EP0070210B1

EP0070210B1 - Procédé et dispositif de fabrication d'un fil à âme

Info

Publication number: EP0070210B1
Application number: EP19820401065
Authority: EP
Inventors: Baulip Fil Sarl
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-06-12
Filing date: 1982-06-11
Publication date: 1986-09-10
Also published as: EP0070210A1; DE3273156D1

Description

La présente invention a pour objet un procédé et un dispositif pour le filage de fils à âmes.
Les fils à âmes dans lesquels un fil d'âme est enveloppé d'une gaine de fibres discontinues sont connus. Des procédés d'obtention de fils à âmes sont décrits notamment dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique n° 1 373 880, 2024156, 2210884, 2313058, 2 504 523, 2 526 523, 3 017 440 et 3 038 295.
La production de fils à âmes peut être effectuée sur de nombreux systèmes de filage communément utilisés pour la fabrication de fils à partir de fibres discontinues. Toutefois, et en particulier avec le système anneau-curseur, les fils à âmes filés présentent généralement l'inconvénient d'êtres limités dans la vitesse de production à celle des machines employées et donc au système de tordage utilisé.
Les fils auto-tordus obtenus par la détorsion naturelle dans un sens et dans l'autre de deux brins ayant préalablement reçu une torsion alternativement droite et gauche sont également connus. Un procédé pour la fabrication de fils auto-tordus sur métier à auto-torsion et diverses applications sont par exemple décrits dans les brevets britanniques n° 1 015 291, 1 121 942 et 1084371.
Les fils à âmes auto-tordus sont connus par le brevet américain n° 4033102.
Un mode de réalisation originale de fils à âmes auto-tordus est décrit dans le brevet français n° 2461 040.
L'avantage de ce procédé est de ne nécessiter que des mouvements unidirectionnels à vitesse constante. Par contre, son grand inconvénient est d'imposer au fil de brusques et importantes variations de torsion et donc de tension qui en limitent l'efficacité au niveau de la vitesse de production et accroissent les risques de glissement des fils de couverture par rapport à l'âme.
Ce phénomène est bien connu en texturation de filament continu où si l'on utilise une base à air comme tordeur, le rendement de torsion varie énormément en fonction de la régularité de tension, ce qui peut se traduire par l'adoption de régulateur de tension en sortie de broche.
Par ailleurs, le brevet français numéro 2 276 409 décrit un procédé et un dispositif pour le filage d'un fil à âme. Selon ce procédé, on étire une mèche de fibre entre un point d'amenée et une paire de cylindres étireurs, on tord le brin formé par la mèche de fibres avec un brin formé par un filament continu à l'aide d'un organe de fausse torsion en les introduisant en un même point de convergence en amont de cet organe de fausse torsion, on règle la tension et on effectue le bobinage. Or, ce procédé consiste à enrouler le filament continu autour d'une mèche de fibres courtes. Cette mèche est détordue après son passage dans l'élément de fausse torsion, et est retenue par le filament continu. Ainsi, le filament est extérieur aux fibres de la mèche.
Au contraire, on a recherché selon l'invention, à fabriquer un fil à âme composé d'un filament recouvert de fibres. Or, le problème à résoudre est particulièrement difficile, car il s'agit de donner une cohésion suffisante à la mèche de fibres pour éviter le glissement des fibres de couverture par rapport à l'âme, de façon à pouvoir retordre le fil sur un métier à retordre classique.
L'invention a pour but de résoudre ce problème, entre autres.
L'invention a aussi pour but de permettre l'obtention de fils à âmes avec une vitesse de production extrêmement élevée, obtenue par la suppression des variations de tensions inhérentes aux systèmes de fils à âmes auto-tordus.
L'invention concerne donc un procédé de fabrication d'un fil à âme selon lequel on étire séparément deux mèches de fibres entre un point d'amenée et une paire de cylindres étireurs en amont desquels on introduit dans chaque mèche un filament continu, on tord ensemble les deux brins formés chacun par la mèche de fibres et le filament continu à l'aide d'un organe de fausse torsion (7) en les introduisant en un même point de convergence (12) en amont dudit organe de fausse torsion, on règle la tension des brins, puis on effectue le bobinage des brins après lequel on retord le fil ainsi formé sur un métier à retordre.
Ainsi, selon l'invention on réalise une torsion alternée résiduelle en amont de l'organe de torsion, dans chacun des brins formés par un filament continu et une mèche de fibre. On peut ainsi obtenir un fil à âme qui ne comporte pas de noeuds, épissures ou arrêts.
Ce but est également atteint par un dispositif comprenant :

