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Procédé pour le dévidage sans torsion des fils et disposi- tif pour sa mise en oeuvre.
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En règle générale, on enroule les fils synthétiques consti- tués par un grand nombre de monofilaments, sans torsion, sur des bobines et ensuite on les dévide à la défilée pour le traitement ul- térieur. Lors de leur avidement à la défilée ils subissent une torsion d'un tour par circonférence de la bobine, Le dévidement à la défilée présente l'avantage que lors de la pose et du démarrage ce n'est que le fil requis qui doit être accéléré, tandis que la bobine, beaucoup plus lourde et inerte, reste au repos.
Dans de nombreux cas il est avantageux de traiter par la suite des fils sans torsion (par la tête), par exemple lorsqu'ils doivent être chauffés, tendus et étires sur certains cylindres de friction. En effet, la torsion.
s'accumule devant les obstacles dans la course du fil, par exemple aux cylindres de friction, aux oeillets de guidage ou aux guide-fils et cette accumulation de torsion ne franchit pas les obstacles de façon uniforme, mais par paquets, ce qui a pour conséquence de modifier la surface de contact entre le fil et l'élément de contact, ainsi que la force de friction, la tension du fil, les conditions d'étirage et los propriétés technologiques importantes du fil, qui en dépendent, Ces propriétés importantes du point de vue technologiques sont, par exemple, l'uniformité du titre, les variations relatives du titre, dites "valours d'Uster", le pou- voir tinctorial, l'orientation, la cristallinité, la biréfringence optique, le retrait, la résistance à la rupture par traction, l'al longement à. la rupture,
la vitesse du son pour ondes de dilatation, le module d'élasticité, le diagramme force-allongement ainsi que les variations en fonction de la température et du temps de toutes ces valeurs. La qualité du fil est d'autant plus dininuée que. ces pro- priétés dans le fil. varient davantage. On peut donc améliorer la qualité des fils en évitant les accumulations de torsion lors du dévidement.
Il est connu de dévider les fils à la défilée sans torsion si l'on utilise des bobines pivotantes tournant dans la direction du dévidage à une vitesse circonférentielle égale à la vitesse de dévi- dage. L'entraînement de la bobine peut alors être effectué par le fil en mouvement, lors du démarrage, toutefois il est nécessaire de mettre en mouvement la bobine lourde avec sa grande masse inerte.
Il faut exercer à cet effet de grandes forces d'accélération qui peuvent dépasser la résistance à la rupture de fils fins et c'est la raison pour laquelle le fil casse souvent au lieu de faire tourner la bobine.
Des difficultés particulières peuvent se produire avec des filaments synthétiques non étirés. On sait que dans de tels filaments les chaînes de molécules sont encore peu orientées en direction longitudinale. Lorsqu'une tension d'étirage caractéristique est
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dépassée, il se produit une orientation subséquente accompagnée d'une augmentation considérable de longueur de 200 à 800 %, et ce n'est qu'à partir de ce moment que les filaments acquièrent la résistance requise à l'usage. 'Ces filaments ne cassent pas tout de suite lors d'un choc de tension mais l'absorbent en s'étirant par tronçons.
Si finalement ils ne cassent pas ils impriment à la bobine une impul- sion de rotation si forte, qu'elle tourne maintenant trop vite, ce qui fait que la longueur de filament dévidée dépasse celle qui est retirée, La longueur en excès tombe vers le bas et finit par s'em brouiller ou elle est de nouveau enroulée sur la bobine en sens in- verse au sens de la rotation jusqu'à ce que le fil se tend et essaie d'inverser par à-coups la direction de rotation de la bobine elle- même Dans chaque cas le dévidage du fil est si fortement perturbé que le fil casse ou que sa qualité se trouve considérablement diminuée.
