[0001] La présente invention a pour objet un procédé et un dispositif pour le filage de
fils à âmes.
[0002] 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, 2 024 156, 2 210 884, 2 313 058, 2
504 523, 2 526 523, 3 017 740 et 3 038 295.
[0003] 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'être limités dans la vitesse de production
à celle des machines empbyées et donc au système de tordage utilisé.
[0004] Les fils auto-tordus obtenus par la détorsion naturelle dans un sens et dans l'autre
de deux brins ayant préalablement reçus 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 1 084 371.
[0005] Les fils à âmes auto-tordus sont connus par le brevet américain n° 4 033 102.
[0006] Un mode de réalisation originale de fils à âmes auto-tordus est décrit dans les brevets
français n° 79 18173 et 79 13995.
[0007] 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.
[0008] Ce phénomène est bien connu en texturation de filament continu où si l'on utilise
une buse 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.
[0009] La présente invention a 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.
[0010] Ce but est atteint par un procédé pour le filage de fils à âmes, procédé selon lequel
on étire au moins une mèche de fibres entre un point d'amenée de cette mèche et une
paire de cylindres étireurs, en amont desquels on introduit éventuellement un filament
continu et conformément à l'invention on tord le brin formé par la mèche de fibres
et éventuellement le filament continu avec au moins un brin formé par un filament
continu et éventuellement une mèche de fibres, par un organe de torsion à friction
en les introduisant en un même point de convergence en amont de l'organe de torsion,
on règle la tension des brins avant le bobinage en les faisant passer, après l'organe
tordeur, au travers d'une paire de cylindres délivreurs et on retord après bobinage
le fil ainsi formé par les brins sur un métier à retordre. On alimente éventuellement
sous tension constante les fils d'âmes continus. Le fil formé par les brins est retordu
sur un métier à retordre classique, par exemple à anneau curseur ou à double torsion
pour donner la torsion définitive.
[0011] Ainsi, selon l'invention, on étire séparément une ou plusieurs mèches de fibres entre
des points d'amenée et des paires de cylindres étireurs, on alimente éventuellement
sous tension constante les fils d'âmes continus, on les introduits dans lesdites mèches
en amont des différents cylindres étireurs, et on fait converger les brins formés
en un même point d'un organe de torsion avant bobinage de l'ensemble. L'ensemble formé
par les brins est ensuite mis sur un métier à retordre pour donner la torsion définitive.
[0012] Ce but est également atteint par un dispositif pour le filage de fils à âmes comportant
au moins un fil d'âme, notamment un filament continu, et au moins une gaine de fibres
entourant le fil d'âme, ledit dispositif comprenant :
- des moyens de réalisation d'au moins deux brins dont l'un est constitué d'au moins
une mèche de fibres et éventuellement d'au moins un filament continu et le second
est constitué d'au moins un filament continu, et éventuellement au moins une mèche
de fibres.
- 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.
[0013] 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.
[0014] 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.
[0015] 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.
[0016] 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.
[0017] 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.
[0018] 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.
[0019] 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.
[0020] 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.
1
[0021] Or, on a trouvé que cette torsion alternée résiduélle 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 de 11000 tours par minute et une torsion
de 350 tours par mètre, soit un développement de 62,8 mètres par minute.
[0022] L'assemblage des deux brins avant le tordeur 7 est important dans le sens qu'il sert
de régulateur de 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 fibres sur le filament.
[0023] 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.
[0024] 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.
[0025] 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).
[0026] 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 5'b, 6'b 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.
[0027] 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'mpoids
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 1000 tex.
[0028] 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° 1 147
515 (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.
[0029] 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.
[0030] 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 d'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).
[0031] Une variante de l'invention est telle que l'on peut travailler sur un nombre plus
important de systèmes d'étirage que celui décrit par la figure 1.
[0032] Une autre variante, importante, est telle que l'on peut travailler sur l'un des brins,
avec un ensemble composé par un filament continu et une gaine de fibres tandis qu'un
autre brin n'est composé que d'un filament continu. On supprime donc une gaine de
fibres 5b. Par exemple, on a obtenu de bons résultats, à la vitesse de 200 mètres
par minute, avec un fil de 71,5 tex résultant, composé d'une âme de 72 décitex et
d'une gaine de fibres sur l'un des brins et d'un filament continu de 72 dêcitex sur
l'autre brin.
[0033] Une troisième variante est que l'on peut travailler sur l'un des brins, avec un ensemble
composé par un filament continu et une gaine de fibres tandis qu'un autre brin n'est
composé que d'une gaine de fibres, pour autant que l'on ait suffisamment de fibres
en section. On supprime donc un filament continu par exemple le filament 6b.
