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-La présente invention est relative à un appareil de coupage, spécialement conçu pour couper des fibres discontinues, à partir de filés, filasses ou fils retors réalisés en une matière filamenteuse continue, telle que la rayonne ou autres filaments artificiels, le Nylon et autres filaments synthéti- ques, comme ceux formés à partir de polyesters de condensation linéaires, polymères d'acrylonitrile, etc. L'invention concerne en particulier un dispositif et ensemble de coupage du type Beria, qui est spécialement apte à produire directement des
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fibres discontinues ayant une variété de longueurs.
Très souvent dans l'industrie textile, il est dési- rable et en fait nécessaire, dans beaucoup de cas, de mélanger des fibres discontinues de longueurs variables lorsqu'on fa- brique des filés et fils, etc. On a également d éterminé que des fibres textiles de types similaires ou différents, c'est- à-dire, naturelles, artificielles ou synthétiques ou d'une classe seulement, semélangeant mieux durant le traitement, spécialement sur les systèmes en laine ou laine peignée et produisent un fil d'uniformité améliorée si les fibres ont diverses longueurs. Evidemment, le degré et la répartition optima de cette diversité différent suivant le type de fil ou textile tissu qui doivent être produits et le système/qu'on vise à utiliser.
Divers appareils et procédés ont jusqu'à présent été proposés pour produire des fibres de longueurs variables, en partant d'une seule matière fibreuse mais, dans la plupart des cas, les appareils et procédés proposés'laissent heaucoup à désirer. Par exemple, divers moyens de coupage de fibres discontinues ont été proposés mais habituellement ces moyens ne sont pas capables d'opérer à des virtesse industrielles normales du fait de la complexité et de l'usure excessive des pièces. De même, des appareiis de ce genre n'nt pas pu être adaptés facilement à une installation industrielle existante.
Un but principal de la présente invention est de pro- curer un appareil capable de produire des fibres discontinues ayant une diversité de longueurs. Un autre but de l'invention est de procurer un appareil qui soit capai,le de produire des fibres discontinues de longueurs diverses, à partir d'un fais- ceau de filaments et qui puisse être employé avec une installa- tion existante. Un autre but encore de la présente invention
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est de procurer un nouvel appareil qui soit'capable de donner des produits de fibres discontinues constitués par des méln- ges de fibres de longueurs diverses et dans lequel les diver- ses fibres peuvent varier pour d'autres caractéristiques, telles que denier-', allongement, rétrécissement, ténacité, etc.
D'autres buts et avantages de la présente invention appa-. raitront des dessins annexés et de la description suivante.
La figure 1 est une vue en perspective d'une forme de réalisation préférée du moyen de coupage de fibres discon- tinues de lenteurs variables de la présente invention.
La figure 2 est une vue en élévation latérale de la came employée dans la forme de réalisation de la figure 1.
La figure 3 est une vue en plan schématique, partiel- lement en coupe, d'une partie de la forme de réalisation de la figure 1, montrant le moyen prévu pour dévier ou modifier le parcours de déplacement de la matière filamenteuse.
Suivant'la présente invention, la matière filamenteu- se à couper, tel.que filasse ou autre faisceau de matière fila- ment-euse, est alimentée)suivant un parcours déterminé, vers un dispositif de coupage,à une vitesse constante, et des moyens sont prévus au voisinage du parcours de la matière fi- lamenteuse pour modifier périodiquement et continuellement la longueur de ce parcours, de sorte que des longueurs variables de matière filamenteuse sont présentées périodiquement et con- tinuellement en position de coupage au dispositif de coupage.
En particulier, les moyens pour modifier la longueur du par- cours de déplacement de la matière filamenteuse sont consti- tués par un dispositif alternatif opérant, de préférence, dans le plan horizontal de ce parcours, bien que, comme on le verra de la description suivante, ce dispositif alternatif puisse être disposé pour opérer dans le plan vertical, dans un plan diagonal, au plan similaire du parcours de la matière fila- menteuse.
