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"Procédé et machine de transformation d'une nappe de fibres".
L'invention concerne un procédé et une machine de transformation d'une nappe de fibres, comprenant des fibres artificielles et naturelles et des mélanges de ces fibres, en une mèche de fibres détachées et séparées,, prêtes à être ensuite étirées et filées sous forme de fil. Les principaux objets de l'invention sont les suivants: préparer une mèche uniforme se supportant d'elle-même d'une manière plus économique, réaliser le mélange nécessaire des fibres sur une seule machine en évitant d'avoir à effectuer un mélange supplémentaire préparer des mèches de fibrest dont aucune ne dé- passe une longueur déterminée, mélanger des fibres non coupées par la machine avec des fibres coupées par elle.
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Sur le dessin ci-joint: la fig. 1 est une vue en plan du côté de l'entrée d'une machine construite suivant une forme de réalisation de l'invention choisie de préférence; la fig. 2 est une élévation latérale de la portion de la mmachine représentée sur la fig. 1; la fig. 3 est une vue en plan du côté de la sortie de la machine et représente quelques pièces communes à la fig. 1, de façon à indiquer de quelle manière ces deux fi- gures se combinent pour représenter la machine entière; la fig. 4 est une élévation latérale de la portion de la machine de la fig. 3 ; la fig. 5 est une vue en plan à plus grande échelle du cylindre de rupture supérieur et représente l'effet produit par ce cylindre sur la nappe de fibres; la fig. 6 est une coupe verticale à plus grande échel- le du dispositif de décollage;
la fig. 7 est une élévation latérale à plus grande échelle avec coupe partielle suivant la ligne 7-7 de la fig. 3 et représente le cylindre collecteur; la fig. 8 est une coupe verticale schématique repré- sentant l'action de cisaillement; la fig. 9 est une élévation latérale schématique du mécanisme de commande; la fig. 10 est une élévation latérale d'une variante, et le fig. Il est une élévation latérale d'une autre variante.
Il convient de décrire d'abord le procédé, choisi de préférence suivant l'invention, de transformation d'une nappe de fibres en une mèche continue de fibres séparées et déta- chées, de longueurs différentes se superposant.
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La première opération consiste à recueillir les fibres et à les étaler sous forme de nappe plane. A cet effet on les extrait de ballots tels que des bobines 130, fig. 1, et on les fait passer dans des trous 138 d'un chas- sis de guidage 141 sur des cylindres d'alimentation 144, 146 et 148 autour desquels elles passent et desquels elles sortent sous forme de nappe plane 8.
L'opération suivante consiste à couper ou à rompre la nappe en rubans obliques 16, fig. 5, faisant un angle de préférence d'environ 10 avec l'axe du mouvement d'avance- ment. Ce résultat est obtenu par un ou plusieurs filets hélicoïdaux 14 en acier sur la périphérie d'un cylindre 10 qui sont appliqués sous une forte pression contre la nappe supportée par la surface métallique plane d'un cylindre 12.
On peut faire varier la longueur des fibres entre les points de coupure ou de rupture en faisant arriver la nappe contre les filets sous des angles différents par un déplacement latéral du bâti 140, ainsi qu'il est décrit en détail ci- après .
Le mouvement d'avancement de la nappe et des rubans est facilité par une matière caoutchouteuse 160 disposée entre les filets 14 du cylindre 10. Cette matière empêche également la nappe de recevoir un mouvement d'avancement latéral de la part des filets du cylindre.
L'opération suivante consiste à séparer les extrémi- tés des fibres qui peuvent être cillées ensemble par de fai- bles portions de fibres tassées par les filets 14 et à rom- pre et supprimer ces portions. Ce résultat est obtenu par des cylindres 24, 26, fig. 6, qui comportent respectivement des dents 32 et 34 et coopèrent avec des cylindres 20, 22 dont la vitesse périphérique est inférieure à celle de la surface des cylindres cannelés et avec un cylindre 28 et un
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tablier 36 dont la vitesse superficielle est plus grande.
Les cannelures sont espacées de façon à pouvoir se dépla- cer par rapport à la nappe. Elles ont pour effet de travail- ler les fibres et de leur faire prendre des flexions vers le haut et vers le bas et d'entrainer les extrémités anté- rieures de ces fibres dont les extrémités postérieures sont maintenues dans l'angle formé par les cylindres 20, 22 à petite vitesse et d'entrainer également les extrémités pos- térieures de ces fibres qui sont tirées entre les cannelu- res par le cylindre 28 et le tablier 36 à grande vitesse, de sorte que les fibres n'adhèrent plus l'une à l'autre.
Une autre opération consiste à faire avancer les fi- bres de la partie supérieure de la nappe par rapport aux fibres de sa partie inférieure, opération dite "de cisaille- ment". Cette opération est effectuée par les cylindres 28, 44 et 46 qui d'appliquent sur la partie supérieure de la nappe de fibres et dont la vitesse périphérique est plus grande que celle de la surface du tablier 36 sur lequel repose la partie inférieure de la nappe de fibres. Les cylindres 62, 64 et 66 et le tablier 60 effectuent de la même manière une nouvelle opération de cisaillement.
Une autre opération consiste à étirer les fibres par la vitesse superficielle plus grande des cylindres ou tabliers avec lesquels elles viennent en contact successivement.
Cette opération de cisaillement et d'étirage a pour effet de provoquer la superposition des fibres et leur recou- vrement mutuel dans le sens de la longueur verticalement et latéralement. Toutes les fibres se confondent sous forme de nappe pratiquement continue et relativement mince 8a, figs.
3 et 4, se composant de ces fibres de longueurs différentes se superposant.
La dernière opération consiste à enrouler cette nappe
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en hélice sous forme de mèche 2, disposée en diagonale par rapport à l'axe du mouvement de la nappe et à faire pénétrer cette mèche dans le sens. longitudinal dans un entonnoir récepteur 108. A cet effet des cylindres 80, 82 font arriver la. nappe de fibres sur un tablier en mouvement 86 sur lequel elle est saisie et s'enroule sur elle-même par l'action d'un cylindre 100ineliné diagonalement par rapport à l'axe d'avancement de la nappe dans le sens opposé à l'inclinaison diagonale des rubans formés par les cylindres 10 et 12 et tournant dans un sens tel que sa surface inférieure se dé- place en sens inverse de l'avancement de la nappe.
La quan- tité d'électricité statique contenue dans la nappe peut être réduite par des cylindres métalliques 92 et 94 connectés électriquement au bâti et en mouillant le tablier 86 et la nappe de fibres qui repose sur luit avec de l'eau provenant d'un réservoir 210 et appliquée par des cylindres 212 et 214.
La mèche qui passe dans l'entonnoir 108 sous l'action de cylindres 110 et 112 se trouve dans l'état qui convient à la. suite de son traitement connu par lequel elle peut être transformée en fils.
La mèche ainsi formée, lorsqu'elle est constituée par des fibres d'écheveau synthétiques ou obtenus par refou- lement, a une densité très uniforme qui permet de l'étirer et de la filer à l'état de fils par les procédés ordinaires de filature de la laine et du coton. Si on désire obtenir un mélange avec de la laine, on peut combiner des fibres de laine avec ces autres fibres avant leur entrée dans l'angle .formé par les cylindres de rupture 10, 12, et dans ce cas, toutes les fibres sont coupées, étirées et transformées en mèches.
Si on ne désire pas couper certaines de ces fibres on peut les combiner avec les fibres coupées avant de les faire passer dans les dispositifs de cisaillement et d'étirage
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On peut ainsi obtenir à volonté divers mélanges de fibres synthétiques et obtenues par refoulement et de fibres naturel- les.
Les détails spéciaux de la machine qui permettent d'arriver à ce résultat peuvent être modifiés considérable- ment, mais l'installation qui est représentée sur le dessin a servi effectivement à transformer en mèches plusieurs mil- liers de kilogs de diverses sortes de fibres.
Les ballots 130 des fibres peuvent être disposés sur les arbres 132 d'un équipage 6 d'où les fibres sont tirées par des cylindres 144, 146 et 148 en passant sur une barre horizontale fixe 134 et dans des trous 138 d'un châssis 140.
Le frottement des fibres 4 passant autour de la barre fixe 134 et contre les bords fraisés des trous 138 empêche les fibres de se tordre en se déroulant des ballots et d'entrainer des floches dans les cylindres de rupture 10, 12.