Ces difficultés qui se produisent en.particulier au com mencement du dévidement peuvent être sensiblement éliminées par un entraînement à moteur des bobines ou à l'aide d'un guide-fil tournant entraîné par moteur ou en accordant le nombre de tours de la bobine à la vitesse de dévidement du fil lors du démarrage de la bobine. Ce procédé nécessite cependant un entraînement à moteur approprié ou une installation de réglage qui mette en accord le nombre de tours de la bobine avec la vitesse de dévidage du fil.
Selon d'autres procédés connus (brevet suisse ? 378 457) on poursuit la production de fils sans torsion résultante. Mais dans ces procédés on produit alternativement une torsion à droite et une torsion à gauche de sorte que la torsion résultante est égale à zéro, mais cela ne signifie pas que le fil est uniformément exempt de torsion,
La Demanderesse a trouvé que l'on pouvait dévider un fil sans torsion d'une bobine pivotante en utilisant un guide-fil mobile et un guide-fil fixe situé dans la direction du prolongement de l'axe de la bobine, si l'on fait passer le fil qui se dévide d'abord à tra- vers un guide-fil mobile qui peut tourner librement et indépendamment de la bobine,
sur une orbite dont le plan est perpendiculaire à l'axe de la bobine dont le centre se trouve sur l'axe de la bobine et dont le diamètre est plus grand que le diamètre de la bobine garnie, le fil actionnant ce guide-fil mobile, et on faisant passer le fil ensui- te à travers un guide-fil fixe, disposé dans la direction du prolon- gement de l'axe de la bobine.
Avec une vitesse du dévidage du fil constante en atteint vite un état dans lequel cc n'est que la bobine qui tourne alors que le guide-fil mobile est arrêté et le fil est dévidé sans aucune torsion.
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Un dispositif pour la mise en ouevre du procédé conforme à l'invention comprend une bobine pivotable autour do son axe, un guide-fil mobile sur une orbite dont le plan est perpendiculaire à l'axe de la bobine, dont le centre se trouve sur l'axe de la bobine et dont le diamètre est plus grand que le diamètre de la bobine garnie ce guide-fil étant actionné par le fil déroulé de la bobine, ainsi qu'un guide-fil fixe disposé sur le prolongement de l'axe de la bobi ne, à travers lequel on fait passer le fil provenant du guide-fil mobile.
Il est avantageux que le guide..fil mobile actionné par le fil en mouvement soit relié élastiquement à son palier qui tourne librement.
La description qui va suivre en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera mieux comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du dessin que du texte faisant,bien entendu, partie de ladite invention.
La bobine garnie 1 est montée à rotation libre autour de son axe 3, dans un palier 2, indiqué schématiquement, par exemple 'un roulement à billes. Au-dessous de la bobine 1 et également sur l'axe 3 est monté le palier 4, qui n'est, lui aussi, indiqué que de façon schématique et qui peut être pareillement un roulement à billes. A ce palier mobile 4 est reliée une bride 6, avantageusement en acier à ressorts, portant à son extrémité opposée un guide-fil 5 en forme d'oeillet. Si la matière de la bride 6 est suffisamment élastique on peut éviter "l'erreur tangentielle" connu--, lors du dévidage. L'ensem- ble du palier 4, do la bride 5 et du guide-fil 6 constitue le "guide- fil mobile". En déplaçant le dispositif de freinage 7 vers le palier 4 du guide-fil mobile on peut enrayer son mouvement.
Un guide-fil fixe 8, sous forme d'oeillet est disposé en direction du prolongement imaginaire de l'axe de la bobine au-dessus de son extrémité supé- rieure. Le fil 9 est retiré à travers ce guide-fil par un organe de déroulement qui n'est pas représenté. L'axe de la bobine 3, le dispositif de freinage et le guide-fil fixe 8 sont tous montés sur un support fixe.
Il va de soi que des modifications peuvent 8tre apportées aux modes de réalisation qui viennent d'être décrits, notamment par substitution de moyens techniques équivalents, sans que l'on sorte pour cela du cadre de la présente 'invention. On peut utiliser, par exemple, un guide-l'il mobile sous forme d'un curseur pour retor- deuse.
