Procédé pour resserrer les fibres d'un ruban et dispositif pour la mise en aeuvre de ce procédé La présente invention comprend un pro cédé pour resserrer les fibres d'un ruban fi breux textile au cours de l'étirage entre des rouleaux de retenue et des rouleaux d'étirage. Ce procédé est applicable aux matières fibreu ses utilisables dans l'industrie textile. L'étirage est communément effectué, comme on le sait, à l'aide d'appareils comprenant des rouleaux de retenue suivis de rouleaux d'étirage qui tour nent à une vitesse périphérique plus grande que les rouleaux de retenue.
Nombre d'appareils de ce genre comportent des mécanismes pla cés entre les rouleaux de retenue et les rou leaux d'étirage pour commander dans des conditions déterminées le mouvement d'avan cement des fibres du ruban subissant l'étirage. Ces mécanismes sont constitués par des rou leaux supplémentaires ou par des barrettes de poussée, des hérissons, des tabliers ou des or ganes équivalents dont la fonction est d'enser rer partiellement les fibres ou de conserver au ruban la torsion qu'il possède. De façon géné rale, ces organes animés d'un mouvement de rotation ou de translation ont l'inconvénient d'être de construction et d'entretien coûteux, de limiter le degré d'étirage qui peut être appli qué au ruban, de saisir ou d'entraîner certaines fibres et d'exiger un nettoyage périodique.
D'après le procédé que comprend l'inven- tion, pour resserrer les fibres d'un ruban fi breux textile au cours de l'étirage entre les rou leaux de retenue et les rouleaux d'étirage, on oblige le ruban à cheminer dans un couloir délimité par deux surfaces latérales et des sur faces supérieure et inférieure, l'une au moins de ces surfaces étant réglable pratiquement perpendiculairement à l'axe du ruban, les qua tre surfaces susdites étant fixes, au cours de l'étirage, dans la direction de déplacement du ruban,
ces quatre surfaces étant en contact avec le ruban de manière à le resserrer jus qu'à ce que sa section droite soit inférieure à sa section droite naturelle sur la majeure par tie de la longueur de la zone dans laquelle l'une quelconque des fibres a la possibilité d'être prise par les rouleaux d'étirage pendant l'éti rage.
L'invention est fondée sur le fait que, dans la zone de contact des rouleaux d'étirage, les fibres rapides peuvent être amenées à exercer une traction sur les fibres lentes qui se trouvent dans la zone de contact des rouleaux de retenue ou qui sont soumises à l'influence de ces rouleaux, en engendrant entre elles des forces de friction d'amplitude suffi sante. Ces forces sont le produit du coefficient de friction entre les fibres et des forces per pendiculaires aux axes des fibres en un point quelconque.
Ainsi donc, on engendre ou aug mente cette traction entre les fibres rapides et les fibres lentes en appliquant au ruban une pression au moyen de surfaces lisses fixes dans la région où les fibres rapides et les fibres lentes présentent une action récipro que maximum, cette région étant voisine, en fait, des rouleaux d'étirage et déterminée pré cisément par la répartition de la matière dans le sens de la longueur des fibres.
Toutefois, étant donné qu'une forte pro portion des fibres lentes est constituée par des fibres flottantes ou par des fibres qui ne sont pas effectivement serrées par les rouleaux de retenue, il y a un risque que la traction en gendrée ne fasse passer prématurément les fi bres flottantes de l'état de fibres lentes à l'état de fibres rapides et ne donnent lieu ainsi à des variations d'épaisseur dans le ru ban de sortie. On peut obvier à ce risque en appliquant une pression ou en augmentant la pression dans une seconde région, à savoir dans la région où l'action réciproque entre ces fi bres flottantes lentes et les fibres lentes effec tivement serrées par les rouleaux de retenue ou soumises à l'influence de ces derniers est maximum.
Cette région est déterminée par un calcul fondé sur la distribution de la matière dans le sens de la longueur des fibres. Mais on risque ainsi que cette seconde application de pression par des surfaces fixes ne retarde les fibres lentes et ne provoque la rupture du ru ban par suite de la force de friction qui s'exerce entre lui et les surfaces d'application de la pression. On peut obvier à ce deuxième risque, s'il se manifeste, en appliquant une autre pression encore dans la région voisine des rouleaux d'étirage, afin d'engendrer une force d'étirage totale suffisamment élevée pour surmonter les forces de retardement par fric tion qu'exercent les surfaces d'application de la pression.
Un autre avantage de la facilité que l'on a ainsi de régler la force d'étirage totale par l'application d'une pression est qu'il existe une force d'étirage totale optimum pour un ruban quelconque, afin de maintenir les variations d'épaisseur à une valeur minimum.