[0034] Une quatrième variante est que l'on peut travailler sur l'un des brins composé d'un
filament continu, tandis que l'autre brin n'est composé que d'une gaine de fibres,
pour autant que l'on ait suffisamment de fibres en section. On a alors un seul filament
continu, par exemple le filament 6a et une seule gaine de fibres, par exemple la gaine
de fibres 5a.
1. Procédé de filage d'un fil à âme du type comportant au moins une gaine de fibres
entourant au moins un filament continu, selon lequel on étire au moins une mèche de
fibres entre un point d'amenée de cette mèche et une paire de cylindres étireurs,
en amont desquels on introduit éventuellement un filament continu, caractérisé en
ce que :
- on tord le brin formé par la mèche de fibres et éventuellement le filament continu
avec au moins un brin formé par un filament continu et éventuellement une mèche de
fibres, par un organe de torsion à friction (7) en les introduisant en un même point
de convergence (12) en amont de l'organe de torsion ;
- on règle la tension des brins
- puis on effectue le bobinage des brins et
- on retord le fil ainsi formé sur un métier à retordre, après bobinage.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on règle la tension des
brins avant le bobinage en les faisant passer, après l'organe tordeur (7), au travers
d'une paire de cylindresdélivreurs (10).
3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que
l'on introduit le ou les filaments d'âme (6a,6b) dans les mèches (5a,5b) de fibres
avant de communiquer la torsion.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que
l'on introduit chaque filament d'âme (6a, 6b) le long de la génératrice (25) située
du côté opposé au point de convergence (12) par rapport à la mèche dans laquelle on
introduit le filament.
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que
l'on introduit chaque filament continu en amont des cylindres étireurs sous tension
constante.
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que
l'on règle la tension des brins avant le bobinage en réglant la différence de vitesse
entre les cylindres délivreurs (10) et les cylindres étireurs (4)
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, 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.
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 caractérisé en ce que l'on
détecte la présence ou l'absence d'un brin pour la variation de la position du fil
formé en amont de l'organe tordeur (7).
9. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications
1 à 8 pour le filage des fils à âmes comportant au moins un fil d'âme, notamment un
filament continu et au moins une gaine de fibres entourant le fil d'âme, ledit dispositif
comprenant :
- des moyens de réalisation d'au moins deux brins-dont l'un est constitué d'au moins
une mèche de fibres (5a) et éventuellement d'au moins un filament continu (6a) et
le second est constitué d'au moins un filament continu (6b) et éventuellement au moins
une mèche de fibres (5b),
- 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.
10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que les moyens de réalisation
d'un brin comportent une paire de rouleaux d'amenée (2) d'une mèche de fibres, une
paire de manchons d'étirage (3) de la mèche, une paire de cylindres étireur (4) de
la mèche, un dispositif à cylindres et lanières (19) réglant la tension du filament
continu, un condenseur (20) situé entre le manchon d'étirage (3) et les cylindres
étireurs (4) ; les moyens de torsion par friction des brins comportent des courroies
mobiles (16, 17) sans fin ; 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 (4) ; les moyens de retordage sont constitués par un métier
à retordre.
11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 9 et 10, caractérisé en ce
qu'il comporte au moins deux moyens de réalisation de brins.
12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 9 à 11, caract ér isé 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.
13. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 9 à 12, caractérisé en ce
qu'il comporte deux contacteurs (27, 28) situés de part et d'autre du fil (18), en
amont de l'orgahe tordeur (7).
14. Fil à âme fabriqué par le procédé selon l'une quelconque des reve ndicat ions
1 à 8, caractérisé en ce qu'il ne présente pas de discontinuités telles que noeuds,
épissures ou arrêts et permettant la réalisation de bobines de fils d'un poids important,
par exemple d'au moins 1 kg pour les fils fins par example d'environ 10 tex et d'au
moins 10 kg pour les fils gros, par exemple d'environ 1000 tèx.
15. Fil à âme selon la revendication 14, caractérisé en ce qu'il est constitué d'un
premier brin formé d'un filament continu et d'une gaine de fibres et d'un second brin
formé d'un filament continu et d'une gaine de fibres.
16. Fil à âme selon la revendication 14 caractérisé en ce qu'il est constitué d'un
premier brin formé d'un filament continu et d'une gaine de fibres et d'un second brin
formé d'un filament.
17. Fil à âme selon la revendication 14, caractérisé en ce qu'il est constitué d'un:premier
brin formé d'une gaine de fibres et d'un second brin formé d'un filament continu et
d'une gaine de fibres.
18. Fil à âme selon la revendication 14, caractérisé en ce qu'il est constitué d'un
premier brin formé d'une gaine de fibres et d'un second brin formé d'un filament continu.