Les fibres se rassemblent donc et s'étalent sous forme de nappe 8 sur le cylindre 146 avant d'arriver dans les cy- lindres de rupture.
Les cylindres 144, 146 et 148 sont commandés mécani- quement par un mécanisme décrit ci-après à une vitesse péri- phérique légèrement inférieure à celle des cylindres 10 et 12 ; de sorte que les fibres se trouvent sous tension entre les deux séries de cylindres et par suite sont redressées et rendues parallèles au moment où elles arrivent dans les cylindres de rupture 10, 12. Cette tension diminue également le crépage lorsque les fibres employées sont des fibres frisées.
L'angle d'entrée des cylindres 146, 148 est situé légèrement plus bas que celui des cylindres 10, 12 de sorte que les fibres en entrant dans l'angle de ces derniers cylin- dres sont appliquées contre la surface du cylindre inférieur 12 et ne s'introduisent pas d'elles-mêmes, entre les parois @
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latérales des filets 14 et la matière caoutchouteuse qui se trouve entre les filets.
De préférence les filets hélicoïdaux du cylindre de rupture supérieur 10 ne sont pas coupants mais comportent des portions planes à angles vifs qui coupent la nappe de fibressupportée par le cylindre inférieur 12. On a constaté qu'on obtient des résultats satisfaisants avec des portions planes d'une largeur d'environ Ot4 mm.
Les filets du cylindre 10 peuvent affleurer avec la surface de la matière caoutchouteuse 180 qui remplit les es- paces entre les filets mais de préférence ils sont légèrement noyés dans cette composition. La pression qui s'exerce entre les cylindres refoule la composition en arrière en découvrant les arêtes des filets de façon à briser les fibres. La pres- sion exercée par la composition contre les fibres permet aux cylindres 10 et 12' de faire avancer la nappe et empêche aussi tout mouvement nuisible des fibres dans le sens de l'axe des cylindres.
Le cylindre 10 est débarrassé des fragments de fibres par une brosse 184 qui tourne en sens inverse du cylindre 10. La brosse 184 est nettoyée par une garniture de carde du cylindre 186. La fibre s'accumule sur la garniture de carde où elle se tasse par l'action de la brosse 188 et dont on enlève la garniture périodiquement.
Le cylindre inférieur 12 est en alliage d'acier trempé non fragile et a une surface lisse, dure qui supporte la nappe 8 sous la pression du cylindre supérieur 10.
Le cylindre 10 est monté dans des coussinets 162 chargés par des ressorts, qui exercent une forte pression, de l'ordre de plusieurs tonnes, de façon à appliquer le cylindre 10 de haut en bas sur le cylindre 12 pour détacher ou briser les fibres. Les cylindres 10 et 12 tournent sous l'action
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d'un mécanisme décrit ci-après et sont accouplés de façon à tourner à la même vitesse périphérique par des roues d'engre- nage en prise 322 et 324, fig. 9 aux deux extrémités des cylindres. Pour éviter une usure excessive de la surface du cylindre inférieur par les arêtes des filets, un des cylindres est un peu plus grand que l'autre et une des roues d'engrena- ge de chaque paire peut avoir une dent de plus que l'autre.
Les filets du cylindre supérieur 10 coupent ou brisent la nappe de fibres 8 en rubans fortement obliques suivant un angle déterminé par l'angle des filets par rapport à l'axe du cylindre de coupe. Les meilleurs résultats sont obtenus avec un angle d'environ 80 , mais on peut évidemment modifier cet angle, qui ne doit pas être inférieur à 60 . On a obtenu des résultats satisfaisants avec un angle atteignant 88 .
Du fait de cette coupe à angle aigu, les extrémités des fibres voisines dans le sens latéral, se trouvent successi- vement l'une enarrière de l'autre. Il en résulte que les extré- mités des fibres en avance relative sont saisies et avancent davantage par rapport à celles qui se trouvent en arrière sous l'action des cylindres et tabliers sur lesquels elles arrivent ensuite.
Pour faire varier la longueur des fibres coupées, on peut faire varier l'angle suivant lequel la nappe de fibres arrive dans l'angle formé par les cylindres 10, 12. Ce résul- tat peut être obtenu par un moyen quelconque approprié, dont l'un est représenté sur le dessin.
Le bâti 140 est monté sur une glissière appropriée 170 et reçoit un mouvement de va et vient d'une manivelle 174 accouplée au bâtipar un maneton de manivelle 172 et calée sur l'arbre 180 qui peut recevoir un mouvement de rotation approprié. Lorsque le bâti est dans sa position intermédiaire, la nappe de fibres avance suivant la ligne X de la fig. 5, et
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la longueur des fibres coupées est égale à la distance a dans un plan perpendiculaire à l'axe du cylindre 10 entre les coupes successives 15 effectuées par les filets. Lorsque le bâti se déplace vers la gauche, la nappe de fibres arrive suivant un angle aigu, par exemple l'angle Y, fig. 5, par rapport à cette perpendiculaire, et lorsque le bâti se dépla- ce vers la droite, la nappe arrive suivant l'angle représenté par Z.
Lorsque la nappe arrive suivant l'angle Y, les lon- gueurs coupées sont plus grandes et lorsqu'elle arrive sui- vant l'angle Z elles sont plus courtes. En faisant aller et venir lentement le bâti, on peut faire varier la longueur des fibres entre leurs longueurs maximum, et minimum et inverse- ment. On obtient ainsi des fibres de longueurs graduées qui fournissent une mèche comportant ces gradu.ations et qui, par suite, peut être traitée par les procédés ordinaires de filage de la laine ou du coton, sous forme de fils.
En réglant la période et l'amplitude de ce mouvement de va et vient, on peut obtenir toute variation de la longueur des fibres qui peut être nécessaire dans les applications du commerce. Par exemple, on a employé un cylindre 10 de 0,140 mètre de diamè- tre à quadruple filet de rupture 14, à pas de 12,7 mm. et fai- sant un. angle d'environ 80 . Le bâti 140 étant immobile et la. nappe avançant dans la direction X perpendiculaire à la ligne d'entrée des cylindres de rupture, on obtient une lon- gueur a de fibre d'environ 114 mm. Le bâti 140 recevant cinq oscillations par minute d'une amplitude de 12,7 mm de part et d'autre de l'axe, on obtient une graduation uniforme de la longueur des fibres comprise entre environ 76 et 152 mm.
Ces chiffres ainsi que d'autres ne sont donnés ici qu'à titre d'exemple et l'invention ne doit nullement être considérée comme limitée à ces chiffres.
Les rubans obliques de fibres brisées arrivent dans @
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les cylindres 20 et 22 qui sont commandés de façon à tourner à la même vitesse superficielle qui, de préférence, est la même que celle des cylindres 10 et 12 ou légèrement supé- rieure. La longueur libre entre les cylindres 20, 22 et les cylindres 24, 26 et la longueur libre entre les cylindres 24, 26 et l'angle d'entrée formé par le cylindre 28 et le tablier 36 sont plus courtes que la longueur de la fibre la plus courte coupée par le cylindre 10. Les cylindres 20, 22 serrent les fibres et retiennent leurs extrémités postérieu- res dont les extrémités antérieures sont travaillées et entrainées par les cannelures 32, 34 des cylindres 24, 26.
Etant donné que les cylindres 20, 22 ont un faible diamètre, ils peuvent être placés très près des cylindres 24, 26 et par suite retiennent des longueurs de fibres très courtes dont les extrémités antérieures se trouvent entre les cylindres 24, 26. Si on le désire, on peut supprimer les cylindres 20, 22 et dans ce cas les cylindres de rupture 10, 12 rem- plissent leur fonction, les fibres étant saisies entre la surface caoutchouteuse du cylindre 10 et la surface en acier du cylindre 12.
Les cylindres cannelés 24 et 26 sont accouplés par des roues d'engrenage 336 et 338, fig. 9, de façon à tourner à une vitesse superficielle, légèrement supérieure à celle des cylindres 20 et 22 ou 10 et 12 suivant le cas. Les canne- lures de ces cylindres ne sont pas en contact, mais pénètrent seulement dans une mesure limitée dans les espaces qui sépa- rent les cannelures du cylindre correspondant et cet espace- ment est réalisé en donnant un diamètre suffisamment grand à ces roues d'engrenage.