Dans la pratique, les deux zones ou régions où la pression est appliquée, comme indiqué ci-avant, sont raccordées, et le résultat requis est obtenu par une certaine répartition de la pression sur le ruban depuis les rouleaux d'éti rage en remontant aux rouleaux de retenue, c'est-à-dire en couvrant sensiblement la lon gueur de la plus longue fibre en cours d'éti rage. Cette répartition peut être déterminée par le calcul en prenant pour base la répartition vérifiée quant à la longueur de fibre de la ma tière et le rapport entre l'épaisseur du ruban qui entre et l'épaisseur du ruban qui sort. Les forces normales en un point quelconque du ruban sont proportionnelles à l'épaisseur de ce ruban en ce point divisée par la section droite du resserrement qui lui est imposée en ce même point.
Quant à l'épaisseur du ruban en un point quelconque, on la détermine par le calcul à partir de la répartition de la matière quant à la longueur des fibres et du rapport entre l'épaisseur du ruban qui entre et l'épais seur du ruban qui sort. On parvient ainsi à la section droite correcte à laquelle le ruban doit être amené par resserrement en tous les points situés entre les rouleaux de retenue et les rou leaux d'étirage.
Le dessin annexé représente, schématique ment et à titre d'exemple, deux formes d'exé cution du dispositif que comprend aussi l'in vention, pour la mise en oeuvre du procédé, ainsi que des variantes.
La fig. 1 est une vue en élévation latérale de la première forme d'exécution.
La fig. 2 est une vue en élévation prise dans la direction de la flèche A de la fig. 1. Les fig. 3 et 4 sont des vues, semblables aux fig. 1 et 2, de la seconde forme d'exécu tion. Les fig. 5 à 7 montrent des variantes. La première forme d'exécution représentée aux fig. 1 et 2 comprend deux rouleaux de retenue<I>a, a</I> et deux rouleaux d'étirage<I>b, b.</I> Entre ces deux paires de rouleaux est ménagé un couloir pour le ruban. Ce couloir est déli mité par des plaques latérales c, c, par un or gane inférieur d faisant corps avec la plaque latérale c, et par un organe supérieur e.
Cet organe e, dont la face inférieure forme la sur face supérieure du couloir, est muni d'un côté de deux petits boutons e" qui font saillie à travers une fente c" de la plaque latérale c' et portent à leurs extrémités un ressort k' qui maintient ainsi l'organe supérieur e tout en lui permettant de glisser par rapport à la plaque latérale c. Dans l'organe supérieur e sont mon tés deux pistons plongeurs f reliés par une barre f". De petits ressorts (non représentés) poussent constamment ces pistons plongeurs f vers la plaque latérale c' munie de trous J' ans lesquels pénètrent lesdits pistons.
La barre f" permet aux deux pistons plongeurs f d'être tirés simultanément vers l'extérieur. Quand les pistons plongeurs f sont tirés vers l'extérieur, l'organe supérieur e peut glisser de bas en haut le long de la plaque latérale c', tout en étant guidé par les boutons e" dans la fente c", jus qu'à venir occuper la position supérieure e', afin de permettre d'engager initialement le ru ban à travers le passage ou couloir.
Dans la position de travail, l'organe supé rieur e est bloqué par rapport à la plaque laté rale c' par les pistons plongeurs f engagés dans les trous f. Les parties inférieures des plaques <I>c', c</I> et<I>d</I> sont alésées pour loger des excentri ques g et g' montés sur des manchons h pour vus de boutons h' permettant de les faire tour ner. Ces manchons peuvent tourner sur des axes j constitués par des organes rapportés sur le bâti de la machine. Les excentriques g sont montés à 180 par rapport aux excentriques g', de sorte que la rotation des manchons h soulève la plaque latérale c' ainsi que la pla que supérieure e verrouillée à elle, tandis que la plaque inférieure d est abaissée, et vice versa en sens inverse.
De cette façon, les orifices d'entrée et de sortie peuvent être réglés à l'avance ou modifiés, les deux organes (l'or gane supérieur et l'organe inférieur) étant tou jours équidistants de la ligne centrale du ru ban. L'angle d'inclinaison de ces organes par rapport à cette ligne centrale peut également être réglé au moyen des boutons h'.
Dans la seconde forme d'exécution repré sentée aux fig. 3 et 4, les plaques latérales c, espacées latéralement, sont fixes et la plaque supérieure e est maintenue fixe, mais de ma nière amovible entre elles. La plaque infé rieure d peut glisser librement entre les pla ques latérales dans une direction perpendicu laire au ruban et est poussée élastiquement de bas en haut contre le ruban au moyen de le viers h" soumis à la charge de ressorts et pi votant en<I>i, i'.</I> L'un des leviers<I>h"</I> peut être engagé dans une rainure de la plaque d pour empêcher son mouvement longitudinal.
