Dispositif pour réduire les tensions de filage dans un métier continu à filer à anneau La présente invention se rapporte à un dispositif pour réduire les tensions de filage dans un métier continu à filer à anneau pour la filature de laine peignée, laine cardée, coton, fibres artificielles, lin et autres.
Dans le procédé de filage continu sur anneau équipé d'un curseur tel que connu sur les. métiers continus à filer de la filature laine cardée, peignée, coton, fibres artificielles et lin, on distingue trois tensions auxquelles le fil est soumis successivement entre les cylindres cannelés délivrant la mèche et les bobines sur lesquelles le fil est renvidé, à savoir (fig. 1) a) la tension de filage existant entre les cylindres cannelés 1 et le guide-fil 2 ; b) la tension du ballon existant entre le guide-fil 2 et le curseur 6 ; c) la tension de renvidage existant entre le curseur 6 et la bobine 7.
La tension de renvidage C est supérieure à la tension du ballon B. Le rapport entre ces deux ten sions est fonction du frottement que le fil subit lors de son passage dans le curseur 6, de l'effort néces saire pour déplacer le curseur 6 sur l'anneau 5, de l'effort nécessaire pour vaincre la résistance de l'air et de l'angle d'entraînement du curseur par le fil.
La tension de renvidage est, de ce fait, un mul tiple de la tension du ballon et sa valeur varie en pratique souvent entre deux et trois fois la tension du ballon.
La tension de filage A est, à son tour, très légè rement inférieure à la tension du ballon B, vu le faible angle d'enroulement du fil autour du guide-fil et la vitesse rapide de la rotation du fil à l'intérieur du guide-fil. La tension du ballon B, qui est donc la tension créatrice des autres tensions (A et C), est entre autres fonction 1) De la force centrifuge qui dépend: du carré de la vitesse de rotation de la broche, du diamètre du ballon, du poids du fil. Cette force est de loin la plus importante en comparaison avec les efforts signalés ci-dessous.
2) De la résistance aérodynamique que le fil ren contre.
3) De l'effort Coriolis. 4) Du poids du fil.
5) Du poids et du genre de curseur. 6) De l'angle de renvidage du fil.
Il est à retenir qu'entre le guide-fil 2 et la bobine 7, le fil est déjà tordu et de ce fait le fil a gagné une solidité que l'on appelle la force dynamométrique du fil.
La tension de renvidage C pourrait donc presque atteindre cette force dynamométrique du fil sans qu'il s'ensuive une rupture du fil qui vient d'être con fectionné. Il en est différemment en ce qui concerne le tronçon de fil qui se trouve entre les cannelés. 1 et le guide-fil 2.
Le fil, en sortant des cylindres cannelés 1, ne possède en général aucune torsion et c'est la rotation du ballon qui donne au tronçon de fil, entre guide-fil et cannelés 1, sa torsion.
Il est évident, et surtout lorsqu'on file à basse torsion, que les fibres en sortant des cylindres can nelés 1 ne reçoivent pas immédiatement la totalité de la torsion que le ballon leur donnera par la suite, mais seulement une partie. De ce fait, la résistance du fil à la sortie des cannelés 1 est de loin inférieure à la résistance dynamométrique du fil fini. On appel lera cette résistance, qui est fonction du coefficient de torsion de la nature, de la finesse et de la longueur des fibres, la résistance de filage admissible.
Dans les conditions actuelles de la filature, la tension de filage admissible est, en pratique, parfois 'A de la force dynamométrique du fil, et en général sa valeur est encore beaucoup moindre. Dès que la valeur de la tension de filage A dépasse la tension de filage qui serait admissible pour un certain fil, en fonction de ces, composants, celui-ci casse.
La vitesse de rotation des broches qui a, comme signalé plus haut, une influence majeure sur la ten sion du ballon dont dépend la tension de renvidage et de filage, est de ce fait limitée, non par la force dynamométrique du fil entre le guide-fil 2 et la bobine 7, mais par la tension de filage que peut supporter le fil entre le guide-fil 2 et les cylindres cannelés 1, comme signalé plus haut, et qui est d'une valeur infiniment moindre.
D'autre part, il faut signaler que tordre les fibres sous une tension relativement élevée, ce qui est le cas dans un métier continu à filer, fait perdre au fil son élasticité.
Pour réduire la tension du ballon, il est connu d'appliquer un ou plusieurs étrangleurs (3, 4 - fig. 1) de diamètres différents et des moteurs à vitesse variable avec régulateur de filage, ce qui a effecti vement permis pour une certaine tension de filage admissible d'augmenter la vitesse des broches.
Cependant, on se trouve de nouveau devant une vitesse limite.
Le but de la présente invention est d'élever cette limite dans une très large mesure.
En vue de la réalisation de ce but, le dispositif selon l'invention est caractérisé par un élément frei nant disposé au sommet de la partie supérieure de la broche de manière à tourner indépendamment de la broche.
