Machine pour donner une fausse torsion à un fil Dans certains procédés industriels, on doit sou mettre un fil ou un filé à une torsion qui peut être relativement importante, puis fixer la torsion ainsi impartie au fil et finalement détordre celui-ci, c'est- à-dire le tordre en sens inverse.
Un tel processus permet notamment de donner à des fils synthétiques ou artificiels, qui sont initiale ment lisses du fait de leur fabrication à la filière, un caractère frisé ressemblant à celui des fibres de laine et une élasticité remarquable.
Ce procédé peut être réalisé soit d'une façon discontinue en effectuant séparément ces trois opé rations essentielles, soit d'un façon continue avec les machines dites à fausse torsion .
Dans les machines connues de ce type, le fil à traiter qui se dévide d'une bobine passe dans une broche rotative, dont il est solidaire en rotation, et vient finalement s'enrouler sur une bobine de réception.
Le fil est tordu dans son trajet de la bobine débitrice à_ la broche et détordu dans son trajet de la broche à la bobine réceptrice. Pour fixer la pre mière torsion, le fil traverse une enceinte où il est humidifié et (ou) chauffé, le chauffage étant d'ail leurs suffisant dans le cas où la matière du fil est thermoplastique.
Avec ces machines connues, on a évidemment intérêt, pour augmenter la production, à faire défiler le fil à la plus grande vitesse possible, ce qui conduit, pour un même taux de torsion du fil, à augmenter au maximum la vitesse de rotation de la broche qui détermine la torsion de ce fil.
On est, toutefois, limité dans cette voie par l'inertie de la broche qui est toujours relativement importante, puisque la broche doit avoir un certain diamètre pour être convenable ment guidée dans des paliers. Le fait que le fil doit en outre être solidarisé en rotation de la broche tout en étant capable de se déplacer dans le sens de sa longueur contribue aussi à limiter la vitesse pour éviter de rompre le fil sous l'effet d'une tension excessive.
On pourrait penser à supprimer la broche et à entraîner directement le fil en le mettant en con tact avec la courroie qui sert généralement à en traîner la broche en s'appuyant sur une surface cylin drique de celle-ci.
Mais on obtiendrait ainsi un mauvais résultat parce qu'il serait difficile d'empêcher le glissement du fil par rapport à la courroie, que, de plus, celui-ci tendrait à être entraîné dans la translation de la courroie et qu'enfin le fil risquerait d'être coupé sur les parties anguleuses de la courroie à section rec tangulaire.
La machine qui fait l'objet de la présente in vention pour donner une fausse torsion à un fil, com prend un dispositif de torsion, des moyens d'entraîne ment de ce dispositif et des moyens agencés de ma nière à faire défiler le fil dans ledit dispositif. Elle est caractérisée en ce que le dispositif de torsion est formé par deux brins de courroie cylindrique croi sés entre lesquels passe le fil, dans la zone de croise ment de ces brins, en touchant successivement l'un et l'autre, de façon que le fil soit tordu sur lui-même grâce à son contact direct avec les deux brins.
Dans une telle machine la trajectoire du fil de vient parfaitement stable et l'on peut, en particulier, faire passer le fil exactement dans l'axe d'un dispositif chauffant servant à fixer la torsion. Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de la machine faisant l'objet de l'invention.
La fig. 1 est une vue schématique en élévation de ladite forme d'exécution.
La fig. 2 est une vue à plus grande échelle en projection horizontale du dispositif de torsion que comprend cette forme d'exécution.
La fig. 3 est une coupe verticale partielle de ce dispositif par un plan III-III contenant le fil et perpendiculaire au plan de la fig. 1.
Dans la machine représentée, un fil f que l'on veut faire friser, par exemple un fil de superpolya- mide, se déroule d'une bobine débitrice 1 pour venir s'enrouler sur une bobine réceptrice 2. Celle-ci est entrainée en rotation autour de son axe par un cylin dre 3 animé d'un mouvement de rotation continu par l'entraînement général de la machine et sur le quel la bobine 2 est appuyée par des ressorts ou par des leviers à contrepoids.