Au be soin, des moyens peuvent être prévus pour verrouiller l'un ou l'autre des leviers h" dans une position déterminée, afin que celle de ses extrémités qui porte contre la plaque inférieure d forme l'axe de pivotement autour duquel la plaque peut se déplacer angulairement quand son autre extrémité est déplacée en hauteur (vers le haut ou vers le bas) malgré l'antago nisme dû à l'action du levier sur elle. La forme d'exécution représentée par les fig. 1 et 2 peut être modifiée de manière à permettre un cer tain fléchissement à condition de remplacer les excentriques g, g' par des leviers convenable ment chargés, comme le montrent les fig. 3 et 4.
Dans la variante représentée à la fig. 5, qui est une coupe longitudinale, les surfaces supérieure et inférieure du couloir en contact avec le ruban sont courbes en direction longi tudinale afin d'assurer le changement requis de la section droite du ruban qui est déterminée par la répartition des fibres, quant à leur lon gueur au sein du ruban, par le coefficient de frottement de la matière soumise au traite ment, et par l'épaisseur ou le diamètre du ru ban à son entrée et à sa sortie de la zone d'éti- rage. Dans la variante représentée à la fig. 6, qui est une vue d'extrémité, les surfaces supé rieure et inférieure du couloir sont incurvées en direction transversale pour assurer une pression uniforme sur le ruban.
. La face interne de l'un quelconque des or ganes servant à délimiter le couloir peut être faite d'une matière flexible pour contribuer à assurer l'action désirée sur les fibres. Dans la variante représentée à la fig. 7, qui est une vue de côté, la plaque supérieure com porte plusieurs éléments dans le sens longitu dinal, chacun desdits éléments pouvant subir l'action séparée des organes qui appliquent la pression. Les deux pivots<I>j, j</I> peuvent être ré glables en ce qui concerne leur position, et les deux éléments peuvent être réglés à l'avance ou aptes à se déplacer sous l'effet des varia tions d'épaisseur du ruban. Il est évident que la plaque inférieure pourrait être construite de la même manière.
La largeur du couloir formé par les deux plaques latérales c, c peut être constante dans toute sa longueur ou bien elle peut aller en augmentant ou en diminuant.
On conçoit que l'ensemble des organes dé limitant le couloir peut être tourné de 90 , de telle sorte que les plaques qui ont été appelées ci-avant les plaques latérales deviennent en réalité les plaques supérieure et inférieure (par rapport au ruban) et que, à l'inverse, les pla ques qui ont été appelées les plaques supé rieure et inférieure deviennent les plaques laté rales.
Il doit être entendu que partout où il a été question d'un ruban, ceci englobe un ruban simple ou multiple, autrement dit un ou plu sieurs rubans.
Au besoin, des moyens peuvent être prévus pour imprimer un mouvement de va-et-vient aux organes délimitant le couloir, en direction latérale en travers de la largeur des rouleaux de retenue et des rouleaux d'étirage. De plus, le dispositif peut comprendre des moyens sen sibles au mouvement de l'un quelconque des organes aptes à fléchir et délimitant le couloir en question, par suite des variations survenant dans l'épaisseur du ruban, ces moyens étant agencés de manière à amorcer des change ments dans la vitesse superficielle ou dans le réglage mutuel des rouleaux de retenue ou des rouleaux d'étirage.
D'une manière générale, on fait donc pas ser le ruban dans le couloir, entre les rouleaux de retenue et les rouleaux d'étirage, ce couloir devant avoir une section droite déterminée en tre deux points espacés, comme on l'a vu pré- cédemment. En vue de l'obtention de ce résul tat, on peut utiliser séparément ou en combi naison les deux méthodes suivantes 1. Dans la première méthode, le couloir pour le ruban comporte des surfaces internes qui sont fixes pendant l'étirage et placées dans une position telle que le ruban est comprimé selon une section droite infé rieure à celle qu'il a quand il se trouve à l'état naturel ou libre, en un point quel conque ou en tous les points.
2. Dans la seconde méthode, le couloir pour le ruban comporte des surfaces internes qui se dilatent ou se contractent par suite des variations d'épaisseur du ruban.
Suivant la première méthode, le couloir peut présenter des surfaces internes incurvées ou inclinées. Des couloirs de différentes dimen sions, c'est-à-dire présentant diverses lon gueurs, largeurs ou distances moyennes entre les surfaces réglables, peuvent être prévus pour l'usage dans des machines de dimensions di verses, les surfaces supérieure et inférieure seu les de ces couloirs pouvant être réglables. Le couloir peut aussi comporter des surfaces in ternes réglables dont on peut régler la distance ou l'inclinaison par rapport à la ligne centrale du ruban, lesdites surfaces pouvant- être recti lignes ou incurvées, pour produire la variation calculée quant à la section droite du couloir.