Le fonctionement du dispositif qui vient d'être décrit pour la mise en oeuvre du procédé confirme à l'invention est le suivant :
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On passe le fil par les guide-fils 5 et 8 àd un élément de déroulement disposé derrière le guide-fil 8, on ajuste la vitesse de déroulement du fil à la vitesse constante désirée et on le dérou- le. Au commencement le fil ne peut se dérouler de la bobine 1 qu'en entraînant le guide-fil mobile 4-6 et en le faisant tourner. Etant donné que ce guide-fil 4-6 est plus léger que la bobine 1 et qui son inertie est inférieure à celle de la bobine et qu'il est logé dans un palier à billes comme la bobine 1, il tourne en sens opposé, à la direction d'enroulement de la bobine, de la même façon qu'un curseur pour retordeuse.
A chaque tour le fil qui se déroule subit une tor- sion. Comme la bobine 1 tourne également, la tension du fil entre l'oeillet 5 et la bobine 1 accélère la rotation de la bobine. La bobine 1 tourne de plus en plus vite tandis que la rotation du guide- fil 4-6 devient de plus en plus lente, La somme de ces deux nombres de tours par unité de temps reste pratiquemment constante, correspon. dant à la vitesse de déroulement constante. Finalement le guide-fil s'arrête lorsque la bobine 1 a atteint le nombre de tours correspon- dant au déroulement. On est alors arrivé à l'état d régime et on peut dévider le fil sans torsion. La tension du fil entre l'oeillet 5 et la bobine 1 ne doit plus transmettre des forces d'accélération, elle ne doit que surmonter la friction du palier de la bobine 1.
Pour que cet état de régime soit atteint la friction du palier du guide-fil 4-6 doit être légèrement supérieure à la friction du palier de la bobine 1. En raison du poids plus petit du guide- fil 4-6 par rapport à celui de la bobine 1, il est avantageux d'instar 1er un dispositif de freinage 7 réglable à proximité du palier 6, dispositif qu'on règle de manière que l'état de régime soit atteint 'le plus rapidement possible. Plus est grande la friction du guide- fil 4-6, plus est élevée la tension du fil lors de la mise en marche pour accélérer la bobine 1.
Un avantage important de la présente invention réside en ce que l'on n'a pas besoin d'un entraînement additionnel, le dis- positif conforme à l'invention étant actionné uniquement par le fil déroulé.
L'exemple suivant illustre la présente invention sans tou tefois la limiter: EXEMPLE :
On utilise une bobine garnie d'un fil de polytéréphtalate d'éthylène-glycol (250 den., constitué de 25 monofilaments) ayant un poids total de 5 kg, un diamètre externe de 250 mm, un diamètre du noyau de bobine de 150 mm et une longueur de 2)0 mm. L'orbite du guide-fil 4-6 a un diamètre de 650 mm. L'angle d'entraînement est de 13,3 c'est-à-dire égal à la moitié de l'angle recommandé dans la littérature pour un curseur de retordeuse.
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Avec une vitesse de déroulement du fil de 100 mètres par minute on ajuste une tension du fil de 3 à 5 ponds à l'état de régime, lors de la mise en marche la tension maximum a atteint 20 ponds.
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Method for unwinding the wires without twisting and device for its implementation.
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As a rule, the synthetic yarns made up of a large number of monofilaments are wound without twisting onto spools and then unwound in the run for further processing. When they are eagerly passing they are twisted by one turn per circumference of the spool, The unwinding on the line has the advantage that when laying and starting only the required wire has to be accelerated , while the coil, much heavier and inert, remains at rest.
