EP0106830B1 - Procédé et appareillage de filature open-end - Google Patents

Procédé et appareillage de filature open-end Download PDF

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EP0106830B1
EP0106830B1 EP83870104A EP83870104A EP0106830B1 EP 0106830 B1 EP0106830 B1 EP 0106830B1 EP 83870104 A EP83870104 A EP 83870104A EP 83870104 A EP83870104 A EP 83870104A EP 0106830 B1 EP0106830 B1 EP 0106830B1
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rotor
fibers
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channel
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Michel Beckers
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Societe Anonyme des Ateliers Houget Duesberg Bosson
Original Assignee
Societe Anonyme des Ateliers Houget Duesberg Bosson
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01H—SPINNING OR TWISTING
    • D01H4/00—Open-end spinning machines or arrangements for imparting twist to independently moving fibres separated from slivers; Piecing arrangements therefor; Covering endless core threads with fibres by open-end spinning techniques
    • D01H4/04—Open-end spinning machines or arrangements for imparting twist to independently moving fibres separated from slivers; Piecing arrangements therefor; Covering endless core threads with fibres by open-end spinning techniques imparting twist by contact of fibres with a running surface
    • D01H4/08—Rotor spinning, i.e. the running surface being provided by a rotor

Definitions

  • the present invention relates to an "open-end" spinning process and apparatus.
  • the shredder constituted by a cylinder furnished with teeth or needles, may have its axis of symmetry and rotation coincident with the axis of symmetry and rotation of the rotor; in this case we say that the device is coaxial. If these axes are different, and in particular left, the device is said to be biaxial.
  • the defibrator partially penetrates the rotor.
  • the fiber ribbon is brought into an area, fixed in space, where the fibers are brought into contact with the teeth of the shredder and are extracted from the ribbon. They are then conveyed on the teeth of the shredder for a certain time then, by the effect of centrifugal force, detach from the teeth and are projected into the rotor in the groove from which they gather.
  • the exact location of the space where the fibers detach from the shredder and are projected into the rotor is difficult to know and in fact depends on several factors, such as: speed of the shredder, type of teeth of the shredder, type of fibers, suction phenomena created by the rotation of the rotor, etc. It is therefore accepted that for a given operating regime, the fibers are deposited in the rotor in a given but unknown area, which will be called hereinafter "fiber deposition area". This area refers to space and not to the rotor since it rotates continuously.
  • the fibers when they detach from the shredder, cannot enter directly into the rotor, since the shredder and the rotor are more distant from each other. They are then conveyed, between the defibrator and the rotor in a channel by a movement of air which collects them, at the exit of the defibrator which is also the entry of the channel and leads them to the exit of the channel which is also the rotor inlet.
  • Fiber deposition area refers to space and not to the rotor, since it rotates continuously.
  • the device is coaxial or biaxial, there is therefore a “fiber deposition zone” where the fibers are deposited in the groove of the rotor. Under determined conditions, this zone is fixed in space.
  • the technique for forming the wire is well known: the end of a wire is introduced into the rotor, through the end piece. This end, by centrifugal force, goes towards the groove of the rotor and comes to mix with the fibers constituting the ring of fibers generated by the fibers coming from the shredder. The wire is then introduced into the delivery device, which then attracts it outside the rotor. The end of the wire which has mixed with the ring of fibers present in the rotor is driven in rotation by the rotor and twists; this twist is communicated to the ring of fibers present in the rotor, with which the end is in contact. The ring of fibers opens and one of its ends is intimately linked, by the effect of the twist, to the end of the wire and the two merge.
  • the shredder constantly sends fibers into the rotor to reconstitute the ring of fibers, and the delivery device constantly extracts from the rotor this ring of fibers which has become thread by the effect of the twist.
  • the ring of fibers which becomes a thread by the effect of the twist, detaches from the groove of the rotor in a very precise zone of the rotor before moving towards the outlet nozzle.
  • This zone which will be called hereinafter “wire formation zone” is not fixed relative to the rotor. Indeed, if this area was fixed in the rotor, the wire could not be delivered.
  • the "wire formation zone” therefore moves continuously in the rotor, with a speed such that the difference between the absolute linear speed of this wire formation zone and the peripheral speed of the rotor at its groove is equal to the speed of delivery (or production) of the wire.
  • the object of the present invention is to remedy this drawback, to eliminate the phenomenon of "bundling” and therefore to make possible the spinning of long fibers on an apparatus of the "open-end” type, comprising a supply device, a defibrator, a rotor, a rotary channel conveying the fibers from the output of the defibrator to the rotor, an output nozzle, a defibrator device and a winder device, apparatus in which the ribbon is first of all disaggregated in the defibrator that the rotary channel carries only individual fibers.
  • the process which is the subject of the invention is distinguished in that the “fiber deposition zone” is given a speed equal to that of the “wire formation zone” so that the fibers coming from the shredder cannot be deposited on the wire in formation.
  • This shredder is shown schematically and by way of example at 1 in FIG. 1.
  • the principle of the invention is to give the “fiber deposition zone” represented at 11 a speed equal to that of the “wire formation zone” represented at 13 and to arrange these zones so that the fibers 10 coming from the shredder 1 cannot be deposited on the wire in formation 14.
  • a channel 2 is provided which conveys the fibers 10 from the outlet of the shredder 1 to the rotor 4; this channel 2 is located in the axis of the rotor 4.
  • the channel 2 is extended by an element 3 comprising a bent conduit 3 1 which deflects the fibers 10 coming from the channel 2 and directs them towards the groove 5 of the rotor 4; this element 3 is driven at the speed of rotation of the "wire formation zone" 13, either by synchronizing by electrical or electronic means the speed of element 3 and the speed of the "wire formation zone” 13 ( Figure 2) or by forcing, by mechanical means, the wire in formation 14 to drive the bent conduit 3 1 for feeding the fibers.
  • a means 9 is provided, consisting, for example, of a rod in the shape of a "finger” fixed on the element 3 and extending sufficiently towards the bottom of the rotor 4 to be in the path of the wire in formation. 14, so that the latter, in its rotation, is forced to abut against this rod and consequently to cause the element 3 to rotate.
  • the “wire formation zone” 13 and the outlet of the bent conduit 3 1 for supplying the fibers are offset so that these fibers cannot deposit on the wire in formation 14 in the “wire formation zone” 13 .
  • the element 3 is mounted so as to be able to rotate freely, for example by a ball bearing 8 on a part 7 itself integral with the rotor 4.
  • the part 7 secured to the rotor 4 is also rotated at the same speed.
  • the wire 14 then no longer has to communicate to the element 3 for deflecting the fibers except the speed equal to the difference between the speed of the “wire formation zone” 13 and the speed of the rotor 4.
  • the invention is not limited to this type of relationship, but applies to any embodiment based on the same principles.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Textile Engineering (AREA)
  • Spinning Or Twisting Of Yarns (AREA)
  • Crushing And Pulverization Processes (AREA)