deux paires de rouleaux d'amenée d'une mèche de fibres, deux paires de manchons d'étirage de la mèche, deux paires de cylindres étireurs de la mèche, des moyens de fausse torsion par friction des brins, des moyens de réglage de la tension des brins situés en aval des moyens de torsion, des moyens de bobinage et des moyens de retordage du fil formé par les brins.

L'invention et les avantages qu'elle apporte seront cependant mieux compris grâce aux exemples de mise en oeuvre donnés ci-après à titre illustratif, mais non limitatif et qui sont illustrés par les figures annexées dans lesquelles :

La figure 1 est une vue schématique, en perspective d'un dispositif permettant d'obtenir un fil à âme double avant la montée en torsion ; la figure 2 est une vue de face d'un type de tordeur utilisé pour conférer la fausse-torsion ; la figure 3 est une vue schématique de la position du point de convergence ; la figure 4 est une vue à plus grande échelle d'un condenseur permettant de condenser les fibres sur le filament continu.

Selon l'invention, on effectue un procédé de filage en étirant une mèche de fibres 5a entre un point d'amenée 2a et une paire de cylindres étireurs 4a. Le système d'étirage comporte en outre une paire de manchons d'étirage 3a. Parallèlement, on étire séparément une mèche de fibre 5b par un système d'étirage comportant un point d'amenée, à savoir une paire de cylindres alimentaires 2b, une paire de manchons d'étirage 3b et une paire de cylindres étireurs 4b.
En amont des cylindres étireurs (4a, 4b) on introduit au moins un filament continu (6a, 6b). La tension de ces filaments est réglée par des moyens de réglage de tension 19a, 19b par exemple les dispositifs à cylindres et lanières 19a, 19b. On forme donc deux brins constitués chacun d'une mèche de fibres et d'un filament.
Les brins ainsi formés sont tordus ensemble par un tordeur 7 et sont guidés par deux guides 8 et 9. Les deux brins passent ensuite par une paire de cylindres 10 avant d'être bobinés sur un cylindre 11.
Il est important de régler la tension entre les étireurs 4 et les cylindres délivreurs 10, de façon à avoir une distance h convenable entre les étireurs 4 et le point de convergence 12 des fils, en relation avec la torsion donnée et la vitesse de défilement. En effet, une torsion existe dans chacun des brins simples formés par une mèche de fibres et un filament continu, entre le point de convergence 12 des brins et le point où le brin est saisi en dernier lieu par les étireurs 4, mais cette torsion n'est pas incorporée dans le fil résultant. Cette torsion existe dans les brins préalablement à la convergence en une quantité d'équilibre qui dépend de la géométrie du système et des paramètres de filage. Cet état de fait décrit ci-dessus peut être en pratique modifié. En effet, les irrégularités survenant au hasard dans les brins, une partie de torsion est incorporée dans les brins de manière variant au hasard. Une telle torsion est toutefois de faible intensité.
Comme on peut le voir, on effectue le bobinage des brins sur le cylindre 11. Puis, on effectue dans une étape postérieure le retordage des brins sur un métier à retordre par exemple.
Si la tension communiquée par le tordeur 7 est trop faible trop peu de torsion se trouve dans le brin entre les cylindres étireurs 4 et le point de convergence 12, ce qui se traduit par des pertes de fibres à la sortie des cylindres étireurs 4, suite à un mauvais accrochage des fibres sur le filament continu. Par exemple, on a obtenu d'excellents résultats à la vitesse de 300 mètres par minute avec un étirage, entre les étireurs 4 et les délivreurs 10, égal à 1,53% et un fil 2x25 Tex composé d'une âme de filament continu de 50 décitex et d'une couverture de fibres de laine de 22,5 microns. Ainsi, on règle la différence de vitesse entre les cylindres étireurs 4 et les cylindres délivreurs 10 en fonction du paramètre de filage et de la vitesse de déplacement. Si la tension est par contre trop forte, le fil d'âme est trop tendu, ce qui entraîne un risque de glissement des fibres de couverture au moindre frottement.
Après le tordeur 7, il n'existe pas de torsion d'assemblage c'est-à-dire qu'il n'y a pas d'auto-torsion. Mais il reste une faible torsion résiduelle dans chacun des deux brins. Cette torsion résiduelle très faible est en fait aléatoirement légèrement à droite et légèrement à gauche et due aux irrégularités mentionnées précédemment qui fait que la torsion existant entre les cylindres étireurs 4 et le point de convergence 12 est unidirectionnelle mais avec une intensité de torsion variable.