L'espacement dans le sens latéral entre les côtés voisins des cannelures opposées est suffisant pour permettre à la nappe et aux cannelues de se déplacer l'une par rapport à l'autre et cet espacement peut être réglé en
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employant le même nombre de cannelures sur les deux cylindres et des roues d'engrenage dont le nombre de, dents est supérieur d'une unité à celui des cannelures, de façon à pouvoir faire varier les positions relatives des cannelures opposées en choi- sissant des positions d'engrènement différentes des roues d'engrenage.
Puis la nappe de fibres arrive sur le tablièr 36 qui passe sur des rouleaux 30, 38, 40 et 42 et revient en passant sur le rouleau 43. Des cylindres supérieurs 28, 44 et 46 con- tre lesquels s'applique;'' le tablier 36 sont disposés entre les rouleaux successifs 30, 38, 40 et 42. Les cylindres 28, 44 et 46 sont cannelés et rayés de façon à. obtenir un meilleur contact de friction avec les fibres pressées contre eux par la courroie. La valeur de cette pression peut être réglée en mon- tant le rouleau 43 dans des coussinets dont la position peut être réglée dans le sens vertical.
Etant donné que la vitesse superficielle du tablier 36 et des cylindres 28, 44 et 46 est plus grande que celle des cylindres 20, 22, la nappe de fibres subit un étirage. Lorsque les fibres de chaque ruban 16 s'approchent du cylindre 28 et du tablier 36, leurs extrémités antérieures sur la ligne de rupture 15 sont dirigées obliquement par rapport à l'angle d'entrée formé entre le cylindre 28 et le tablier 36 de sorte que les fibres de chaque ruban y arrivent d'une manière géné- rale successivement et non simultanément.
La vitesse superficielle des cylindres 28, 44 et 46 est supérieure à celle du tablier 36 sur lequel repose la nappe de fibres, de sorte que les cylindres font avancer les fibres supérieures de la nappe par rapport aux fibres qui se trouvent au-dessous, d'elles comme l'indique schématiquement la fige 8. Il en résulte une séparation et un mouvement rela- tif des fibres de la nappe l'une par rapport à l'autre dans
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le sens vertical que l'on peut appeler "action de cisaille- ment". Du fait de cette action de cisaillement les fibres qui se trouvaient verticalement sur la même ligne en profondeur sur la ligne de rupture ne se trouvent plus dans le prolongement vertical l'une de l'autre les extrémités de certaines fibres se trouvant plus fortement en saillie que celles de certaines au- tres.
Par suite, dans le sens de la profondeur de la nappe, les fibres supérieures sont en avance par rapport à celles qui sont au-dessous d'elles.
Puis les fibres arrivent dans une nouvelle série de cylindres d'étirage 50, 52 dont le cylindre inférieur est cannelé et rayé et qui tournent à la même vitesse périphérique, plus grande que celle des cylindres 28, 44 et 46. Les cylindres 50 et 52 saisissent directement les fibres et les tirent en les faisant sortir de l'intervalle entre le tablier 36 et les cylindres supérieurs 28, 44 et 46, qui exercent sur les fibres une pression moins forte que celle de l'angle formé par les cylindres 50 et 52.
On a constaté que le contact superficiel étendu entre le tablier 36 et les cylindres supérieurs 28, 44 et 46 qui résulte de la position des cylindres inférieurs 30, permet à la machine d'exercer l'action de cisaillement que l'on désire avec une différence de vitesse ne dépassant pas 25 % entre le tablier et les cylindres supérieurs. On évite d'avoir à prévoir une distance d'entrée déterminée entre les cylindres 20, 22 et la ligne de contact à l'entrée entre le tablier 36 et le cylindre 28, où se produit le premier étirage, à cause de la distance d'entrée assez grande entre le cylindre 28 et le tablier.
En évitant d'avoir à prévoir des distances d'entrée déterminées spéciales par rapportà la longueur des fibres, on facilite l'étirage des fibres de diverses longueurs, telles qu'on les obtient en imprimant un mouvement de va et vient
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transversal au bâti de guidage 140 ou en disposant un autre cylindre de rupture à filets de rupture inclinés et espacés d'une manière différente. Enfin les extrémités postérieures des fibres dont les extrémités antérieures sont serrées entre les cylindres d'étirage 50, 52 ne peuvent pas provoquer le bouclage des fibres qui n'ont pas encore atteint les cylindres 50, 52 et qui sont en contact de friction avec ces extrémités postérieures en mouvement, parce que les fibres ainsi en contact de friction sont maintenues à plat entre les cylindres supérieurs et le tablier de support.
De préférence on répète l'opération de cisaillement.
La nappe de fibres sortant des cylindres 50, 52, passe sur le tablier 60, qui passe sur les rouleaux 68, 70, 72 et 74 et sous le rouleau de tension 76, monté d'une manière réglable.
Les cylindres 62, 64 et 66 qui sont carmelés et rayés exercent une pression sur la nappe de fibres entre les rouleaux 68, 70 , 72 et 74 et tournent à une vitesse périphérique plus grande que la vitesse superficielle du tablier, en exerçant ainsi une nouvelle action de cisaillement. La distance entre les cylindres 50, 52 et la ligne de contact d'entrée entre le cylindre 62 et le tablier 60 peut être beaucoup plus courte que la longueur des fibres, parce que, quoique les cylindres 50, 52 serrent directement les fibres, les cylindres 62, 64 et 66 exercent une pression moins forte sur elles et glissent sur les fibres retenues par les cylindres 50, 52.
Une dernière paire de cylindres d'étirage 80 et 82 serrant directement les fibres à une vitesse périphérique plus grande que les cylindres 62, 64, 66, de façon à effectuer un nouvel étirage. Le cylindre 80 est débarrassé des fibres détachées par un râcloir 202 garni de feutre.
La nappe de fibres ainsi cisaillée et étirée arrive sur un tablier 86 qui passe autour du cylindre 82 et entre
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ce cylindre et le cylindre 80, fig. 3 et revient après avoir passé sur un rouleau 90. La nappe de fibres arrivant sur le tablier 86 se compose de fibres de longueurs différentes su- perposées dont les extrémités antérieures et postérieures sont disposées au hasard dans toute la nappe et la nappe est mince par rapport à la nappe de fibres 8, pénétrant entre les cylindres de rupture.
Un dispositif sert à réduire au minimum les inconvénient dûs à la présence d'électricité statique dans la nappe de fibres. Les cylindres 92 et 94, dont les surfaces métalliques sont connectées au bâti de la machine, servent à entrainer l'électricité statique. Ces deux cylindres sont fous sur la nappe de fibres supportée par le tablier 86. Le cylindre 92 a un petit diamètre et est situé à côté du cylindre 80 de façon à le débarrasser des fibres qui y adhérent éventuelle- ment. De même le cylindre 94 débarrasse le cylindre 92 des fragments de fibres et les transporte dans la nappe.
De préférence on rend également humide l'atmosphère de l'atelier dans lequel la machine fonctionne, de façon que le degré hygrométrique de l'air soit d'environ 60 à 65 %.
Les types de fibres à propos desquels se pose un pro- blème d'électricité statique difficile à résoudre, reçoivent également une certaine quantité d'humidité apportée par le tablier 86. La surface inférieure du tablier revenant en arrière entraine de l'eau d'un réservoir 210 par l'intermé- diaire de cylindres 212 et 214. Le cylindre 212 est recouvert de feutre et le cylindre 214 est cannelé et rayé. Le cylindre 214 tourne dans le même sens que le mouvement de la surface du tablier avec lequel il est en contact et a une vitesse su- perficielle moindre pouvent être réglée, de sorte que le ta- blier frotte sur le cylindre 214 en entraine de l'humidité et la transmet à la nappe de fibres.
La quantité d'humidité
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fournie à la nappe est déterminée en partie par la profondeur et l'espacement des. cannelures rayées du cylindre 214 et peut être modifiée en changeant les vitesses relatives du cylindre 214 et du tablier.
L'opération finale consiste à enrouler la nappe de fibres sous forme de mèche hélicoïdale. Le cylindre 100 com- porte des nervures sur sa périphérie, de préférence en forme de spirale 102 et tourne de façon à faire avancer sa portion la plus voisine du tablier dans la direction opposée à celle de l'avancement du tablier et à une vitesse au moins aussi grande que celle du tablier. Les nervures sont à peine en contact avec le tablier. Le cylindre, en tournant, enroule la nappe mince de fibres sous forme de rouleau ou mèche héli- coîdal 2 que des cylindres 110, 112 étirent en la faisant passer dans un entonnoir rotatif 108. L'axe du cylindre 100 est dirigé obliquement par rapport à la direction de l'avan- cement de la nappe et son inclinaison est opposée à celle des lignes de rupture 15.