Dans son trajet, le fil f traverse d'abord un ten deur à grilles 4 d'un modèle classique et qui sert à maintenir une tension régulière dans le fil pendant le fonctionnement de la machine. Le fil passe ensuite dans un dispositif servant à contrôler sa vitesse de défilement. Ce dispositif se compose de deux rou leaux 5, 6 dont les axes sont perpendiculaires au fil. L'un de ces rouleaux 5 est entraîné en rotation à vitesse constante par le mécanisme général de la machine.
L'autre rouleau 6 est monté fou sur un bâti 7 pouvant osciller librement autour d'un axe fixe 8 et soumis à l'action d'un contrepoids 8a qui applique ainsi le rouleau 6 avec une force déter minée contre le rouleau 5 et serre le fil f passant entre ces deux rouleaux.
Le fil est ainsi pincé entre ceux-ci et comme, de plus, le rouleau fou 6 est garni d'un bandage 6a en matière élastique ayant un coefficient de frottement élevé, telle que du caoutchouc, tout glissement du fil est empêché et la vitesse de défilement du fil est ainsi fixée à une valeur déterminée égale à la vitesse tangentielle du rouleau 5: Ce dispositif est important car il permet de don ner au fil, dans le dispositif de torsion 10 décrit ci- après, un taux de torsion constante pour une même vitesse longitudinale du fil et de réaliser ainsi une frisure régulière de ce fil.
Il se distingue des dispositifs classiques par le fait que le fil est simplement pincé entre deux rou leaux, ce qui permet de faire suivre au fil un trajet rectiligne, alors que les dispositifs connus jusqu'à ce jour obligent à faire faire au fil deux ou trois enroule ments autour d'un rouleau caoutchouté, ce qui entraîne une complication des manipulations lors de la mise en marche de la machine ou du remplacement d'une bobine épuisée par une bobine pleine.
Entre les rouleaux 5 et 6 et le dispositif de tor sion 10, le fil subit une torsion élevée par suite de l'entraînement en rotation sur lui-même que lui com munique ce dispositif 10.
Dans cet état fortement tordu, le fil traverse un dispositif 9 destiné à fixer sa torsion. Dans l'exemple considéré d'un fil thermoplastique, ce dispositif chauffe le fil à une température telle que son élasti cité soit momentanément supprimée afin qu'il con- serve les déformations qu'il a reçues. Ce dispositif 9 peut se composer d'une simple étuve cylindrique ouverte à ses deux bouts pour l'entrée et la sortie du fil et maintenue à une température convenable par une résistance électrique, par une circulation de va peur, etc. L'étuve peut aussi être remplie de vapeur ou d'un autre gaz chaud.
Le fil traverse ensuite une zone de refroidisse ment par passage à l'air libre de manière à retrouver son élasticité, au moment où à la sortie du dispositif de torsion 10 il perdra la torsion précédemment reçue.
Le dispositif de torsion comporte une courroie 10 à section circulaire dont les brins sont croisés ; cette courroie passe sur deux poulies à gorges rondes 11-12 dont l'une 11 est folle et l'autre 12 est en traînée en rotation d'une façon continue. L'axe de cette poulie 12 comporte un cylindre 13 contre le quel s'appuie une courroie plate 14 déplacée d'une façon continue dans l'entraînement général de la machine. Le fil passe entre les deux brins de la courroie croisée ainsi que le montre la fig. 3.
Le fil étant guidé en des points fixes 10a, 10b, en amont et en aval de cette courroie 10, tend à effectuer un trajet en ligne brisée entre les deux brins de la cour roie, ce qui est facilité par la section ronde de celle- ci ; le fil vient ainsi épouser un certain arc de chacun de ces brins et la force de frottement du fil sur chacun de ces brins est donc élevée. Le fil est ainsi tordu sur lui-même sans glissement par son contact direct avec les brins de la courroie 10 et on voit sur la fig. 3 que les mouvements en sens inverse des deux brins tendent à tordre le fil dans le même sens.
La courroie 10 peut être en caoutchouc synthé tique ou toute autre matière possédant un coefficient de frottement suffisamment élevé tout en résistant bien à l'usure.
Le fil qui a été tordu dans son trajet depuis le point de pincement entre les rouleaux 5, 6 jusqu'à la courroie 10, est détordu (torsion inverse) dans son trajet de la courroie 10 au guide-fil 15, et, comme les déformations résultant de la première torsion ont été fixées par le chauffage dans l'étuve 9, la torsion inverse donne au fil arrivant en 15 la frisure re cherchée.