Or, on a trouvé que cette torsion alternée résiduelle est suffisante pour assurer une cohésion sans avoir de glissement des fibres de couverture par rapport à l'âme qui permet de retordre ce fil sur un métier à retordre classique. Par exemple, on a obtenu de bons résultats avec le fil 2x25 Tex décrit précédemment sur un métier à double torsion avec une vitesse de broche 11 000 tours par minute et une torsion de 350 tours par mètre, soit un développement de 62,8 mètres par minute.
L'assemblage des deux brins avant le tordeur 7 est important dans le sens qu'il sert de régulateur dé tension. En effet, comme le montre la figure 3 où la position 13 du point de convergence représente la position moyenne, la position 14 correspond au point de convergence quand il existe une grosseur dans un des deux brins où moins de torsion est communiquée par l'organe tordeur. La position 15 correspond au point de convergence quand il existe une finesse dans le brin. L'assemblage des deux brins est en outre nécessaire selon l'invention, car la cohésion entre les brins permet de garder la torsion alternée sur chacun des brins, ce qui a pour effet d'éviter le glissement des fibre sur le filament.
On peut utiliser également ce phénomène, de façon avantageuse, afin de détecter la présence ou l'absence de fils couverture sur l'âme par la variation du point de convergence. En effet, si pour une raison quelconque la couverture de la gaine de fibre vient à manquer, par exemple lors d'une casse de la mèche de fibres, le point de convergence 15 remontera très haut, par exemple, il remontera jusqu'au point 15a, dont bien entendu la position varie selon les réglages de la tension.
Si l'on place entre le point 15 et le point 15a un contacteur 26, sur l'axe joignant les points de convergence 13, 14, 15, 15a, lorsque la fibre de la mèche de fibre vient à manquer, la remontée du point de convergence 15 vers le point 15a fait basculer le contacteur 26. Ce contacteur peut alors actionner différentes commandes par exemple des commandes d'amenée de filament de fibres, ou encore des commandes du relevage de la bobine réceptrice de fil 11, ou même l'arrêt de l'organe tordeur 7, etc.
Par ailleurs, on détecte la présence ou l'absence d'un brin formé soit d'une mèche de fibre seule, soit d'une mèche de fibre et d'un filament continu, par la variation de la position du fil 18 formé en amont de l'organe tordeur 7 (voir figure 3).
En effet, on place deux contacteurs 27, 28 situés de part et d'autre du fil 18, en amont de l'organe tordeur 7. Lorsqu'un brin, par exemple le brin 5a, 6a vient à être absent, le brin 5b, 6b prend une position entre le cylindre étireur 4b et l'organe tordeur 7. Cette position qui est déplacée vers l'extérieur par rapport à la ligne formée par les points 13, 14, 15, 15a a alors tendance à venir déplacer le contacteur 28, qui agit comme le contacteur 15a. Symétriquement, lorsque le brin 5b 6b, vient à manquer, le brin 5a 6a se déplace vers l'extérieur par rapport à la ligne des points de convergence 13, 14,15, 15a et agit alors sur le contacteur 27 qui lui-même agit sur les moyens de commande permettant d'arrêter l'amenée des filaments, des fibres, etc.
Ainsi, selon l'invention, on obtient un fil à âme qui ne présente pas de discontinuité, telle que noeuds, épissures ou arrêts et qui permet la réalisation de bobines de fil d'un poids important, par exemple ayant un poids d'au moins 1 kg pour des fils fins, par exemple d'environ 10 tex et des bobines de fil d'au moins 10 kg pour les fils gros, par exemple pour les fils d'environ 1 000 tex.
Par ailleurs, la figure 2 représente un exemple de tordeur 7 que l'on peut utiliser à titre non limitatif, ou comme cela est indiqué dans le brevet français n° 1 147515 (brevet américain n° 2 943 433), l'on envisage de faire passer le fil à tordre entre deux courroies (16, 17) sans fin, mobiles, ces courroies étant disposées obliquement l'une par rapport à l'autre de telle sorte que l'on confère au fil 18 une impulsion dans la direction de son déplacement pendant son passage entre les courroies.
Entre les manchons d'étirage (3a, 3b) et les cylindres étireurs (4a, 4b) on dispose un condenseur 20 connu en lui-même qui sert à condenser les fibres sur le filament continu. Habituellement, on introduit le filament au centre de la mèche de fibres puis en aval de la ligne d'étirage 22, le brin reçoit la torsion qui assure l'accrochage des fibres sur le filament. Dans le cas de très grande vitesse, il peut arriver que la torsion ne soit pas suffisante pour assurer l'accrochage des fibres extérieures de la nappe. Il en résulte une perte importante de fibres.
Pour remédier à cet inconvénient, on a trouvé qu'en introduisant le filament 6 sur l'extérieur du condenseur 20, donc parallèlement à la génératrice 25 du cylindre de révolution formé par la mèche 5 et le long de cette génératrice, les fibres s'accrochent parfaitement (voir figure 4). La génératrice 25 est située du côté opposé au point de convergence 12 par rapport à la ou les mèches (5a, 5b).