Quoique les lignes de rupture aient été troublées par l'action de cisaillement et par l'étirage, la nappe reposant sur le tablier 86 est cependant extrêmement.. mince et les solutions de continuité éventuelles de cette nappe ont des directions d'une même inclinaison gé- nérale que celles des lignes de rupture. L'obliquité du cylindre 100 a pour effet, non seulement d'enrouler les fibres et de leur permettre de quitter le tablier sous forme hélicoïdale, mais encore fait brusquement obstacle aux solu- tions de continuité éventuelles de la nappe en mouvement, de sorte que les fibres se rassemblent sous forme de mèches sans pointa faibles.
L'inclinaison des nervures 102 doit être dirigée dans le sens indiqué, de façon que leur mouvement d'avancement apparente pendant que le cylindre tourne, soit dirigé dans le s-ens du mouvement d'avancement de la mèche 2.
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Le cylindre 100 peut être débarrassé des fibres déta- chées au moyen d'un tuyau d'arrivée d'air, 220, fig. 7, situé au-dessus de lui et percé de trous 222 par lesquels des cou- rants d'air sont dirigés de haut en bas sur le cylindre.
Un guide de protection fixe 226 avec embouchure élargie 228 sert à guider la mèche arrivant dans l'entonnoir rotatif 108. Celui-ci peut comporter une portion de section transver- sale triangulaire réduite 240 de réception de la mèche qui, en tournant dans le sens indiquée imprime un mouvement de rota- tion semblable à la mèche et facilite son enroulement sous forme hélicoïdale. Des cylindres 110, 112 font sortir la mèche du cylindre 100, la font passer dans l'entonnoir et la font arriver dans une boîte d'ondulation 223 comportant une lame à onduler 225 ordinaire, chargée d'un contrepoids, qui fonctionne d'une manière connue et fait sortir la mèche sous forme ondulée 229.
La machine est équipée de préférence avec un tâteur d'arrêt qui repose légèrement sur la mèche entre les enton- noirs fixe et rotatif et arrête la machine automatiquement en cas de rupture de la mèche.
Une fois la mèche formée et sortie du tablier 86, on peut y appliquer une couche de finissage d'huile antistatique du type ordinaire pour empêcher la formation d'électricité statique au cours des opérations suivantes du traitement.
Les vitesses relatives des cylindres et des tabliers qui conviennent peuvent être obtenues par une commande d'un type quelconque approprié, dont l'un est représenté à titre d'exemple sur la fig. 9.
Les arbres des divers cylindres sont désignés sur la fig. 9 par les mêmes numéros que les cylindres de la f ig.
2 affectés de l'indice ', et sur la fig. 9 on n'a évidem- ment pas cherché à représenter avec précision les dimensions
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relatives des éléments. Un arbre moteur principal 300 tourne en sens inverse des aiguilles d'une montre sous l'action d'un moteur indiqué schématiquement par 302. Un pignon de chaîne 304 calé sur l'arbre 300 porte une chaine 306 qui fait tour- ner un pignon de chaîne 308 calé sur l'arbre 12' de façon à faire tourner le cylindre de rupture 12 en sens inverse des aiguilles d'une montre à une vitesse déterminée.
Un pignon de chaine 310 également calé sur l'arbre 12' est accou- plé par une chaîne 312 avec un pignon de chaîne 314 calé sur l'arbre 146', de façon à faire tourner le cylindre 146 en sens inverse des aiguilles d'une montre à une vitesse super- ficielle qui est égale ou légèrement inférieure, pour réaliser la tension de la mèche à la vitesse superficielle du cylindre 12. Une roue d'engrenage 316 calée sur l'arbre 146' engrène avec une roue d'engrenage 318 calée sur l'arbre 144' et avec une roue d'engrenage 320 calée sur l'arbre 148' de fa- çon à faire tourner les cylindres 144 et 148 à la même vitesse superficielle que le cylindre 146.
Le cylindre de rupture inférieur 12 entraîne le rou- leau supérieur 10 par une roue d'engrenage 322 calée sur l'arbre 12' et engrenant avec une roue d'engrenage 324 calée sur l'arbre 10'.
Le cylindre 20 est actionné par l'arbre 10' à la même vitesse superficielle que le cylindre 10 ou à une vitesse légèrement supérieure par une chaîne 326 passant sur un pi- gnon de chaîne 328 calé sur l'arbre 10' et un pignon de chaîne 330 calé sur l'arbre 20e. Le cylindre inférieur 22 est action- né par une roue d'engrenage 332 calée sur l'arbre 22' et engrenant avec une roue d'engrenage 334 calée sur l'arbre 20'.
Les cylindres de décollage 24 et 26 sont accouplés par des roues d'engrenage 336 calée sur l'arbre 24' et 338 calée sur l'arbre 26'. Pour faire tourner les deux cylindres à une
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vitesse superficielle supérieure à celles des cylindres 20, 22, une chaine 40 passant sur un pignon de chaîne 342 est actionnée par un pignon de chaîne 344 calé sur l'arbre moteur 300.
Les cylindres 28, 44 et 46 sont commandes à des vi- tesses superficielles supérieures à celles des cylindres 24, 26 par une chaine 346 passant sur un pignon de chaine 348 calé sur l'arbre 24' et sur un pignon de chaîne plus petit 350 calé sur l'arbre 28'. Le cylindre 44 est actionné par le cylindre 28 à la même vitesse superficielle par l'intermédiaire d'une chaîne 352 passant sur des pignons de chaîne 354 et 356 calés respectivement sur les arbres 28' et 44'. Le cylindre 46 est actionné par le cylindre 44 à la même vitesse super- ficielle par une chaîne 358 passant sur des pignons de chaîne 360 et 362 calés respectivement sur les arbres 44' et 46'.
Le tablier 36 avance à une vitesse superficielle infé- rieure à celle des cylindres 28, 44 et 46, mais supérieure à celle des cylindres 24, 26, sous l'effet de la commande appropriée des deux cylindres 30 et 42 de support aux extré- mités du tablier. Une chaîne 366 passe sur des pignons de chaîne 388 et 378 calés respectivement sur les arbres 30' et 42' et sur un pignon de chaîne 366 calé sur un arbre de renvoi 370 qui est commandé par l'arbre 300 par 1'intermé- diaire d'une chaine 372 passant sur des pignons de chaîne 374, 376 calés respectivement sur les arbres 370 et 300.
Les cylindres 50, 52 sont accouplés par une roue d'en- grenage 400, calée sur l'arbre 50' et une roue d'engrenage 402 calée sur l'arbre 52'. Le cylindre inférieur tourne à la vitesse relative indiquée ci-dessus par l'intermédiaire d'une chaine 404 passant sur un pignon de chaîne de 406 calé sur l'arbre 52' et un pignon de chaine 408 calé sur l'arbre 42'.
La commande de la série suivante de cylindres et de
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courroies peut fonctionner d'après le même principe que celle qui vient d'être décrite et, par suite sa description détaillée parait inutile. Les cylindres 62, 64 et 66 sont accouplés par des chaînes et pignons de chaîne et leur mou- vement est emprunté à l'arbre 50' par l'intermédiaire d'une chaîne 410 passant sur un pignon de chaîne 412 calé sur l'arbre 50' et un pignon de chaine 414 calé sur l'arbre 62'.
Les ambres des cylindres 68 et 74 des extrémités suppor- tant le tablier 60 comportent des pignons de chaîne actionnés par une chaîne 416 qui passe sur un pignon de chaîne 420 calé sur l'arbre 422 qui est actionné par l'arbre 370 par l'in- termédiaire d'une chaîne 424 passant sur un pignon de chaine 426 calé sur l'arbre 422 et un pignon de chaine 428 calé sur l'arbre 370.
Les cylindres 80, 82 sont accouplés par une roue d'en- grenage 430 calée sur l'arbre 80' et une roue d'engrenage 432 calée sur l'arbre 82'. De préférence, l'arbre 80' peut être actionné par l'arbre 66' au moyen d'un pignon de chaîne 434 calé sur l'arbre 66' et actionnant une chaîne 436 qui passe sur un pignon de chaîne 438 calé sur l'arbre 80'.
