 44. La plaque électrode 13 reliée à l'étrier 42 est bloquée dans la position voulue au moyen d'une vis 45 à oreilles ou à tête moletée.
Des moteurs à vitesse variable 17 et 21 sont montés sur le socle 44.
D'autres formes et variantes de broches peuvent être utilisées de façon satisfaisante, par exemple un élément conique lisse, un élément conique à cannelures longitudinales, à cannelures en spirale, un élément conique avec passage périphérique au sommet, etc.
En échangeant des éléments de retordage non conducteurs de fabrication spéciale, une large gamme de types de fils peut être produite à partir d'un appareil de filage qui est fondamentalement le même.