Claims

1. Procédé de fabrication d'un fil à âme selon lequel on étire séparément deux mèches de fibres entre un point d'amenée et une paire de cylindres étireurs, en amont desquels on introduit dans chaque mèche un filament continu, on tord ensemble les deux brins formés chacun par la mèche de fibres et le filament continu à l'aide d'un organe de fausse torsion (7) en les introduisant en un même point de convergence (12) en amont dudit organe de fausse torsion, on règle la tension des brins, puis on effectue le bobinage des brins après lequel on retord le fil ainsi formé sur un métier à retordre.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on introduit chaque filament continu (6a, 6b) le long de la génératrice (25) du cylindre de révolution formé par la mèche (5a, 5b) située du côté opposé au point de convergence (12) par rapport à la mèche dans laquelle on introduit le filament.

3_: Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'on introduit chaque filament continu en amont des cylindres étireurs sous tension constante.

4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'on détecte la présence ou l'absence de fils de couverture sur l'âme par la variation de la position du point de convergence.

5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'on détecte la présence ou l'absence d'un brin par la variation de la position du fil formé en amont de l'organe tordeur (7).

6. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, comprenant deux paires de rouleaux d'amenée (2a, 2b) d'une mèche de fibres, deux paires de manchons d'étirage (3a, 3b) de la mèche, deux paires de cylindres étireurs (4a, 4b) de la mèche, des moyens de fausse torsion (7) par friction des brins, des moyens de réglage (10) de la tension des brins situés en aval des moyens de torsion (7), des moyens de bobinage (11) et des moyens de retordage du fil formé par les brins.

7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend deux dispositifs à cylindres et lanières (19a, 19b) réglant la tension des filaments continus, deux condenseurs (20) situés entre les manchons d'étirage (3a, 3b) et les cylindres étireurs (4a, 4b) ; que les moyens de torsion par friction des brins comportent des courroies mobiles (16, 17) sans fin ; que les moyens de réglage de la tension des brins comportent des cylindres délivreurs (10) dont la vitesse est réglée par rapport à la vitesse des cylindres étireurs (4a, 4b) et que les moyens de retordage sont constitués par un métier à retordre.

8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte un contacteur (26) placé entre le point de convergence le plus haut (15) en présence de fibres et le point de convergence (15a) en absence de fibres.

9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce qu'il comporte deux contacteurs (27, 28) situés de part et d'autres du fil (18), en amont de l'organe tordeur (7).