Le cylindre 100 tourne sous l'action d'une courroie 462 passant sur une poulie 460 solidaire du cylindre et une poulie 464 calée sur un arbre 466, qui reçoit son mouvement de l'arbre 422 par des roues coniques 468. L'entonnoir 108 peut être actionné de préférence par une couronne dentée 510 montée sur l'entonnoir et engrènant avec une roue dentée 512 calée sur l'arbre du cylindre 100. Les cylindres 110 et 112 sont accouplés par des roues d'engrenages 514 et 516 et un de ces cylindres est accouplé à une pièce en mouvement de la machine ainsi que l'indique schématiquement une roue conique 518 calée sur l'arbre du cylindre inférieur et engrènant avec une roue conique 520 calée sur l'arbre du cylindre 100.
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L'invention n'est pas limitée à la forme de réalisation décrite ci-dessus. A titre d'exemple de variantes trouvées avantageuses dans la pratique, on peut remplacer les tabliers 36 et 60 de la fig. 1 par des séries de cylindres inférieurs qui, avec les cylindres supérieurs, sont disposés de façon à réaliser l'étirage et le cisaillement en profondeur des fibres. Par exemple, fig. 10, les cylindres cannelés 24 et 26 peuvent être suivis par des cylindres inférieur et supérieur 232 et 230 qui serrent directement les fibres et dont la vi- tesse périphérique est supérieure à celle des cylindres 20 et 22, de façon à réaliser l'étirage et l'élimination des fragments adhérents de fibres pendant que les fibres avancent entre les cylindres 24, 26. Un tablier 234 est interposé entre les cylindres 230 et 232 pour éviter d'endommager les fibres.
La nappe 8 est transmise par ces cylindres à une série de cylindres numérotés en suivant de 240 à 251. Les cylindres 20, 241 sont des cylindres de support de la nappe circulant entre les cylindres 230, 232 et les cylindres 242, 243. Les cylindres 242, 243 sont à une distance des cylindres 230, 232 à peu près égale à la longueur des fibres ou à leur lon- gueur maximum si cette longueur varie. Le cylindre 243 tourne plus vite que le cylindre 232 et le cylindre 242 plus vite que le cylindre 243. La différence de vitesse entre le cylin- dre 242 et 243 atteint de préférence 30%, quoique, bien enten- du, l'ondulation des fibres du fait d'une vitesse excessive du cylindre supérieur, doit être évitée.
Les cylindres 242, 243 sont très rapprochés l'un de l'autre et sont par exemple à une distance de 0,05 mm pour une nappe d'une épaisseur moyenne d'environ 0,4 mm de façon à faire avancer les fibres par friction et à les étirer par glissement. Un des cylindres 242, 243 au moins est recouvert d'une couche de caoutchouc ou autre matière élastique pour
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éviter d'endommager les fibres et en raison de cette élas- ticité on peut faire varier notablement cet intervalle de 0,05 mm en obtenant des résultats satisfaisants.
Les cylindres 240 et 241 de support intermédiaire sont séparés par un intervalle qui peut être- supérieur à
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Un nouvel étirage longitudinal et un cisaillement en profondeur sont effectués par les cylindres 246, 247 avec les cylindres 244,, 245 intermédiaires, servant de supports.
La dernière paire de cylindres de support 248, 249 fait arri- ver les fibres sur le tablier 86 d'où elles se rassemblent sous forme de mèches.
Une autre variante consiste dans l'installation de la fig.. 11 qui comporte plusieurs cylindres supérieurs coo- pérant avec un seul cylindre inférieur. Le cylindre inférieur 243a correspond par exemple au cylindre 243 de la forme de réalisation de la fig. 10. Le cylindre supérieur 242 de la fig. 10 est remplacé par deux petits cylindres 242a et 242b, de préférence en acier, cannelés et rayés et tournant à la même vitesse, qui de préférence est notablement supérieure à celle du cylindre 243a dont ils sont à une faible distance,
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ainsi qu'il est expliqué à propos de la fig. 10. on a cons- taté qu'avec plusieurs petits cylindres coopérant avec un cylindre unique plus grand, on obtient un meilleur contact superficiel avec la nappe et on réalise un meilleur cisaille- ment en profondeur qu'avec une paire de cylindres opposés.
Lorsqu'on traite des mèches de longues fibres d'une catégorie quelconque, animale, végétale, synthétique ou des mélanges de ces fibres, on peut raccourcir les longueurs individuelles des fibres et obtenir une mèche de fibres étirées de la manière décrite ci-dessus.
REVENDICATIONS.
---------------------------- 1.- Procédé de formation d'une mèche avec des fibres textiles, caractérisé en ce qu'on forme les fibres en une nappe, en ce qu'on brise la nappe de fibres en rubans obliques, en ce qu'on cisaille ces rubans obliques sous forme d'une seconde nappe et en ce qu'on enroule cette seconde nappe en hélice sur elle- même suivant une certaine inclinaison par rapport à sa lon- gueur .
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"Method and machine for transforming a web of fibers".
The invention relates to a method and a machine for converting a web of fibers, comprising man-made and natural fibers and mixtures of these fibers, into a strand of detached and separated fibers, ready to be subsequently drawn and spun into form. of wire. The main objects of the invention are as follows: to prepare a uniform roving supporting itself in a more economical manner, to achieve the necessary mixing of the fibers on a single machine without having to perform an additional mixing prepare strands of fibrest, none of which exceeds a determined length, mix fibers not cut by the machine with fibers cut by it.
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In the attached drawing: fig. 1 is a plan view from the entrance side of a machine constructed in accordance with a preferably selected embodiment of the invention; fig. 2 is a side elevation of the portion of the machine shown in FIG. 1; fig. 3 is a plan view from the exit side of the machine and shows some parts common to FIG. 1, so as to indicate how these two figures combine to represent the entire machine; fig. 4 is a side elevation of the portion of the machine of FIG. 3; fig. 5 is a plan view on a larger scale of the upper breaking cylinder and shows the effect produced by this cylinder on the web of fibers; fig. 6 is a vertical section on a larger scale of the take-off device;
fig. 7 is a side elevation on a larger scale partially in section taken along line 7-7 of FIG. 3 and represents the collecting cylinder; fig. 8 is a schematic vertical section showing the shearing action; fig. 9 is a schematic side elevation of the operating mechanism; fig. 10 is a side elevation of a variant, and FIG. It is a side elevation of another variation.
It is appropriate to first describe the process, preferably chosen according to the invention, of converting a web of fibers into a continuous strand of separated and detached fibers of different lengths overlapping each other.
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The first operation consists of collecting the fibers and spreading them out in the form of a flat sheet. For this purpose they are extracted from bales such as reels 130, fig. 1, and they are passed through holes 138 of a guide chas- sis 141 on feed rollers 144, 146 and 148 around which they pass and from which they exit in the form of a flat sheet 8.
The next operation consists of cutting or breaking the web into oblique ribbons 16, fig. 5, preferably at an angle of about 10 with the axis of the advancing movement. This is achieved by one or more helical threads 14 of steel on the periphery of a cylinder 10 which are applied under high pressure against the web supported by the flat metal surface of a cylinder 12.
The length of the fibers can be varied between the cut-off or break points by causing the web to strike the threads at different angles by lateral displacement of the frame 140, as described in detail below.
The advancement movement of the web and the ribbons is facilitated by a rubbery material 160 disposed between the threads 14 of the cylinder 10. This material also prevents the web from receiving a lateral advancement movement from the threads of the cylinder.
The next operation is to separate the ends of the fibers which can be wedged together by small portions of the fibers packed by the threads 14 and to break and remove these portions. This result is obtained by cylinders 24, 26, fig. 6, which respectively comprise teeth 32 and 34 and cooperate with cylinders 20, 22 whose peripheral speed is less than that of the surface of the splined cylinders and with a cylinder 28 and a
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apron 36, the surface speed of which is greater.
The grooves are spaced so as to be able to move relative to the web. They have the effect of working the fibers and causing them to flex upwards and downwards and to entrain the anterior ends of these fibers, the posterior ends of which are held in the angle formed by the cylinders. 20, 22 at low speed and also to drive the rear ends of these fibers which are drawn between the grooves by the cylinder 28 and the apron 36 at high speed, so that the fibers no longer adhere to the to one another.
Another operation consists in advancing the fibers of the upper part of the web relative to the fibers of its lower part, a so-called "shearing" operation. This operation is carried out by the cylinders 28, 44 and 46 which apply to the upper part of the sheet of fibers and whose peripheral speed is greater than that of the surface of the apron 36 on which the lower part of the sheet rests. of fiber. The cylinders 62, 64 and 66 and the apron 60 similarly perform a new shearing operation.