Description

  • La présente invention se rapporte à un procédé et à un appareillage de filature «open-end».
  • Ainsi que cela est bien connu, toute machine de filature dite «open-end (ou à fibres libérées) à rotor» se compose des éléments suivants:
    • - un dispositif d'alimentation destiné à amener une mèche de fibres ou un ruban de fibres provenant d'une machine de préparation;
    • - un organe défibreur destiné à individualiser les fibres en provoquant, grâce aux dents ou aux aiguilles dont il est garni, une extraction rapide des fibres hors de l'extrémité du ruban qui lui est présentée par le dispositif d'alimentation;
    • - un rotor qui recueille les fibres ainsi libérées et les condense dans une rainure circulaire en un anneau de fibres qui se transformera par torsion en un fil continu;
    • - une buse de sortie ou un entonnoir ou un embout (ce dernier terme sera utilisé dans la suite) par lequel le fil se détachant de la rainure du rotor peut sortir de l'enceinte dans laquelle tourne le rotor;
    • - un dispositif délivreur destiné à entraîner le fil fini et à lui donner la tension nécessaire pour l'extraction en dehors du rotor;
    • - un dispositif bobineur pour enrouler le fil fini.
  • Le défibreur constitué par un cylindre garni de dents ou d'aiguilles, peut avoir son axe de symétrie et de rotation confondu avec l'axe de symétrie et de rotation du rotor; on dit dans ce cas que le dispositif est coaxial. Si ces axes sont différents, et notamment gauches, le dispositif est dit biaxial.
  • Dans un dispositif coaxial, le défibreur pénètre en partie dans le rotor. Le ruban de fibres est amené dans une zone, fixe dans l'espace, où les fibres sont mises en contact avec les dents du défibreur et sont extraites de ruban. Elles sont ensuite véhiculées sur les dents du défibreur pendant un certain temps puis, par l'effet de la force centrifuge, se détachent des dents et sont projetées dans le rotor dans la rainure duquel elles se rassemblent. L'endroit exact de l'espace où les fibres se détachent du défibreur et sont projetées dans le rotor est difficile à connaître et dépend en fait de plusieurs facteurs, tels que: vitesse du défibreur, type de dents du défibreur, type de fibres, phénomènes d'aspiration créés par la rotation du rotor, etc. On admet donc que pour un régime de fonctionnement déterminé, les fibres se déposent dans le rotor dans une zone donnée mais non connue, que l'on appellera dans la suite «zone de dépôt des fibres». Cette zone se réfère à l'espace et non au rotor puisque celui-ci tourne en permanence.
  • Dans un dispositif biaxial, les fibres, au moment où elles se détachent du défibreur, ne peuvent entrer directement dans le rotor, puisque le défibreur et le rotor sont plus éloignés l'un de l'autre. Elles sont alors véhiculées, entre le défibreur et le rotor dans un canal par un mouvement d'air qui les récolte, à la sortie du défibreur qui est aussi l'entrée du canal et les conduit à la sortie du canal qui est aussi l'entrée du rotor.
  • L'endroit exact de l'espace où les fibres sont projetées dans le rotor est donc bien connu, puisque c'est la sortie du canal.
  • Les fibres se déposent donc dans le rotor dans une zone donnée et connue, que l'on appellera aussi dans la suite «zone de dépôt des fibres». Cette zone se réfère à l'espace et non au rotor, puisque celui-ci tourne en permanence.
  • Que le dispositif soit coaxial ou biaxial, il existe donc bien une «zone de dépôt des fibres» où les fibres se déposent dans la rainure du rotor. Dans des conditions déterminées, cette zone est fixe dans l'espace.
  • Si l'on considère à présent la formation du fil:
  • La technique de formation du fil est bien connue: on introduit dans le rotor, à travers l'embout, l'extrémité d'un fil. Cette extrémité, par la force centrifuge, se dirige vers la rainure du rotor et vient se mêler aux fibres constituant l'anneau de fibres engendré par les fibres en provenance du défibreur. Le fil est ensuite introduit dans le dispositif délivreur, qui l'attire alors en dehors du rotor. L'extrémité du fil qui s'est mêlée à l'anneau de fibres présent dans le rotor est entraînée en rotation par le rotor et se tord; cette torsion est communiquée à l'anneau de fibres présent dans le rotor, avec lequel l'extrémité est en contact. L'anneau de fibres s'ouvre et une de ses extrémités se lie intimement, par l'effet de la torsion, à l'extrémité du fil et les deux se confondent.
