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(11) | EP 0 018 926 A1 |
| (12) | DEMANDE DE BREVET EUROPEEN |
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| (54) | Dispositif pour le retordage d'un fil par double torsion |
| (57) L'invention concerne une broche double torsion perfectionnée comportant un organe
magasin de renvoi (5) du type bol entourant le porte enroulement (9) fixe sur une
partie de sa hauteur. Elle se caractérise par le fait que le bol creux rotatif (5) se présente sous la forme d'un volume de révolution dont l'axe est confondu avec l'axe de la broche et qui comporte une première partie (6) ayant la forme d'un cône de faible pente dans la zone voisine de l'orifice de sortie du fil, ce cône (6) s'étendant sur une longueur comprise entre le tiers et la moitié de la hauteur comprise entre le tiers et la moitié de la hauteur dudit bol (5), cette partie conique étant prolongée par une partie évasée (7) de génératrice courbe. |
[0001] La présente invention concerne un dispositif perfectionné pour le retordage d'un fil par double torsion, dispositif couramment désigné par l'expression "broche à dou- ble torsion", expression que l'on adoptera dans la suite 3e la description.
[0002] Par ailleurs, dans la suite de la description, l'invention sera décrite pour une broche double torsion disposée verticalement mais il est évident qu'elle concerne également les broches du même type disposées soit horizontalement soit en biais.
[0003] D'une manière générale, les broches à double torsion comportent essentiellement :
- un arbre vertical, entraîné en rotation par exemple par un système tangentiel à courroie, et maintenu sur le bâti du métier par l'intermédiaire d'une crapaudine, '
- un porte enroulement monté libre en rotation à l'extrémité dudit arbre et maintenu fixe par rapport à celui-ci, par exemple à l'aide de moyens d'immobilisation magnétique, ledit porte enroulement étant destiné à recevoir la bobine de fil à tordre et étant constitué essentiellement :
. d'un axe creux co-axial à l'axe de la bobine et de l'arbre rotatif,
. d'une embase et éventuellement d'un pôt de protection emmanché sur ladite embase,
- un organe de renvoi rotatif solidaire de l'arbre tournant, disposé en dessous du porte enroulement et présentant un canal pour le passage du fil.
[0004] Le fil de l'enroulement, pris à la défilée, forme un ballon de dévidage et est engagé de haut en bas dans l'axe creux fixe, passe dans le canal de l'organe rotatif de renvoi, puis dans un barbin de centrage-arrêt de ballon, disposé dans le prolongement de l'axe de la broche, le fil formant le ballon entre la surface périphérique de l'organe rotatif de renvoi et ledit barbin et étant ensuite renvidé de manière conventionnelle.
[0005] Les broches double torsion sont connues depuis longtemps et ont fait l'objet de nombreuses publications notamment dans les brevets français 878 641, 885 434, 57 274 (deuxième addition au brevet français 955 185), dans les brevets britanniques 618 028 et 989 608, ainsi que dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique 2 207 574 et 3 640 060.
[0006] Par ailleurs, dans le brevet français 1 597 961 (correspondant au brevet des Etats-Unis d'Amérique 3 685 269), il a été proposé, afin notamment de diminuer les tensions auxquelles est soumis le fil, d'utiliser comme organe rotatif de renvoi un bol conique, entourant l'enroulement sur une partie de sa hauteur, le fil s'appuyant sur la surface dudit bol conique sensiblement suivant un trajet hélicoïdal avant de former le ballon proprement dit.
[0007] Un tel dispositif présente de nombreux avantages et permet notamment d'augmenter la vitesse de rotation de la broche pour une tension équivalente donnée au fil ou, de traiter à vitesse égale des fils fragiles devant être soumis à de faibles tensions. Par ailleurs, un tel dispositif permet de diminuer de manière sensible la hauteur du ballon et par suite l'encombrement de l'installation.
[0008] Or, on a trouvé, et c'est ce qui fait l'objet de la présente invention, un dispositif perfectionné qui, tout en conservant les avantages de la broche à bol conique du type précité, entraîne une consommation d'énergie beaucoup plus faible, un défilement plus régulier du fil, permet de traiter une gamme de titres de fils plus étendue tout en conservant une tension minimum aux fils lors des traitements.