Du guide-fil 15, le fil passe à travers un va-et- vient 16 de modèle classique qui le dépose en spires parfaitement régulières sur la bobine réceptrice 2 entraînée par le cylindre 3.
Il convient de noter que le pincement énergique du fil entre les rouleaux 5 et 6 a pour effet d'arrêter la torsion du fil au point de pincement et d'empêcher cette torsion de se propager vers l'amont du fil. Des pertes de torsion sont ainsi évitées.
Le croisement des brins de la courroie 10 peut être plus ou moins prononcé.
On sait que le taux de torsion donné à un fil doit varier selon le diamètre de ce fil, ce taux étant d'autant plus élevé que le fil est plus fin, à coefficient de torsion constant. Le dispositif de torsion à entraînement direct du fil qui a été décrit permet d'obtenir un réglage auto matique du taux de torsion en conservant constant le coefficient de torsion, puisque pour une même vitesse de la courroie cylindrique, la rotation du fil sur lui- même (torsion) croît en raison inverse du diamètre du fil.
Si, par exemple, on fait passer un fil de super- polyamide de 12 deniers 4 brins à une vitesse de 50 mètres par minute dans la machine représentée, la vitesse de déplacement de la courroie 10 étant réglée à 70 mètres par minute, le fil reçoit une torsion de 9000 tours au mètre entre le dispositif débiteur 5-6 et la courroie 10. Cette torsion est annulée en aval de la courroie par la rotation du fil sur lui- même à la même vitesse (450 000 tours par min.) mais en sens inverse.
La déformation de torsion ayant été fixée par le passage du fil dans l'étuve 9, le fil détordu obtenu est fortement frisé et possède une élasticité de 300 à 400 /o, c'est-à-dire que l'on peut facilement l'allonger de 3 à 4 fois sa longueur initiale, en rendant les frisures rectilignes.
Si maintenant on fait passer un fil de nylon 30 deniers 10 brins à la même vitesse linéaire que ci- dessus, la vitesse de la courroie 10 étant également inchangée, le fil reçoit une torsion de 4600 tours par mètre environ, le produit obtenu est encore par faitement frisé et élastique.
Les valeurs des torsions réalisées ne changent pas si l'on modifie dans la même proportion la vi tesse de défilement du fil et la vitesse de la courroie. On peut, par exemple, doubler ces vitesses en don nant au fil une vitesse de 100 mètres/min. et à la courroie 10 une vitesse de 140 mètres/min. La pro duction de la machine est alors doublée.
Il y a avantage à prévoir un variateur de vitesses intercalé entre l'entraînement général de la machine et le dispositif de torsion. Par exemple, dans la forme d'exécution représentée, ce variateur sera interposé entre l'entraînement général de la machine et la poulie qui entraîne la courroie motrice 14. Ce va riateur permet de modifier la vitesse de la courroie de torsion 10 et de faire varier par conséquent le taux de torsion pour une même vitesse linéaire du fil ou d'adapter la vitesse de la courroie à la vitesse linéaire du fil pour réaliser le même taux de tor sion. On prévoira également avantageusement un variateur pour commander la vitesse linéaire du fil, c'est-à-dire la vitesse de rotation du rouleau 5 et du cylindre 3.
La machine décrite présente divers avantages. En particulier, alors que la production des machines à fausse torsion classiques, à broches rotatives, est limitée par la vitesse de rotation qu'il est possible de donner aux broches, on peut, dans la machine décrite, donner au fil une vitesse moyenne de rota tion de 250 000 tours par minute et même atteindre dans certains cas (pour des titres fins très tordus) 450 000 tours par minute, la production de la ma chine se trouvant augmentée en proportion.
Du fait de la simplicité de la conception de cette machine, son coût de fabrication est très sen siblement inférieur à celui des machines classiques.
De plus, la consommation d'énergie pour l'en traînement du fil est relativement faible. Enfin, l'uti lisation est simplifiée et les frais d'entretien sont ré duits du fait que la rotation des organes tournants de la machine se fait à des vitesses très faibles.