In many cases it is advantageous to subsequently process untwisted yarns (through the head), for example when they have to be heated, stretched and stretched on certain friction cylinders. Indeed, the twist.
accumulates in front of obstacles in the course of the wire, for example at friction cylinders, guide eyelets or wire guides and this accumulation of torsion does not cross obstacles uniformly, but in bundles, which results in consequence of modifying the contact area between the yarn and the contact element, as well as the frictional force, the yarn tension, the drawing conditions and the important technological properties of the yarn, which depend on it, These important properties of the yarn technological points of view are, for example, the uniformity of the titer, the relative variations of the titer, called "Uster values", the dyeing power, the orientation, the crystallinity, the optical birefringence, the shrinkage, the tensile strength, the length at. breaking,
the speed of sound for expansion waves, the modulus of elasticity, the force-elongation diagram as well as the variations as a function of temperature and time of all these values. The quality of the yarn is all the more dininine. these properties in the thread. vary more. It is therefore possible to improve the quality of the son by avoiding accumulations of torsion during unwinding.
It is known to unwind the threads in the unwinding without twisting if one uses pivoting spools rotating in the direction of the unwinding at a circumferential speed equal to the unwinding speed. The reel can then be driven by the moving wire, during start-up, however it is necessary to set the heavy reel in motion with its large inert mass.
Great acceleration forces have to be exerted for this purpose which can exceed the breaking strength of fine threads and this is the reason why the thread often breaks instead of turning the spool.
Particular difficulties can arise with unstretched synthetic filaments. It is known that in such filaments the chains of molecules are still not very oriented in the longitudinal direction. When a characteristic draw tension is
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exceeded, a subsequent orientation occurs accompanied by a considerable increase in length of 200-800%, and it is only from this moment that the filaments acquire the required strength in use. 'These filaments do not break immediately upon a stress shock but absorb it by stretching in sections.
If they do not finally break, they give the spool such a strong rotational impulse that it now spins too fast, causing the length of the unwound filament to exceed that which is withdrawn. The excess length falls downwards. down and eventually scramble or it is wound up on the spool again in the opposite direction to the direction of rotation until the wire tenses and tries to reverse the direction of rotation in spurts. the spool itself In each case the unwinding of the wire is so strongly disturbed that the wire breaks or its quality is considerably reduced.
These difficulties which arise in particular at the start of unwinding can be substantially eliminated by motor drive of the spools or by using a motor driven rotating yarn guide or by tuning the number of turns of the spool to. the wire feed speed when starting the spool. This process, however, requires an appropriate motor drive or control facility which matches the number of spool turns with the wire feed speed.
According to other known methods (Swiss Patent No. 378,457) the production of yarns without resulting twist is continued. But in these processes a right twist and a left twist are produced alternately so that the resulting twist is zero, but this does not mean that the yarn is uniformly free from twist,
The Applicant has found that one can unwind a twist-free yarn from a pivoting spool by using a movable yarn guide and a fixed yarn guide located in the direction of the extension of the spool axis, if one feeds the thread which first unwinds through a movable thread guide which can turn freely and independently of the spool,
in an orbit the plane of which is perpendicular to the axis of the spool, the center of which is on the axis of the spool and the diameter of which is greater than the diameter of the packed spool, the wire actuating this movable wire guide , and passing the subsequent yarn through a fixed yarn guide, disposed in the direction of the extension of the spool axis.
With a constant wire feed speed, it quickly reaches a state in which cc is only the spool rotating while the movable wire guide is stopped and the wire is unwound without any twisting.
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A device for carrying out the method according to the invention comprises a spool which can be pivoted about its axis, a thread guide movable in an orbit, the plane of which is perpendicular to the axis of the spool, the center of which is on the axis of the spool and the diameter of which is greater than the diameter of the filled spool, this wire guide being actuated by the wire unwound from the spool, as well as a fixed wire guide arranged on the extension of the axis of the bobbin, through which the thread coming from the movable thread guide is passed.
It is advantageous that the movable wire guide actuated by the moving wire is resiliently connected to its bearing which rotates freely.