[0009] D'une manière générale, l'invention concerne donc une broche double torsion constituée par :
- un arbre entraîné en rotation, supporté par l'une de ses extrémités sur le bâti du métier,
- un porte enroulement monté libre en rotation à l'autre extrémité de l'arbre et maintenu fixe par rapport à celui-ci par exemple à l'aide de moyens d'immobilisation magnétique et comportant essentiellement :
. un axe creux co-axial avec l'axe de la bobine,
. une embase et éventuellement un pot de protection emmanché sur ladite embase,
- un organe magasin de renvoi, solidaire de l'extrémité de l'arbre rotatif et constitué essentiellement par un bol creux entourant le porte enroulement fixe sur une partie de sa hauteur et comportant un canal pour le passage du fil,ledit fil s'appuyant suivant un trajet sensiblement hélicoïdal contre la surface dudit bol avant de former le ballon proprement dit et il se caractérise par le fait que le bol creux rotatif se présente sous la forme d'un volume de révolution, dont l'axe est confondu avec l'axe de la broche, et comportant une première partie ayant la forme d'un cône de faible pente au voisinage de l'orifice de sortie du fil, ce cône s'étendant sur une longueur comprise entre le tiers et la moitié de la hauteur dudit bol, cette partie conique étant prolongée par une partie évasée de génératrice courbe de forme concave.
[0010] En d'autres termes, on peut dire que le bol creux rotatif conforme à l'invention a sensiblement la forme d'un pavillon de trompette, d'un porte voix, ou similaire.
[0011] Par ailleurs, l'extrémité supérieure du bol creux selon l'invention, est avantageusement recourbée vers l'intérieur, ce qui facilite le dégagement du fil lors de la formation du ballon.
[0012] De plus, la canal de guidage du fil que comporte le bol présente une partie disposée dans le prolongement de l'axe creux de l'ensemble porte enroulement et une partie de préférence disposée orthogonalement par rapport à la précédente.
[0013] Dans ce cas, un élément de renvoi, par exemple constitué de céramique, est disposé dans le coude que forment les deux parties du canal de guidage du fil.
[0014] La présente invention et les avantages qu'elle apporte seront cependant mieux compris grâce à l'exemple de réalisation donné ci-après et illustré par les schémas annexes dans lesquels :
-" la figure l'est une vue détaillée en coupe longitudinale d'une broche double torsion conforme à l'invention,
- la figure 2 est une vue schématique illustrant le fonctionnement d'une telle broche,
- la figure 3 est un diagramme montrant les courbes de consommation de puissance en fonction de la vitesse de rotation pour une broche réalisée conformément à l'invention (courbe I) et pour une broche similaire réalisée conformément au brevet français 1 597 961 (courbe II), c'est-à-dire dans laquelle le bol rotatif est de forme tronconique.
[0015] La broche à double torsion selon l'invention comporte un arbre rotatif 1 monté sur le bâti 2 du métier par l'intermédiaire d'un ensemble formant crapaudine 3. L'entraînement en rotation de cet arbre 1 est obtenu par exemple par une courroie tangentielle 4. L'autre extrémité de cet arbre 1 est solidaire d'un organe magasin de renvoi 5, conforme à l'invention, qui se présente sous la forme d'un volume de révolution dont l'axe est confondu avec l'axe de l'arbre 1, et qui présente une partie 6 ayant la forme d'un cône de faible pente, prolongée par une partie courbe évasée 7 de forme concave. De préférence, l'extrémité supérieure 8 de cet organe magasin de renvoi est courbe et recourbée vers l'intérieur. A l'intérieur de l'organe magasin de renvoi rotatif 5 décrit précédemment est disposé un porte enroulement fixe 9. Ce porte enroulement est monté libre en rotation, par l'intermédiaire de roulements à billes 10-11, par rapport à l'axe 1 et par suite par rapport à l'organe magasin rotatif de renvoi. L'immobilisation de ce porte enroulement 9 est réalisée par tout moyen connu, tel que par exemple par des moyens magnétiques 21. Ce porte-enroulement 9 est constitué essentiellement par une embase 12 sur laquelle est emmanchée l'extrémité de la bobine supportant le fil à traiter, bobine 13 qui n'est pas représentée sur la figure 1 par mesure de simplification. Il comporte également un axe creux 14, dont la partie supérieure 15 sert eau blocage de la torsion communiquée au fil 16. Le canal de l'axe creux 14 est disposé dans le prolongement de la partie 17 du canal de guidage du fil que comporte l'organe magasin de renvoi, ce canal de guidage 17 étant prolongé par une partie 18 disposée orthogonalement par rapport à lui, un élément de renvoi 19 étant disposé au niveau du coude que forment ces deux canaux 17 et 18.