Another operation consists in stretching the fibers by the greater superficial speed of the cylinders or aprons with which they come into contact successively.
This shearing and stretching operation has the effect of causing the fibers to overlap and overlap each other lengthwise vertically and laterally. All the fibers merge in the form of a practically continuous and relatively thin sheet 8a, figs.
3 and 4, consisting of these fibers of different lengths overlapping each other.
The last operation is to roll up this tablecloth
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helically in the form of a wick 2, arranged diagonally with respect to the axis of movement of the web and to make this wick penetrate in the direction. longitudinal in a receiving funnel 108. For this purpose, cylinders 80, 82 make arrive the. sheet of fibers on a moving apron 86 on which it is gripped and rolls up on itself by the action of a cylinder 100inelined diagonally with respect to the axis of advance of the sheet in the direction opposite to the The diagonal inclination of the ribbons formed by the cylinders 10 and 12 and rotating in a direction such that its lower surface moves in the opposite direction to the advance of the web.
The amount of static electricity contained in the web can be reduced by metal cylinders 92 and 94 electrically connected to the frame and by wetting the apron 86 and the fiber web which rests on it with water from a frame. tank 210 and applied by cylinders 212 and 214.
The wick which passes through the funnel 108 under the action of cylinders 110 and 112 is in the state which is suitable for the. following her known treatment by which she can be turned into a son.
The sliver thus formed, when it is constituted by synthetic skein fibers or obtained by upsetting, has a very uniform density which allows it to be drawn and spun in the state of threads by the ordinary methods of wool and cotton spinning. If it is desired to obtain a mixture with wool, one can combine wool fibers with these other fibers before they enter the angle formed by the breaking cylinders 10, 12, and in this case all the fibers are cut. , stretched and made into wicks.
If you do not want to cut some of these fibers, they can be combined with the cut fibers before passing them through the shearing and drawing devices.
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It is thus possible to obtain at will various mixtures of synthetic fibers and fibers obtained by upsetting and natural fibers.
The special details of the machine which allow this to be achieved can be changed considerably, but the plant shown in the drawing has effectively served to transform several thousand kilograms of various kinds of fibers into rovings.
The bundles 130 of the fibers can be arranged on the shafts 132 of a crew 6 from where the fibers are drawn by cylinders 144, 146 and 148 passing over a fixed horizontal bar 134 and through holes 138 of a frame 140 .
The friction of the fibers 4 passing around the fixed bar 134 and against the countersunk edges of the holes 138 prevents the fibers from twisting as they unwind from the bales and causing sags in the breaking rolls 10, 12.
The fibers therefore gather and spread out in the form of a sheet 8 on the cylinder 146 before arriving in the breaking cylinders.
The cylinders 144, 146 and 148 are controlled mechanically by a mechanism described below at a peripheral speed slightly lower than that of the cylinders 10 and 12; so that the fibers are under tension between the two series of rolls and consequently are straightened and made parallel when they arrive in the breaking rolls 10, 12. This tension also decreases the creping when the fibers used are fibers curly.
The entry angle of cylinders 146, 148 is located slightly lower than that of cylinders 10, 12 so that fibers entering the angle of the latter cylinders are pressed against the surface of lower cylinder 12 and do not introduce themselves, between the walls @
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side threads 14 and the rubbery material which is between the threads.
Preferably the helical threads of the upper breaking cylinder 10 are not sharp but comprise plane portions at sharp angles which cut the web of fibers supported by the lower cylinder 12. It has been observed that satisfactory results are obtained with plane portions of 'a width of about Ot4 mm.
The threads of cylinder 10 may be flush with the surface of the rubbery material 180 which fills the spaces between the threads, but preferably they are lightly embedded in this composition. The pressure exerted between the cylinders pushes the composition backwards, uncovering the edges of the fillets so as to break the fibers. The pressure exerted by the composition against the fibers allows the rolls 10 and 12 'to advance the web and also prevents harmful movement of the fibers in the direction of the axis of the rolls.
The cylinder 10 is freed of fiber fragments by a brush 184 which rotates in the opposite direction of the cylinder 10. The brush 184 is cleaned by a card lining from the cylinder 186. The fiber accumulates on the card lining where it settles down. by the action of the brush 188 and from which the lining is removed periodically.
The lower cylinder 12 is made of a non-brittle, hardened steel alloy and has a smooth, hard surface which supports the web 8 under the pressure of the upper cylinder 10.
The cylinder 10 is mounted in bearings 162 loaded by springs, which exert a strong pressure, of the order of several tons, so as to apply the cylinder 10 from top to bottom on the cylinder 12 to detach or break the fibers. Cylinders 10 and 12 rotate under the action
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of a mechanism described below and are coupled so as to rotate at the same peripheral speed by meshing gear wheels 322 and 324, fig. 9 at both ends of the cylinders. To avoid excessive wear of the surface of the lower cylinder by the ridges of the threads, one of the cylinders is a little larger than the other and one of the meshing wheels of each pair may have one tooth more than the other.
The threads of the upper cylinder 10 cut or break the web of fibers 8 into strongly oblique ribbons at an angle determined by the angle of the threads with respect to the axis of the cutting cylinder. The best results are obtained with an angle of about 80, but you can obviously change this angle, which should not be less than 60. Satisfactory results have been obtained with an angle of up to 88.
As a result of this sharp-angled cut, the ends of neighboring fibers in the lateral direction are successively behind each other. As a result, the ends of the fibers in relative advance are grasped and advance more than those which lie behind under the action of the rolls and aprons on which they then arrive.
In order to vary the length of the staple fibers, the angle at which the web of fibers arrives at the angle formed by the cylinders 10, 12 can be varied. This result can be obtained by any suitable means, including: one is shown in the drawing.
The frame 140 is mounted on a suitable slide 170 and receives a reciprocating movement of a crank 174 coupled to the frame by a crank pin 172 and wedged on the shaft 180 which can receive an appropriate rotational movement. When the frame is in its intermediate position, the web of fibers advances along line X of FIG. 5, and
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the length of the cut fibers is equal to the distance a in a plane perpendicular to the axis of the cylinder 10 between the successive cuts 15 made by the threads. When the frame moves to the left, the web of fibers arrives at an acute angle, for example angle Y, fig. 5, with respect to this perpendicular, and when the frame moves to the right, the sheet arrives at the angle represented by Z.
When the web arrives at the angle Y, the cut lengths are greater and when it arrives at the angle Z they are shorter. By slowly moving the frame back and forth, the length of the fibers can be varied between their maximum and minimum lengths and vice versa. Fibers of graduated lengths are thus obtained which provide a roving comprising these gradu.ations and which, therefore, can be treated by ordinary methods of spinning wool or cotton, in the form of threads.
By adjusting the period and magnitude of this back and forth motion, any variation in fiber length can be achieved which may be required in commercial applications. For example, a cylinder 10 of 0.140 meters in diameter with quadruple breaking thread 14, at 12.7 mm pitch. and making a. angle of about 80. The frame 140 being stationary and the. With the web advancing in the X direction perpendicular to the entry line of the breaking rolls, a fiber length α of about 114 mm is obtained. The frame 140 receiving five oscillations per minute with an amplitude of 12.7 mm on either side of the axis, a uniform graduation of the length of the fibers of between approximately 76 and 152 mm is obtained.
These figures and others are given here only by way of example and the invention should in no way be considered as limited to these figures.
Oblique ribbons of broken fibers arrive in @
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rolls 20 and 22 which are controlled to rotate at the same surface speed which preferably is the same as that of rolls 10 and 12 or slightly higher. The free length between the cylinders 20, 22 and the cylinders 24, 26 and the free length between the cylinders 24, 26 and the entry angle formed by the cylinder 28 and the apron 36 are shorter than the length of the fiber the shorter cut by the cylinder 10. The cylinders 20, 22 clamp the fibers and retain their posterior ends, the anterior ends of which are worked and driven by the grooves 32, 34 of the cylinders 24, 26.
Since the cylinders 20, 22 have a small diameter, they can be placed very close to the cylinders 24, 26 and therefore retain very short lengths of fibers, the front ends of which lie between the cylinders 24, 26. If this is the case. As desired, the rolls 20, 22 may be omitted and in this case the breaking rolls 10, 12 perform their function, the fibers being gripped between the rubbery surface of the roll 10 and the steel surface of the roll 12.