  • Comme le fil est pris dans le dispositif délivreur, il est attiré en dehors du rotor. On dit alors que le fil est amorcé et le phénomène devient continu: le défibreur envoie constamment des fibres dans le rotor pour reconstituer l'anneau de fibres, et le dispositif délivreur extrait constamment du rotor cet anneau de fibres devenu fil par l'effet de la torsion.
  • L'anneau de fibres, qui devient un fil par l'effet de la torsion, se détache de la rainure du rotor en une zone bien précise du rotor avant de se diriger vers l'embout de sortie. Cette zone, que l'on appellera dans la suite «zone de formation du fil» n'est pas fixe par rapport au rotor. En effet, si cette zone était fixe dans le rotor, le fil ne pourrait être délivré. La «zone de formation du fil» se déplace donc d'une manière continue dans le rotor, avec une vitesse telle que la différence entre la vitesse linéaire absolue de cette zone de formation du fil et la vitesse périphérique du rotor au niveau de sa rainure est ègale à la vitesse de délivraison (ou de production) du fil.
  • Deux zones importantes existent donc dans le procédé de filature open-end:
    • - une zone d'arrivée des fibres, la «zone de dépôt des fibres», fixe dans l'espace, donc ayant une vitesse de rotation absolue égale à zéro;
    • - une zone de départ du fil la «zone de formation du fil» ayant une vitesse de rotation absolue que l'on appellera Nf (légèrement supérieure à la vitesse de rotation absolue du rotor, que l'on appellera Nr).
  • Ces deux zones se recontrent donc avec une fréquence égale à Nf. Or chaque fois que la «zone de formation du fil» passe dans la «zone de dépôt des fibres», les fibres en provenance du défibreur se déposent sur le fil en formation par torsion avant d'avoir pu se déposer dans la rainure du rotor et d'avoir pu former avec les autres fibres l'anneau de fibres dont question plus haut. Ces fibres qui se déposent sur le fil en formation sont prises dans la torsion du fil avant d'avoir pu s'aligner avec les autres fibres et se placer parallèlement à elles: elles créent alors un défaut que l'on appelle «fagotage». Ce phénomène de fagotage est d'autant plus important que les fibres sont longues, ce qui rend la filature open-end peu indiquée pour les fibres longues.
  • C'est notamment le cas du dispositif selon US.A. 3 620 002 où les fibres arrivent dans le rotor par quatre orifices et rencontrent nécessairement le fil en formation. Aucun moyen n'est prévu pour ajuster la position des points d'arrivée des fibres par rapport à la zone de formation du fil.
  • Selon DE.A. 2 320 822 on obtient un ruban de fibres lequel doit encore être tordu pour réaliser une fausse torsion. Le point de sortie du ruban est fixe. Par contre, la zone de dépôt des fibres tourne. Dès lors, ce point et cette zone se rencontrent nécessairement de façon cyclique, créant du fagotage.
  • La présente invention a pour but de remédier à cet inconvénient, d'éliminer le phénomène de «fagotage» et donc de rendre possible la filature de fibres longues sur un appareillage du type «open-end», comprenant un dispositif d'alimentation, un organe défibreur, un rotor, un canal rotatif véhiculant les fibres de la sortie du défibreur vers le rotor, un embout de sortie, un dispositif défibreur et un dispositif bobineur, appareillage dans lequel le ruban est tout d'abord désagrégé dans le défibreur de façon que le canal rotatif ne véhicule que des fibres individuelles.
  • En vue de la réalisation de ce but, le procédé objet de l'invention se distingue en ce que l'on donne à la «zone de dépôt des fibres» une vitesse égale à celle de la «zone de formation du fil» de façon que les fibres en provenance du défibreur ne puissent pas se déposer sur le fil en formation.
  • Ce procédé sera expliqué ci-après en se référent aux dessins qui représentent à titre d'exemple non limitatif un dispositif pouvant être utilisé pour la mise en pratique du procédé.