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Pour la description détaillée de l'invention, on se référera aux dessins annexés dont les diverses figures illus- trent une forme de réalisation préférée de l'invention. Un brin de matière filamenteuse 2 est alimenté par des cylindres d'alimentation 3 et 4 à un dispositif de coupage 3. La matière filamenteuse est alimentée au dispositif de coupage depuis une source convenable d'alimentation, par exemple à partir d'une machine de filage de filaments artificiels ou synthéti- ques ou à partir d'un porte-bobines, et est enroulée autour des cylindres d'alimentation 3 et 4 suivant un ou plusieurs tours.
Le dispositif de coupage 5 montré est du type Beria, comprenant un disque coupeur 6 monté à rotation et présentant un canal d'entrée 7 qui communique avec le canal radial 8.
Grâce à la force centrifuge, la matière filamenteuse est pro- jetée radialement vers l'extérieur du canal 8 sur le chemin du couteau 9 qui peut être monté fixe. Dans la mise en prati- que de la présente invention, ilest essentiel qu'un dispositif dispositif de coupage capable d'absorber la fibre lors de mo- difications extrêmement rapides de la vitesse d'alimentation soit employé Normalement des dispositifs de coupage utili- dant la force centrifuge, un souffle d'air ou des systèmes à vide peuvent être employés. On préfère, cependant, des couteaux rotatifs du type Beria.
Au voisinage du parcours de déplacement de la matière filamenteuse 2, est disposé un support convenaole 10 compre- nant des pieds 11 sur lequels sont montés des éléments longitu- dinaux 12 et 13 et des éléments transversaux 14 et 15 fixés aux éléments 12 et 13. Entre les élements transversaux 14 et 15 et parallèlement à ceux-ci, est disposé un troisième élé- ment transversal 16 qui est également fixé aux éléments 12 et 13. Sur l'élément transversal 16 est monte un palier 17, un palier similaire 18 étant monté sur l'élément transversal 14
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Les paliers 17 et 18 supportent l'arbre tournant 19 sur lequel est calée une came 20.
Une transmission ou dispositif à vitesse variable 21 est disposé au voisinage du'support 10 et est à son tour entraîné par un moteur ou autre alimentation de puissance (non représentés). Toute alimentation de puissance convenable et toute transmission à vitesse variable peuvent être employées.
L'arbre 22 du dispositif à vitesse variable 21/est réuni à l'ar- bre 19 grâce à l'accouplement 23. Lorsqu'on utilise la pré- sente invention, afin d'assurer des résultats uniformes, il est essentiel que la vitesse du dispositif de coupage 5 et la came, 20 soient synchronisées. Afin d'assurer une telle synchronisa- tion, il est généralement désirable que le même moteur ou la même alimentation de puissance similaire soient employés pour entraîner à la fois le dispositif de coupage et la came Ceci peut être réalisé grâce à la transmission à vitesse variable 21, puisque, comme signalé ci-après, le dispositif de coupage et la came ne seront habituellement pas entraînés à la même vitesse de rotation.
Les paliers 24 et 25 dans lequels l'arbre 26 est monté à glissement sont montés sur les éléments longitudinaux 12 et 13. Les paliers 24 et 25 sont disposés de manière que l'arbre 26 soit voisin de la came 20. Un support 27 est monté de faon réglable sur l'arbre 26 et comporte une partie descen- dante 28 qui, à son tour, est disposée dans l'ouverture allon- gée 29 de l'élément transversale 30 fixé aux éléments 12 et 13. La partie descendante 28 sert à empêcher une rotation de l'arbre 26 lorsqu'il est en fonctionnement. Le support 27 soutient le galet où rouleau rotatif 31 qui est disposé dans la rainure 32 prévue dans la face' latérale de la came 20.
Un
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guide formant canal ou guide de déviation 33 est disposé sur l'extrémité de l'arbre 26, de maniere à être en contact avec 1a matière filamenteuse 2 sur son cnemin vers le dispositif de coupage 5. Il doit être entendu que, tandis qu'un guide-canal est représenté dans la forme de réalisation des dessins, on peut utiliser tout autre guide convenable conçu pour empêcher le mouvement latéral de la matière filamenteuse passant par ce guide, tel qu'un guide à encoche, un guide en forme de U , etc, Le guide-canal a l'avantage de permettre d'être enfilé au départ.