Suivant la seconde méthode d'obtention de la répartition de pression calculée, le couloir présente au moins une surface interne libre de se mouvoir dans une direction perpendiculaire à l'axe du ruban et poussée par des moyens prévus à cet effet vers la ligne centrale du ru ban, afin que les variations d'épaisseur de celui- ci modifient la section droite du couloir. Cette surface mobile peut pivoter autour d'un axe fixe mais réglable, ou d'un axe qui peut lui- même fléchir. L'emplacement de l'axe de pivo tement peut être, par exemple, choisi de telle sorte qu'une surépaisseur du ruban écarte les surfaces à l'entrée du couloir.
Ces surfaces se rapprochent à la sortie du couloir, de sorte qu'une pression de plus en plus forte est appli quée aux fibres rapides, augmentant ainsi mo- mentanément la traction. La charge exercée sur les surfaces fléchissantes peut être rendue constante, par exemple grâce à l'action de poids et d'un levier, de telle sorte que la pres sion s'exerçant sur le ruban soit indépendante de l'épaisseur du ruban ; elle peut aussi être produite par des ressorts qui augmentent la pression pesant sur le ruban au fur et à mesure que son épaisseur augmente. Elle peut encore être produite par des poids, des ressorts et des leviers agissant négativement et diminuant la pression sur le ruban au fur et à mesure que l'épaisseur augmente, et vice versa.
On a constaté que, dans la plupart, sinon la totalité des cas, des variations d'épaisseur du ruban tendent à se produire si la ligne cen trale du ruban ne se trouve pas dans l'aligne ment de la ligne reliant les points où le ruban est en contact avec les rouleaux de retenue et d'étirage. Il est donc préférable de placer le couloir de façon que le ruban ne soit pas re foulé à l'écart de la ligne qu'il occuperait s'il était simplement tiré entre les rouleaux de rete nue et les rouleaux d'étirage. Bien que la sur face interne où les surfaces internes du couloir puissent être incurvées, comme décrit ci-avant, pour assurer le changement de section droite, la ligne centrale du ruban demeure, de préfé rence, sur le plus court chemin entre les points marquant les contacts entre les rouleaux.
On conçoit que, comme dans un ruban en cours d'étirage, il se produit une réduction na turelle de sa section droite vers les rouleaux d'étirage, il se peut qu'il ne soit pas nécessaire d'appliquer effectivement une pression dans cette région pour obtenir les forces de friction nécessaire entre les fibres. Il est évident, en outre, que la constriction d'un ruban de ma tière fibreuse en un certain point en lui impo sant une section droite plus petite que sa sec tion droite normale produit automatiquement une constriction aux points voisins vers l'ar rière ou vers l'avant à partir du couloir. De plus, la tension longitudinale au sein du ru ban pendant l'étirage même se traduit par une constriction transversale du ruban à cause de sa nature élastique.
On voit pour ces diverses raisons qu'il peut ne pas être nécessaire que le couloir en question s'étende sur toute la lon gueur du ruban selon laquelle on veut qu'il ait une section droite plus petite que sa section droite naturelle.
On voit également que la longueur de la zone dans laquelle les forces de friction entre les fibres sont nécessaires est en règle générale la partie du ruban dans laquelle il est possible qu'une fibre quelconque soit enserrée par les rouleaux d'étirage, cette longueur étant en fait celle de la fibre la plus longue mesurée vers l'arrière à partir des rouleaux d'étirage. C'est essentiellement dans cette zone que le couloir en question impose une constriction au ruban.
Il est de pratique usuelle, dans la techni que de l'étirage des rubans textiles à l'aide des rouleaux, de placer les rouleaux de retenue à une distance des rouleaux d'étirage légèrement supérieure à la longueur de la fibre la plus lon gue en cours d'étirage. Dans certains cas pour tant, et comme on le sait, les rouleaux de re tenue sont placés beaucoup plus vers l'arrière et une autre paire de rouleaux qui n'enserrent pas à proprement parler les fibres peut être placée à un endroit situé à une distance des rouleaux d'étirage égale ou inférieure à la lon gueur de la fibre la plus longue. En pareil cas, la constriction subie par le ruban, du fait de ces rouleaux, peut s'ajouter à celle qui est pro duite par le couloir sur la longueur de la fibre la plus longue mesurée vers l'arrière à partir des rouleaux d'étirage.