  • Ce dispositif présente les caractéristiques définies aux revendications 2 à 5.
  • Sur les dessins:
    • La figure 1 est une vue en coupe latérale et
    • la figure 2 une vue en plan et explicative du dispositif.
  • Dans cette forme d'exécution, il sera fait usage du principe du défibreur biaxial.
  • Ce défibreur est représenté schématiquement et à titre d'exemple en 1 sur la figure 1.
  • Le principe de l'invention est de donner à la «zone de dépôt des fibres» représentée en 11 une vitesse égale à celle de la «zone de formation du fil» représentée en 13 et d'agencer ces zones de façon que les fibres 10 en provenance du défibreur 1 ne puissent pas se déposer sur le fil en formation 14.
  • En effet si la «zone de dépôt des fibres» 11 et la «zone de formation du fil» 13 sont animées de la même vitesse et ne se recouvrent en aucun point, les fibres 10 en provenance du défibreur 1 se déposeront dans la rainure 5 du rotor 4 en un endroit où le fil en formation 14 ne se trouve pas. El - les pourront donc s'intégrer à l'anneau de fibres 12 avant d'être prises par la torsion, et cette situation perdurant indéfiniment par suite de l'égalité des deux vitesses citées ci-dessus, le phénomène du fagotage n'apparaîtra jamais.
  • Sur les dessins ci-joints on prévoit un canal 2 qui véhicule les fibres 10 de la sortie du défibreur 1 vers le rotor 4; ce canal 2 est situé dans l'axe du rotor 4.
  • Le canal 2 est prolongé par un élément 3 comprenant un conduit coudé 31 qui dévie les fibres 10 provenant du canal 2 et les dirige vers la rainure 5 du rotor 4; cet élément 3 est entraîné à la vitesse de rotation de la «zone de formation du fil» 13, soit en synchronisant par des moyens électriques ou électroniques la vitesse de l'élément 3 et la vitesse de la «zone de formation du fil» 13 (figure 2) soit en forçant, par des moyens mécaniques, le fil en formation 14 à entraîner le conduit coudé 31 d'amenée des fibres.
  • A cet effet on prévoit en 9 un moyen consistant, par exemple, en une tige en forme de «doigt» fixée sur l'élément 3 et s'étendant suffisamment vers le fond du rotor 4 pour se trouver dans le trajet du fil en formation 14, de façon que ce dernier, dans sa rotation, soit forcé de venir buter contre cette tige et conséquemment d'entraîner l'élément 3 en rotation.
  • La «zone de formation du fil» 13 et la sortie du conduit coudé 31 d'amenée des fibres sont décalées de telle façon que ces fibres ne pusisent se déposer sur le fil en formation 14 dans la «zone de formation du fil» 13.
  • Dans la cas où l'on force le fil 14 à entraîner lui- même l'élément 3 d'amenée et de déviation des fibres, il est évident que le fil 14 doit entraîner le conduit coudé 31 à la vitesse de la «zone de for- maton du fil» 13. Ceci peut engendrer dans le fil 14 une tension excessive.
  • Une disposition particulière permet d'éviter cette tension excessive.
  • L'élément 3 est monté de façon à pouvoir tourner librement par exemple par un roulement à billes 8 sur une pièce 7 elle-même solidaire du rotor 4.
  • Lors de la mise en rotation du rotor 4, la pièce 7 solidaire du rotor 4 est également mise en rotation à la même vitesse. Le fil 14 n'a plus alors à communiquer à l'élément 3 de déviation des fibres que la vitesse égale à la différence entre la vitesse de la «zone de formation du fil» 13 et la vitesse du rotor 4.
    • Légende des figures 1 et 2:
    • 1: organe défibreur
    • 2: canal de transport des fibres
    • 3: élément d'amenée et de déviation des fibres
    • 31: conduit coudé
    • 4: rotor
    • 5: rainure du rotor
    • 6: embout de sortie du fil
    • 7: pièce solidaire du rotor et supportant le conduit coudé d'amenée des fibres
    • 8: moyen permettant la rotation du conduit coudé d'amenée des fibres par rapport à la pièce 7
    • 9: moyen permettant l'entraînement du conduit coudé d'amenée des fibres par le fil en formation
    • 10: fibres en provenance du défibreur
    • 11: zone de dépôt des fibres
    • 12: anneau de fibres
    • 13: zone de formation du fil
    • 14: fil en formation.
  • L'invention ne se limite pas à ce type de rélisa- tion, mais s'applique à toute réalisation basée sur les mêmes principes.