Les consoles 34 et 35 sont montées sur l'élément lon- gitudinal 12 de chaque côté du palier 24 Des guides en queue de cochon ou oeillets 36 et 37 sont montés de façon reglaole sur les consoles 34 et 35 et s'étendent vers l'extérieur à partir de ces consoles vers le parcours de déplacement de la matière filamenteuse. Bien que tout guide convenable puisse être employé au lieu de ceux représentés, les guides ou oeillets ont l'avantage d'être facilement enfilés au départ et dans le cas d'une 'rupture de la matière filamenteuse. A cet égard, dans le cas de ruptures ou d'autres raisons d'arrêt, des dispositifs d'arrêt automatiques peuvent être employés avec la présent appareil, tels que ceux représentés et décrits dans le brevet U.S.A. n 2.722.983.
Bien qu'on ne l'ait pas représenté pour des raisons de simplicité, la came 20 peut être entraînée par la transmis- sion à vitesse variable 21, par un meteur distinct pu par le moteur du dispositif de coupage rotatif. Comme on le verra de la description suivante du fonctionnement du présent appa- reil, il est cependant essentiel que la came soit commandée en synchronisme avec le dispositif de couple et, en consé- quence, une liaison au moteur du dispositif de coupage rotatif
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est désirable.. Une telle liaison se fait par des moyens mécani ques ordinaires.
Le fonctionnement de l'ensemble de coupage de fibres discontinues de longueurs variables de la présente invention est le suivant. La came 20 est mise en rotation à une vitesse constante, ce qui amène l'arbre 26 etle guide 33 à être animés d'un mouvement alternatif dans un plan horizontal coïncidant avec le plan de la matière filamenteuse 2 qui est montée dans le guide,33. Par vitesse constante,on signifie que la vitesse de la came est toujours dans le même rapport avec la vitesse du dispositif de coupage. L'arbre 26 est animé d'un mouvement ' alternatif du fait du galet de came 31 qui se déplace dans la rainure 32 de la face latérale de la came.
On notera (figure
2) de la forme de la rainure que le guide 33 sera à une posi- tion de départ qui coïncide avec le parcours de déplacement de la matière filamenteuse et sera déplacé vers l'extérieur à partir de cette position et renvoyé à celle-ci deux fois du- rant un tour complet de la came 20. L'effet de ce mouvement du canal-guide 33 est d'allonger le parcours de déplacement de la matière filamenteuse entre les cylindres d'alimentation 3 et 4 et le dispositif de coupage 5. Ceci à son tour amène une dif- férence de la longueur.2A (figure 1) de matière filamenteuse présentée en position de coupage. Le degré de déviation du brin ou matière filamenteuse peut être modifié en changeant les dimensions de la came 20 et également en changeant les ou guides fixes 36 et 37 en direction/à l'écart du guide-canal alternatif 33.
Pour un fonctionnement efficace, le guide 33 devrait être en position neutre, c'est-à-dire con ncidant avec le parcours de déplacement normal de la matière filamen- - teuse 2 au démarrage de l'appareil, et la lame de couteau 9 , devrait toucher la matière filamenteuse à couper 2A.
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Pout illustrer :p1.- tu détails, le i'ollct.i<iUli1emen..1l de 1"appareil Ilemmple. savant est douat,. Le, ddis!?o.s.i:t.:hf de cou- page: rotatif ? était réglé pour fonctionner- à une. vitesse de
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45DU 1t:Otslin'S par màmnte, La vitesse. des. cylindres dtalimentatian 3 et 4 était réglée pour donner (Ses fibres coupées ou une
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J!.oeulJ1' de fibre;'de 3-Pouces 101:s.que la came 20. et le guide alternatif 33 n'étaient pas en fonctionnement. Avec ce régla- ge du dispositif de coupage dt des cylindres d'alimentation et en utilisant une,Came 20 d'environ20 pouces de diamètre et réalisée comme montré à la figure 2, des fibres discontinues d'une longueur variant de 1 à 5 pouces étaient obtenues.