The splined cylinders 24 and 26 are coupled by gear wheels 336 and 338, fig. 9, so as to rotate at a surface speed, slightly greater than that of the cylinders 20 and 22 or 10 and 12 as the case may be. The grooves of these cylinders are not in contact, but penetrate only to a limited extent into the spaces which separate the grooves of the corresponding cylinder and this space is achieved by giving a sufficiently large diameter to these wheels. gear.
The lateral spacing between adjacent sides of the opposing splines is sufficient to allow the web and the splines to move relative to each other and this spacing can be adjusted by
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employing the same number of splines on both cylinders and gear wheels having a number of teeth greater than that of the splines, so that the relative positions of the opposing splines can be varied by choosing different meshing positions of the gear wheels.
Then the web of fibers arrives on the apron 36 which passes over rollers 30, 38, 40 and 42 and returns by passing over the roller 43. Upper rolls 28, 44 and 46 against which is applied; '' the apron 36 are arranged between the successive rollers 30, 38, 40 and 42. The cylinders 28, 44 and 46 are grooved and scored so as to. get better frictional contact with the fibers pressed against them by the belt. The value of this pressure can be adjusted by mounting the roller 43 in bearings, the position of which can be adjusted in the vertical direction.
Since the surface speed of the apron 36 and the rolls 28, 44 and 46 is greater than that of the rolls 20, 22, the web of fibers undergoes stretching. As the fibers of each strip 16 approach cylinder 28 and apron 36, their front ends on line of failure 15 are directed obliquely with respect to the entry angle formed between cylinder 28 and apron 36 so that the fibers of each ribbon arrive there generally successively and not simultaneously.
The superficial speed of the rolls 28, 44 and 46 is greater than that of the apron 36 on which the web of fibers rests, so that the rolls advance the upper fibers of the web relative to the fibers which lie below, d as shown schematically in Fig 8. This results in a separation and a relative movement of the fibers of the web relative to each other in
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the vertical direction which can be called "shearing action". Due to this shearing action the fibers which were located vertically on the same line at depth on the breaking line are no longer in the vertical extension of one another, the ends of certain fibers being more strongly projecting than those of some others.
As a result, in the direction of the depth of the web, the upper fibers are in advance of those which are below them.
Then the fibers arrive in a new series of drawing rolls 50, 52 whose lower roll is grooved and scored and which rotate at the same peripheral speed, greater than that of rolls 28, 44 and 46. The rolls 50 and 52 directly grab the fibers and pull them out of the gap between the apron 36 and the upper rolls 28, 44 and 46, which exert on the fibers less pressure than that of the angle formed by the rolls 50 and 52.
It has been found that the extensive surface contact between the apron 36 and the upper rolls 28, 44 and 46 which results from the position of the lower rolls 30, allows the machine to exert the desired shearing action with a speed difference not exceeding 25% between the apron and the upper cylinders. One avoids having to provide a determined entry distance between the rolls 20, 22 and the contact line at the entry between the apron 36 and the cylinder 28, where the first stretching occurs, because of the distance d fairly large inlet between cylinder 28 and the apron.
By avoiding having to provide special determined entry distances with respect to the length of the fibers, the stretching of fibers of various lengths is facilitated, as obtained by imparting a reciprocating motion.
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transverse to the guide frame 140 or by providing another breaking cylinder with inclined and differently spaced breaking threads. Finally, the rear ends of the fibers, the front ends of which are clamped between the drawing rolls 50, 52 cannot cause the curling of the fibers which have not yet reached the rolls 50, 52 and which are in friction contact with these. posterior ends in motion, because the fibers thus in frictional contact are kept flat between the upper rolls and the support apron.
Preferably the shearing operation is repeated.
The web of fibers exiting the cylinders 50, 52, passes over the apron 60, which passes over the rollers 68, 70, 72 and 74 and under the tension roller 76, mounted in an adjustable manner.
The rolls 62, 64 and 66 which are crimson and scratched exert pressure on the web of fibers between the rollers 68, 70, 72 and 74 and rotate at a peripheral speed greater than the surface speed of the apron, thus exerting a new shearing action. The distance between the rolls 50, 52 and the entry line of contact between the roll 62 and the apron 60 can be much shorter than the length of the fibers, because, although the rolls 50, 52 directly clamp the fibers, the cylinders 62, 64 and 66 exert less pressure on them and slide on the fibers retained by cylinders 50, 52.
A last pair of drawing rolls 80 and 82 directly clamping the fibers at a greater peripheral speed than the rolls 62, 64, 66, so as to perform a new drawing. The cylinder 80 is freed of loose fibers by a scraper 202 lined with felt.
The sheet of fibers thus sheared and stretched arrives on an apron 86 which passes around the cylinder 82 and between
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this cylinder and cylinder 80, fig. 3 and returns after having passed over a roller 90. The web of fibers arriving on the apron 86 consists of fibers of different lengths superimposed, the anterior and posterior ends of which are arranged at random throughout the web and the web is thin by compared to the web of fibers 8, penetrating between the rupture cylinders.
A device serves to minimize inconvenience due to the presence of static electricity in the web of fibers. The cylinders 92 and 94, whose metal surfaces are connected to the machine frame, serve to drive static electricity. These two cylinders are idle on the web of fibers supported by the apron 86. The cylinder 92 has a small diameter and is located next to the cylinder 80 so as to free it of fibers which may adhere to it. Likewise, cylinder 94 frees cylinder 92 of fiber fragments and transports them to the web.
Preferably, the atmosphere of the workshop in which the machine operates is also made humid, so that the hygrometric degree of the air is about 60 to 65%.
The types of fibers, about which a problem of static electricity arises which is difficult to solve, also receive a certain amount of moisture supplied by the apron 86. The lower surface of the apron running backwards causes water to flow back. a reservoir 210 through cylinders 212 and 214. Cylinder 212 is covered with felt and cylinder 214 is grooved and scored. The cylinder 214 rotates in the same direction as the movement of the apron surface with which it is in contact and has a lower superficial speed that can be adjusted, so that the apron rubs against the cylinder 214 causing it. moisture and transmits it to the web of fibers.
The amount of humidity
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supplied to the water table is determined in part by the depth and spacing of. grooves in cylinder 214 and can be altered by changing the relative speeds of cylinder 214 and apron.
The final operation consists in winding the sheet of fibers in the form of a helical wick. The cylinder 100 has ribs on its periphery, preferably in the form of a spiral 102, and rotates so as to advance its nearest portion of the apron in the direction opposite to that of the advancement of the apron and at a speed at the bottom. less as large as that of the apron. The ribs are hardly in contact with the apron. The cylinder, while rotating, winds up the thin web of fibers in the form of a coil or helical wick 2 which cylinders 110, 112 stretch by passing it through a rotating funnel 108. The axis of cylinder 100 is directed obliquely relative to each other. to the direction of advance of the web and its inclination is opposite to that of the break lines 15.
Although the breaking lines have been disturbed by the shearing action and by the stretching, the web resting on the deck 86 is however extremely thin and the possible solutions of continuity of this web have directions of the same inclination. general than those of the break lines. The obliquity of the cylinder 100 has the effect not only of winding the fibers and allowing them to leave the apron in a helical form, but also abruptly obstructs any solutions of continuity of the moving web, so that the fibers gather in the form of strands without weak points.
The inclination of the ribs 102 must be directed in the direction indicated, so that their apparent forward movement as the cylinder rotates is directed in the direction of the forward movement of the bit 2.
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Loose fibers can be removed from the cylinder 100 by means of an air inlet pipe, 220, fig. 7, located above it and pierced with holes 222 through which air currents are directed up and down on the cylinder.
A fixed protective guide 226 with enlarged mouth 228 serves to guide the wick arriving in the rotary funnel 108. This can include a portion of reduced triangular cross section 240 for receiving the wick which, by rotating in the direction indicated gives a rotational movement similar to the wick and facilitates its winding in a helical form. Cylinders 110, 112 take the wick out of cylinder 100, pass it through the funnel, and pass it into a corrugation box 223 having an ordinary corrugating blade 225, loaded with a counterweight, which operates with a counterweight. known manner and brings out the wick in wavy form 229.
The machine is preferably equipped with a stop feeler which rests lightly on the drill bit between the fixed and rotating funnels and stops the machine automatically if the drill bit breaks.