Claims (5)

1. Procédé de filature open-end à l'aide d'un appareillage comprenant un dispositif d'alimentation, un organe défibreur (1 ), un rotor (4), un canal rotatif (2) véhiculant les fibres de la sortie du défibreur vers le rotor (4), un embout de sortie (6), un dispositif délivreur et un dispositif bobineur, appareillage dans lequel le ruban est tout d'abord désagrégé dans le défibreur (1) de façon que le canal rotatif (2) ne véhicule que des fibres individuelles, caractérisé en ce qu'on donne à la «zone de dépôt des fibres» (11 ) une vitesse égale à celle de la zone de formation du fil (13) de façon que les fibres (10) en provenance du défibreur (1 ) ne puissent pas se déposer sur le fil en formation (14).
2. Appareillage pour la mise en pratique du procédé suivant la revendication 1 comprenant un canal (2) véhiculant les fibres (10) de la sortie du défibreur (1) vers le rotor (4), ce canal (2) étant situé dans l'axe du rotor (4) et un élément (3) de déviation qui est réalisé sous la forme d'un conduit coudé formant le prolongement du canal (2) de manière à diriger ou à dévier les fibres (10) en provenance du défibreur vers la rainure (5) du rotor (4), caractérisé en ce que l'élément (3) de déviation est entraîné à la vitesse de rotation de la zone de formation du fil (13).
3. Appareillage suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la vitesse de rotation de l'élément (3) peut être obtenue par des moyens électriques ou électroniques.
4. Appareillage suivant la revendication 2, caractérisé en ce que l'élément (3) est entraîné à l'intervention d'un dispositif mécanique (9) directement par le fil en formation (14).
5. Appareillage suivant l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que la zone de formation du fil (13) dans le rotor (4) et la sortie du conduit coudé (3) ou du canal d'admission des fibres (2) et de ce fait la zone de dépôt des fibres (11 ) sont décalées l'une par rapport à l'autre.
EP83870104A 1982-10-08 1983-10-05 Procédé et appareillage de filature open-end Expired EP0106830B1 (fr)

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BE209204 1982-10-08

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EP0106830A1 EP0106830A1 (fr) 1984-04-25
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