Il faut bien noter à cet égard la forme de la rainure 32 de la ca- me 20 et, à cet égard, on se référera à la figure 2. La came est divisée en secteurs de 36 désignés par les lettres A à J.
Lorsque le galet de came 31 se déplace suivant chacun des sec- teurs, le guide-canal 33 se déplace également. Les secteurs
C et H donnent le temps d'arrêt momentané et lorsque le galet
31 passe par ces secteurs, le guide 33 est stationnaire à la fin de sa course vers l'extérieur. On notera que la rainure
32 est cnformée de manière que le guide-canal 33 soit déplacé vers l'extérieur et ramené à sa position de départ, coïncidant avec,Le parcours de la matièe filamenteuse deux fois durant un seul tour de rotation de la came.
Il y a dix secteurs A à J sur la came, ce qui signifia que 10 morceaux de matière filamenteuse seront coupésdurant un tour de rotation de la came. Cela signifie aussi que la came ne doit tourner qu'une fois pour 10 rotations du dispo- sitif de'coupage ou à une vitesse de 450 tours par minute puis- que, dans le présent exemple, le dispositif de coupage fonc- tine à 4500 tours par minute.
Lorsque la came 20 est mise en rotation, le guide- canal 33 dévie le brin mobile de matière filamenteuse. Dans
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cet exemple, le premier parcours de secteur E sur fa came augmentait le parcours du brin 2 de deux pouces. Ces deux pouces étaient à soustraire de l'alimentation de base de 3 pouces par coupe du dispositif de coupage rotatif. Le parcours suivant D de la came amenait une nouvelle augmentation du parcours du brin, d'un autre pouce, avant la coupure suivante au couteau. le troisième parcours C de la came ne donne rien, ce qui produit un arrêt momentané au stade précédent, et ce qui, il y a lieu de le noter, n'affecte pas la vitesse du brin car celui-ci est.simplement déplacé jusqu'à la coupure sui-- vante.
Cela signifie que, durant le parcours G, la manière fi- lamenteuse présentée en position de coupage retournera à trois pouces puisque la vitesse du brin reste constante.
Après passage par le parcours C les deux parcours suivants B et A de la came sont inverses de E et D et, de ce fait, lors- que le galet de came suit ces parcours B et A, le parcours du brin a diminué, ce qui a pour résultat des longueurs propor- tionnellement plus grandes de morceaux coupés de matière fila- menteuse, c'est-à-dire, plus grandes que le réglage d'alimenta' tion normale de 3 pouces du mécanisme. Ces cinq parcours E à A de la came constituent un demi-cycle et, à la fin de celui-ci, le guide-canal est revenu à sa ligne centrale neutre de réfé- rence, à savoir le parcours de la matière filamenteuse. Le demi-cycle suivant de la came est une répétition du premier.
Il y a lieu de bien noter l'action du présent mécanis- me. L'alimentation de base du brin était de 3 pouces par tour du dispositif de ooupage. Le premier stade ou parcours E de la came volait le brin ou, en réalité, le dispositif de coupa- ge, de 2 pouces ; ce fait,la partie coupée- était de 3 pouces moins 2 pouces, soit 1 pouce. Le second stade ou parcours D
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K't!:3r-i!"t; ne volait que 1 poimet, de ce fait, la parti<)coupée était
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de 3 pouces moins 1 pouce, soit 2 pouces. Le troisième stade ou parcours C ne volait rien, de sorte que la partie coupée était de 3 pouces. Le quatrieme stade ou parcours B rendait le pouce volé par le parcours D, de sorte que la partie coupée était de 3 pouces + 1 pouce, soit 4 pouces.
Le cinquième stade ou parcours A remplaçait les 2 pouces volés par le parcours E, de sorte que la partie coupée était de 3 pouces + 2 pouces, soit 5 pouces. Par conséquent, dans une moitié de cycle de came de 5 stades, on produisait cinq longueurs de fibres de 1, 2, 3, 4 et 5 pouces, ou un agrégat de 15 pouces de brin ou matière filamenteuse. La même action de coupage était répétée durant le second demi-cycle de la came, de sorte que 30 pouces de la matière filamenteuse étaient traités par tour de rota- tion de la came. Comme la came fonctionnet à 450 tours par minu te, un total de 13.500 pouces de matière filamenteuse était coupé chaque minute.