EMI0002.0006
Il <SEP> est <SEP> clair <SEP> que <SEP> le <SEP> rapport <SEP> <U>tension <SEP> du <SEP> ballon</U> <SEP> qui
<tb> tension <SEP> de <SEP> filage est habituellement 1,05 environ, peut atteindre des valeurs 3 - 4 et davantage dans des formes d'exécu tion du dispositif selon l'invention.
Pour la même tension de filage, on peut donc admettre des tensions de ballon et de renvidage beaucoup plus élevées.
Les avantages de l'application de ce principe sont: a) des vitesses de rotation de broches beaucoup supérieures aux vitesses actuellement atteintes ; b) une tension de filage moindre, donc moins de ruptures de fil ; c) un fil plus régulier, vu le fait que la tension de filage restreinte ne donne pas -un faux étirage au fil, ce qui arrive au continu à filer actuel lors qu'on travaille avec des tensions de filage élevées; d) un fil avec plus d'élasticité vu le fait que la torsion est donnée au fil sous une tension plus faible ; e) un poids de bobine plus élevé vu qu'on peut filer avec une tension du ballon et par conséquent la tension de renvidage plus élevée ;
f) une rattache plus facile vu le fait que le pré posé peut effectuer cette opération sous une ten sion plus faible du fil. Plusieurs formes d'exécution de l'objet de l'in vention sont décrites, à titre d'exemple, en référence aux fig. 2 à 8 du dessin annexé, la fig. 1 se rappor tant à un dispositif connu.
Dans ces formes d'exécution du dispositif, un élé ment freinant le fil est disposé de façon mobile au sommet de la partie supérieure de la broche.
Il est nécessaire de permettre une rotation de l'élément freinant par rapport à la broche, étant donné que la rotation du premier doit se synchro niser avec la rotation du curseur 6 pour pouvoir renvider le fil sur la bobine.
Dans le cas contraire, donc si l'élément freinant était solidaire de la broche, le fil s'enroulerait autour du tube, ce qui provoquerait alors des tensions de fil incontrôlables, ce qui est l'inconvénient des dispo sitifs de filage sans ballon tels que le dispositif en forme d'étoile rendu solidaire de la broche, appliqué sur une échelle très limitée dans quelques filatures.
L'élément freinant desdites formes d'exécution du dispositif a une tendance à tourner en synchronisme avec la broche et c'est le fil du ballon qui règle la vitesse de l'élément freinant pour l'amener à la vitesse du curseur.
Le ballon est donc entraîné aux deux extrémités, d'une part par le curseur, d'autre part par l'élément freinant.
De ce fait, l'entraînement du curseur sur l'anneau par le fil est beaucoup plus, facile et l'on diminue de ce fait la relation entre la tension du ballon et la tension du renvidage.
Cette réduction de rapport permet donc de nou veau une tension de ballon plus élevée, donc une vitesse de broche plus élevée.
Le freinage proprement dit est effectué par tout élément freinant matérialisable, comme par exemple des disques freinants, des cylindres rainurés, etc.
Dans la forme d'exécution représentée en fia. 2, l'élément freinant consiste en une tige 11 tournant librement dans la broche. Des anneaux 8, 9, 10 sont fixés sur la tige 11, mais on peut changer la position entre eux.
La mèche sortant des cylindres cannelés 1 reçoit sa torsion et passe à travers l'élément freinant comme le montre la fi g. 2. Le rapport de la tension à l'entrée du dispositif, donc la tension de filage, et la tension à la sortie du dispositif, donc la tension du ballon, dépend surtout de la valeur ef .
En augmentant l'angle a, (somme de al, a., a.;) obtenu par déplacement de la bague 9 par rapport aux bagues 8 et 10 ou en enroulant le fil par une spire complète autour de la bague 10, on peut obtenir n'importe quelle valeur<I>A</I> et par conséquent n'im- porte quel rapport entre la tension de filage et la tension du ballon.
Le diamètre extérieur de l'élément freinant est inférieur au diamètre intérieur du tube, permettant ainsi l'évacuation sans encombre du tube lors de la levée des bobines. Pour un diamètre intérieur restreint du tube, on utilise de préférence la forme d'exécution de la fig. 3 présentant un entraîneur 12 sur l'axe 11 de l'élément freinant.
Le but de cet entraîneur est de faciliter l'entraî nement, donc le réglage de l'élément freinant par le ballon B pour synchroniser son mouvement avec celui du curseur.
Le rayon Ri (fig. 3) étant petit pour des tubes de faible diamètre, donc rendant le moment d'entraî nement ou plutôt de freinage plus petit, la présence de l'entraîneur 12 avec le rayon R, s'est avérée très utile.
L'entraîneur 12 peut osciller autour du point 13, permettant d'enlever la bobine lors des levées sans aucun démontage quelconque.