The description which will follow with regard to the appended drawing, given by way of non-limiting example, will make it easier to understand how the invention can be carried out, the features which emerge both from the drawing and from the text forming, of course, part of said invention. .
The packed spool 1 is mounted to rotate freely about its axis 3, in a bearing 2, shown schematically, for example a ball bearing. Below the coil 1 and also on the axis 3 is mounted the bearing 4, which is also only indicated schematically and which can likewise be a ball bearing. To this movable bearing 4 is connected a flange 6, advantageously of spring steel, carrying at its opposite end a wire guide 5 in the form of an eyelet. If the material of the flange 6 is sufficiently elastic one can avoid the known "tangential error" during unwinding. The whole of the bearing 4, of the flange 5 and of the thread guide 6 constitutes the "movable thread guide". By moving the braking device 7 towards the bearing 4 of the movable thread guide, its movement can be stopped.
A fixed thread guide 8, in the form of an eyelet, is disposed in the direction of the imaginary extension of the axis of the spool above its upper end. The thread 9 is withdrawn through this thread guide by an unwinding member which is not shown. The spool axis 3, the braking device and the fixed yarn guide 8 are all mounted on a fixed support.
It goes without saying that modifications can 8tre made to the embodiments which have just been described, in particular by substitution of equivalent technical means, without going beyond the scope of the present invention. One can use, for example, a movable eye guide in the form of a slider for a twist.
The operation of the device which has just been described for the implementation of the method confirming the invention is as follows:
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The thread is passed through the thread guides 5 and 8 to an unwinding element disposed behind the thread guide 8, the thread unwinding speed is adjusted to the desired constant speed and it is unwound. At the start, the thread can only unwind from the spool 1 by driving the movable thread guide 4-6 and turning it. Since this wire guide 4-6 is lighter than the spool 1 and which its inertia is lower than that of the spool and that it is housed in a ball bearing like the spool 1, it turns in the opposite direction, to the winding direction of the spool, similar to a slider for a twist.
At each turn, the unwinding thread is twisted. As spool 1 also rotates, the tension of the thread between eyelet 5 and spool 1 accelerates the rotation of the spool. The spool 1 turns faster and faster while the rotation of the thread guide 4-6 becomes slower and slower. The sum of these two numbers of turns per unit of time remains practically constant, corresponding. at constant unwinding speed. Finally, the thread guide stops when the spool 1 has reached the number of turns corresponding to unwinding. We have then reached the state of speed and we can unwind the wire without twisting. The thread tension between eyelet 5 and spool 1 must no longer transmit acceleration forces, it must only overcome the friction of the bearing of spool 1.
For this state of operation to be reached the friction of the bearing of the thread guide 4-6 must be slightly higher than the friction of the bearing of the spool 1. Due to the smaller weight of the thread guide 4-6 compared to that of the coil 1, it is advantageous to like 1 a braking device 7 adjustable near the bearing 6, a device that is adjusted so that the state of operation is reached 'as quickly as possible. The greater the friction of the thread guide 4-6, the greater the thread tension when starting to speed up spool 1.
An important advantage of the present invention resides in that no additional drive is required, the device according to the invention being actuated only by the unwound wire.
The following example illustrates the present invention without, however, limiting it: EXAMPLE:
A spool filled with polyethylene glycol terephthalate yarn (250 den., Consisting of 25 monofilaments) having a total weight of 5 kg, an outer diameter of 250 mm, a diameter of the coil core of 150 mm is used. and a length of 2) 0 mm. The orbit of the wire guide 4-6 has a diameter of 650 mm. The drive angle is 13.3 that is to say equal to half of the angle recommended in the literature for a twisting slider.
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With a thread unwinding speed of 100 meters per minute, a thread tension of 3 to 5 ponds is adjusted in the state of operation, when switching on the maximum tension has reached 20 ponds.