Comme signalé précédemment, il est désirable pour ob- tenir l'opération la plus efficace que les arbres du dispo- sitif de coupage et de la came soient reliés entre eux pour assurer qu'ils soient entrainés tous deux à une vitesse cons- tante sans variation. A moins que les arbres en question ne soient reliés entre eux, toute légure erreur de vitesse, par exemple si,dans l'exemple ci-avant, les vitesses de la came et du dispositif de coupage étaient de 449 et de 4500 tours par minute, au lieu des 450 et 4500 tours par minute désirés, au- rait pour résultat un déphasage en-avant du dispositif de cou- page par rapport à la came ou à un dispositif de mesure, avec pour résultat des variations de longueur entre les secteurs ou parcours de came.
Ce déphasage peut être eliminé enemploant un dispositif convenable à vitesse variable, tel que le dis- positif 21 du dessin.
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Comme signalé ci-avant, les guides 36 et 37 peuvent
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iàbre- écaqyés de toute distance quelconque suivant, ib c.egré de déviation désiré pour'le parcours du brin, et les dimensions de la came 20 employée dans une opération de coupage particu- lière. Par exemple, lorsque les guides 36 et 37 sont disposés à 12 pouces d'écart et si la= distance de chaque guide au point de déviation (guide 33) est de 6 poucus, il faudra une déviation de 3 pouces et demi à partir d'une ligne. droite pour augmenter-le parcours du brin de pouces de longueur, en em- ployant une came telle que montrée, d'environ 20 pouces de diamètre. Il faudra une autre déviation de 0,87 pouce pour augmenter le parcours d'un pouce de plus.
Il y a lieu de noter qu'une légère diminution de l'espacement des guides 36 et 37 réduira la longueur des fibres les plus courtes coupées.
D'autre part, il y a lieu de noter également qu'une légère '- diminution de la vitesse des cylindres d'alimentatin raccour- cira la logeur des plus longues fibres coupées.
Une caractéristique importante de la présente inven- tion est que celle-ci assure des variations rapides et contô- lées de la vitesse d'alimentation d'un brin ou matière fila- menteuse à un mécanisme de coupage, de manière telle que les variations s'éliminent sans troubler la vitesse d'alimenta- tion de base du brin sur un intervalle de temps donné.
Une autre caractéristique importante du présent dis- positif est que celui-ci permet de produire des fibres discon- tinues ayant les longueurs de fibres maxima et minima désirées et toute répartition désirée de longueur peut facilement être obtenue en modifiant 1:. vitesse de la came par rapport à la vi tesse du dispositif de coupage, en utilisant divers cames de forme voulue, en modifiant la distance outre les guides fixes)
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ou par une cobinaison m quelconque du et,,s modifications.
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La matière filamenteuse 2 amenée aux cylindres d'ali- mentation 3 et 4 peut provenir d'un porte-bobines à paquets bobinés de matière filamenteuse, par exemple des dévidoirs ou des bobines de fils ou des gâteaux de rayonne. Ou bien, la matière filamenteuse peut tre enlevée directement d'une ma- chiné à filer, telle qu'une machine pour filer une matière filamenteuse artificielle et synthétique par extrusion d'une matière plastique, telle que viscose, polymères d'acrylo- nitrile, Nylon, etc, à travers les orifices de filières à par- tir desquelles la matière est tirée à travers un milleu coagu- lant convenable autour de la périphérie d'un cylindre en- traîné à une vitesse pratiquement constante, ou successivement autour de la périphérie d'une série de cylindres, la matière pouvant,
entre deux ou plusieurs de ces cylindres, être soumi- se, si on le désire, à étirage ou rétrécissement ou successi- vement à un étirage et à un rétrécissement.