La fig. 4 montre une forme d'exécution du dis positif dont l'élément freinant permet de freiner le fil par un enroulement sur un cylindre rainuré 14 permettant de régler l'angle d'enroulement du fil (fig. 4). La fig. 5 montre une forme d'exécution du dispositif dont l'élément freinant consiste en deux disques 15, 16 maintenus l'un contre l'autre par un ressort réglable 17 qui permet de faire varier le freinage des fils.
La fig. 6 montre une forme d'exécution du dis positif dans laquelle la broche présente une partie tournante 21 comprenant une crapaudine 23 sup portant un élément freinant formé d'une tige 24 qui tourne dans un roulement à rouleaux 25 et se pro longe vers le haut à l'extérieur de la broche par une pièce cylindrique ou tête 26.
Un tube 22 est enfilé sur ladite broche.
La pièce 26 est munie d'un alésage conique 27 dans le fond duquel débouche une sortie latérale 271 pour le fil 28 qui est introduit dans l'alésage conique pour s'enrouler ensuite avec un angle réglable autour de cette pièce avant de continuer son parcours vers un doigt entraîneur 29.
Une rainure 30 permet d'introduire le fil sans le casser à l'intérieur de la pièce 26.
Vers le bas, la pièce cylindrique 26 porte une bague excentrée 31 qui est munie d'un côté du doigt d'entraînement 29 et de l'autre d'un ressort 32 et d'une bille de verrouillage 33.
La bague 31 peut être déplacée angulairement par rapport à la sortie latérale 271 de l'alésage coni que de la tête 26.
De cette manière, il est possible d'augmenter ou de diminuer le parcours du fil 28 autour de la tête 26 et, de ce fait, faire varier son enroulement angu laire autour de cette pièce 26 et par conséquent l'importance de la réduction de la tension de filage.
Le dispositif à bille 33 et à ressort 32 permet de bloquer facilement la bague excentrée sur la tige 24. L'excentricité de la bague 31 permet d'équilibrer le doigt de guidage 29.
La fixation du doigt de guidage 29 se fait au moyen d'une charnière 34, ce qui permet, en ame nant le doigt en 291, d'enlever le tube 22 sans enlever le dispositif.
L'avantage de cette forme d'exécution du dis positif est que son moment d'inertie est très restreint, ce qui permet des accélérations plus conséquentes de la broche lors du démarrage et lorsqu'on travaille avec des moteurs à vitesses variables.
De plus, des moyens sont prévus pour exercer lors du démarrage de la broche un plus grand effort d'entraînement sur le dispositif réducteur de tension afin d'éviter à ce'moment un grand retard dans la rotation dudit dispositif par rapport à celle de la broche.
Pendant la marche normale, il importe de dimi nuer au maximum le frottement entre ces deux élé ments afin de faciliter le synchronisme entre la pièce 24 et le curseur.
Pour atteindre ce but, l'alésage intérieur de la partie tournante de la broche est conique (référence 35) entre une partie cylindrique 351 située immédia tement sous le roulement à rouleaux 25 et la cra paudine 23 ; cette partie conique est entrecoupée par des parois 36 tandis que la tige est munie de plats 37.
Une fois qu'une certaine vitesse de broche est atteinte, l'huile située en 38 monte sous l'action de la force centrifuge et de la conicité des parois 35, à la partie supérieure cylindrique 351 située en dessous du roulement à bille et, de ce fait, le frottement lors de la marche normale est diminué.
La forme en cône opposé prévue en 39 assure qu'une quantité minimum d'huile reste dans la partie inférieure pour assurer le graissage de la crapau dine 3.
Dans. la forme d'exécution selon les fig. 7 et 8, l'élément freinant disposé au sommet de la broche est indépendant de celle-ci.
Sur ces figures, 41 désigne la partie tournante d'une broche sur laquelle est placé le tube 42. L'élément freinant du dispositif est constitué par des éléments tournants 43 et 44 suspendus par des billes 45 dans une bague 46 tenue dans un support 47 qui, moyennant une charnière 48 et un support 49, est fixé au bâti 50 du métier à filer.
Le fil 51, provenant des cylindres alimentaires, passe à l'intérieur de l'élément cylindrique 43, puis par une ouverture 52 de l'élément 44, passe ensuite dans l'une de plusieurs encoches 53A à 53G pour continuer son parcours vers le curseur.
L'angle de réduction peut être varié à volonté en augmentant ou en diminuant l'enroulement du fil 51 autour de l'élément 44, ce qui peut se faire en choisissant comme encoche active 53A ou 53B, 53C, 53D et ainsi de suite.
L'évacuation de la bobine et la pose d'un nou veau tube se fait en basculant le support 47 portant les éléments 43, 44, 45, 46 autour de l'axe de la charnière 48 et ceci sans être obligé de rompre le fil 51.
Le fil 51 qui se renvide sur la bobine entraîne, outre le curseur, également par l'une des encoches 53A, 53B, 53C, 53D, les éléments 43 et 44 et de ce fait la vitesse de rotation des éléments 43-44 est synchronisée avec celle du curseur.