After the wick has been formed and taken out of the apron 86, a finishing coat of ordinary type anti-static oil can be applied thereto to prevent the formation of static electricity during subsequent processing operations.
The relative speeds of suitable cylinders and aprons can be obtained by a control of any suitable type, one of which is shown by way of example in FIG. 9.
The shafts of the various cylinders are designated in fig. 9 with the same numbers as the cylinders in fig.
2 assigned the index ', and in FIG. 9 Obviously, no attempt was made to represent with precision the dimensions
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relative elements. A main motor shaft 300 rotates counterclockwise under the action of a motor indicated schematically by 302. A chain sprocket 304 wedged on the shaft 300 carries a chain 306 which turns a sprocket. chain 308 wedged on shaft 12 'so as to rotate breaking cylinder 12 counterclockwise at a determined speed.
A chain sprocket 310 also wedged on the shaft 12 'is coupled by a chain 312 with a chain sprocket 314 wedged on the shaft 146 ′, so as to rotate the cylinder 146 counterclockwise. a watch at a surface speed which is equal to or slightly lower, to achieve the tension of the bit at the surface speed of cylinder 12. A gear wheel 316 set on shaft 146 'meshes with a gear wheel 318 wedged on shaft 144 'and with a gear wheel 320 wedged on shaft 148' so as to rotate cylinders 144 and 148 at the same superficial speed as cylinder 146.
The lower breaking cylinder 12 drives the upper roller 10 through a gear wheel 322 wedged on shaft 12 'and meshing with a gear wheel 324 wedged on shaft 10'.
The cylinder 20 is actuated by the shaft 10 'at the same superficial speed as the cylinder 10 or at a slightly higher speed by a chain 326 passing over a chain pin 328 wedged on the shaft 10' and a chain sprocket. chain 330 wedged on the 20th shaft. The lower cylinder 22 is operated by a gear wheel 332 wedged on shaft 22 'and meshing with a gear wheel 334 wedged on shaft 20'.
The take-off cylinders 24 and 26 are coupled by gear wheels 336 wedged on the shaft 24 'and 338 wedged on the shaft 26'. To rotate both cylinders at a
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surface speed greater than those of the cylinders 20, 22, a chain 40 passing over a chain sprocket 342 is actuated by a chain sprocket 344 wedged on the motor shaft 300.
The cylinders 28, 44 and 46 are controlled at superficial speeds greater than those of the cylinders 24, 26 by a chain 346 passing over a chain sprocket 348 wedged on the shaft 24 'and over a smaller chain sprocket 350 wedged on the 28 'shaft. The cylinder 44 is actuated by the cylinder 28 at the same superficial speed by means of a chain 352 passing over chain sprockets 354 and 356 respectively wedged on the shafts 28 'and 44'. Cylinder 46 is actuated by cylinder 44 at the same superficial speed by a chain 358 passing over chain sprockets 360 and 362 wedged respectively on shafts 44 'and 46'.
The apron 36 advances at a surface speed lower than that of the rolls 28, 44 and 46, but higher than that of the rolls 24, 26, under the effect of the appropriate control of the two supporting rolls 30 and 42 at the ends. moths of the apron. A chain 366 passes over chain sprockets 388 and 378 respectively wedged on shafts 30 'and 42' and over a chain sprocket 366 wedged on countershaft 370 which is controlled by shaft 300 via the intermediary. of a chain 372 passing on chain sprockets 374, 376 wedged respectively on the shafts 370 and 300.
The cylinders 50, 52 are coupled by a gear wheel 400 wedged on the shaft 50 'and a gear wheel 402 wedged on the shaft 52'. The lower cylinder rotates at the relative speed indicated above by means of a chain 404 passing over a chain sprocket 406 wedged on the shaft 52 'and a chain sprocket 408 wedged on the shaft 42'.
Ordering the following series of cylinders and
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Belts can operate according to the same principle as that which has just been described and, consequently, its detailed description seems unnecessary. The cylinders 62, 64 and 66 are coupled by chains and chain sprockets and their movement is taken from the shaft 50 'by means of a chain 410 passing over a chain sprocket 412 wedged on the shaft. 50 'and a chain sprocket 414 wedged on the shaft 62'.
The cylinder heads 68 and 74 of the ends supporting the apron 60 have chain sprockets operated by a chain 416 which passes over a chain sprocket 420 wedged on the shaft 422 which is operated by the shaft 370 by the via a chain 424 passing over a chain sprocket 426 wedged on the shaft 422 and a chain sprocket 428 wedged on the shaft 370.
The cylinders 80, 82 are coupled by a gear wheel 430 wedged on the shaft 80 'and a gear wheel 432 wedged on the shaft 82'. Preferably, the shaft 80 'can be actuated by the shaft 66' by means of a chain sprocket 434 wedged on the shaft 66 'and actuating a chain 436 which passes over a chain sprocket 438 wedged on the tree 80 '.
The cylinder 100 rotates under the action of a belt 462 passing over a pulley 460 integral with the cylinder and a pulley 464 wedged on a shaft 466, which receives its movement from the shaft 422 by bevel wheels 468. The funnel 108 can be actuated preferably by a toothed ring 510 mounted on the funnel and meshing with a toothed wheel 512 wedged on the shaft of cylinder 100. The cylinders 110 and 112 are coupled by gear wheels 514 and 516 and one of these cylinders is coupled to a moving part of the machine as schematically indicated by a bevel wheel 518 wedged on the shaft of the lower cylinder and meshing with a bevel wheel 520 wedged on the shaft of the cylinder 100.
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The invention is not limited to the embodiment described above. As an example of variants found to be advantageous in practice, the aprons 36 and 60 of FIG. 1 by a series of lower rolls which, with the upper rolls, are arranged so as to carry out the deep drawing and shearing of the fibers. For example, fig. 10, the fluted rolls 24 and 26 can be followed by lower and upper rolls 232 and 230 which directly clamp the fibers and whose peripheral speed is greater than that of rolls 20 and 22, so as to achieve stretching and removing adherent fragments of fibers as the fibers advance between rolls 24, 26. An apron 234 is interposed between rolls 230 and 232 to prevent damage to the fibers.
The web 8 is transmitted by these cylinders to a series of numbered cylinders following from 240 to 251. The cylinders 20, 241 are support cylinders for the web circulating between the cylinders 230, 232 and the cylinders 242, 243. The cylinders 242, 243 are spaced from the cylinders 230, 232 approximately equal to the length of the fibers or their maximum length if this length varies. Cylinder 243 rotates faster than cylinder 232 and cylinder 242 faster than cylinder 243. The speed difference between cylinder 242 and 243 is preferably 30%, although, of course, the ripple of the fibers due to excessive top roller speed should be avoided.
The cylinders 242, 243 are very close to each other and are for example at a distance of 0.05 mm for a web of an average thickness of about 0.4 mm so as to advance the fibers by friction and stretch them by sliding. At least one of the cylinders 242, 243 is covered with a layer of rubber or other resilient material to
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to avoid damaging the fibers and because of this elasticity this range of 0.05 mm can be significantly varied with satisfactory results being obtained.
Intermediate support cylinders 240 and 241 are separated by a gap which may be greater than
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Further longitudinal stretching and deep shearing is performed by the rolls 246, 247 with the intermediate rolls 244 ,, 245 serving as supports.
The last pair of support cylinders 248, 249 feed the fibers onto apron 86 from where they collect as strands.
Another variant is the installation of Fig. 11 which comprises several upper rolls cooperating with a single lower roll. The lower cylinder 243a corresponds for example to the cylinder 243 of the embodiment of FIG. 10. The upper cylinder 242 of FIG. 10 is replaced by two small cylinders 242a and 242b, preferably made of steel, grooved and scored and rotating at the same speed, which preferably is notably greater than that of cylinder 243a from which they are at a short distance,
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as explained with reference to fig. 10. It has been found that with several small rolls cooperating with a single larger roll, better surface contact with the web is obtained and better depth shearing is achieved than with a pair of opposing rolls.
When processing strands of long fibers of any grade, animal, vegetable, synthetic or mixtures of these fibers, the individual lengths of the fibers can be shortened and a strand of fibers drawn as described above can be obtained.
CLAIMS.
---------------------------- 1.- Method of forming a wick with textile fibers, characterized in that the fibers into a sheet, in that the sheet of fibers is broken into oblique ribbons, in that these oblique ribbons are sheared in the form of a second sheet and in that this second sheet is wound helically on it - even at a certain inclination with respect to its length.