[0016] La mise en oeuvre d'une telle broche double torsion se fait de la manière suivante. Le fil 16 se dévidant de son support 13 forme un premier ballon A, passe à l'intérieur du canal 14, puis des conduits 17, 18. A la sortie du conduit 18, il est dirigé vers l'extérieur de l'organe magasin de renvoi 5 sur lequel il décrit plusieurs spires S jusqu'au point où il quitte la surface dudit organe pour former le second ballon B avant d'être amené dans un barbin de guidage 20 puis, être ensuite renvidé de manière conventionnelle.
[0017] Ainsi, pour chaque tour de la broche, le fil prend d'abord une première torsion dans son trajet depuis son point de dévidage jusqu'au sommet 15 de l'axe creux 14, puis une seconde torsion dans le ballon extérieur B entre sa sortie de l'organe magasin de renvoi et le barbin de guidage 20.
[0018] Ainsi que le montre le diagramme illustré par la figure 3, un tel dispositif présente par rapport au dispositif antérieur décrit dans le brevet français 1 597 961 l'avantage d'entraîner une consommation de puissance nettement inférieure et ce, tout en permettant un défilement plus régulier du fil, le traitement d'une gamme de titre de fil plus étendue tout en conservant une tension minimum au fil lors des traitements. La courbe I illustre la consommation entraînée par une broche double torsion équipée d'un organe magasin de renvoi conforme à l'invention et la courbe II la même broche double torsion mais équipée d'un organe magasin de renvoi de forme tronconique (représentée en pointillés à la figure 1). A l'aide de telles broches, présentant les caractéristiques suivantes :
- hauteur H : entre 80 et 160 mm,
- longueur L de l'organe magasin de renvoi 5 : entre 40 et 80 mm,
- diamètre extérieur D : entre 100 et 160 mm,
- diamètre intérieur d : entre 30 et 80 mm,
on a traité des bobines de fils synthétiques ou artificiels pesant entre 0,8 et 4 kg, ayant une longueur comprise entre 250 et 500 mm et un diamètre compris entre 70 et 150 mm.[0019] Les courbes I et II de la figure 3 annexée montrent, qu'à 6000 tours par minute, une broche réalisée conformément à l'invention (courbe I) consomme une puissance d'environ 13 watts, alors qu'avec un bol magasin de forme tronconique (courbe II) la puissance absorbée est d'environ 15 watts. Par ailleurs, dans les deux cas, les tensions communiquées aux fils étaient identiques.
- un arbre (1) entraîné en rotation, supporté par l'une de ses extrémités sur le bâti (2) du métier,
- un porte enroulement (9) monté en rotation à l'autre extrémité de l'arbre et maintenu fixe par rapport à celui-ci, et comportant essentiellement :
. un arbre creux (14) co-axial avec l'axe de la bobine,
. une embase (12) et éventuellement un pot de protection emmanché sur ladite embase,
- un organe magasin de renvoi (5) solidaire de l'extrémité de l'arbre rotatif (1) et constitué essentiellement par un bol creux entourant le porte enroulement fixe (9) sur une partie de sa hauteur et comportant un canal (17), (18), (19) pour le passage du fil (16), ledit fil s'appuyant suivant un trajet sensiblement hélicoïdal contre la surface dudit bol avant de former le ballon proprement dit, caractérisé par le fait que le bol creux rotatif se présente sous la forme d'un volume de révolution dont l'axe est confondu avec l'axe de la broche, et qui comporte une première partie ayant la forme d'un cône (6) de faible pente dans la zone voisine de l'orifice de sortie du fil, ce cône (6) s'étendant sur une longueur comprise entre le tiers et la moitié de la hauteur dudit bol, cette partie conique (6) étant prolongée par une partie évasée (7) de génératrice courbe concave.