La présente invention est avantageuse en ce qu'elle procure un moyen simple pour produire en continu des fibres discontinues de longueurs diverses. En outre, le présent méca- nisme est avantageux en ce qu'il peut être employé avec une installation de coupage existant. De nombreux autres avantages de l'invention apparaîtront aux spécialistes en ce domaine, à l'examen de la présente description et des dessins..
Bien que des formes de réalisation préférées de l'in- vention aient été expliquées, la présente description ne vise qu'à Être illustrative, et il doit être entendu que des modi- fications et variantes peuvent être prévues sans sortir du cadre du présent brevet.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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-The present invention relates to a cutting apparatus, specially designed for cutting staple fibers, from yarns, yarns or twisted yarns made of a continuous filamentous material, such as rayon or other artificial filaments, nylon and other filaments synthetic, such as those formed from linear condensation polyesters, acrylonitrile polymers, etc. The invention relates in particular to a cutting device and assembly of the Beria type, which is especially suitable for directly producing
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staple fibers having a variety of lengths.
Very often in the textile industry it is desirable and indeed necessary in many cases to mix staple fibers of varying lengths when making yarns and threads etc. It has also been determined that textile fibers of similar or different types, i.e., natural, man-made or synthetic or of one class only, blend better during processing, especially on wool or combed wool systems. and produce a yarn of improved uniformity if the fibers have various lengths. Obviously, the degree and optimum distribution of this diversity will differ depending on the type of yarn or fabric fabric to be produced and the system / to be used.
Various apparatus and methods have heretofore been proposed for producing fibers of varying lengths from a single fibrous material, but in most cases the apparatus and methods proposed leave much to be desired. For example, various means for cutting staple fibers have been proposed but usually these means are not capable of operating at normal industrial speeds due to the complexity and excessive wear of the parts. Likewise, devices of this kind could not be easily adapted to an existing industrial installation.
A main object of the present invention is to provide an apparatus capable of producing staple fibers having a variety of lengths. Another object of the invention is to provide an apparatus which is capable of producing staple fibers of various lengths from a bundle of filaments and which can be employed with an existing plant. Yet another object of the present invention
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is to provide a novel apparatus which is capable of producing staple fiber products consisting of mixtures of fibers of various lengths and in which the various fibers can vary in other characteristics, such as denier. elongation, shrinkage, toughness, etc.
Other objects and advantages of the present invention appear. rait will from the accompanying drawings and the following description.
Figure 1 is a perspective view of a preferred embodiment of the variable slowness discontinuous fiber cutting means of the present invention.
Figure 2 is a side elevational view of the cam employed in the embodiment of Figure 1.
Figure 3 is a schematic plan view, partially in section, of part of the embodiment of Figure 1, showing the means provided for deflecting or modifying the path of movement of the filamentary material.
According to the present invention, the filamentous material to be cut, such as tow or other bundle of filamentous material, is fed along a determined path, to a cutting device, at a constant speed, and means are provided in the vicinity of the path of the filamentous material for periodically and continuously altering the length of this path, so that varying lengths of filamentous material are periodically and continuously presented in the cutting position to the cutting device.
In particular, the means for modifying the length of the path of displacement of the filamentous material are constituted by an alternative device operating, preferably, in the horizontal plane of this path, although, as will be seen from the description Next, this alternative device can be arranged to operate in the vertical plane, in a diagonal plane, at the similar plane of the path of the filamentous material.
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For the detailed description of the invention, reference is made to the accompanying drawings, the various figures of which illustrate a preferred embodiment of the invention. A strand of filamentous material 2 is fed from feed rollers 3 and 4 to a cutting device 3. The filamentous material is fed to the cutting device from a suitable source of supply, for example from a cutting machine. spinning of artificial or synthetic filaments or from a spool holder, and is wound around the feed rolls 3 and 4 in one or more turns.
The cutting device 5 shown is of the Beria type, comprising a cutting disc 6 mounted to rotate and having an inlet channel 7 which communicates with the radial channel 8.
Thanks to the centrifugal force, the filamentous material is thrown radially outwards from the channel 8 onto the path of the knife 9 which can be mounted fixed. In the practice of the present invention, it is essential that a cutting device capable of absorbing the fiber during extremely rapid changes in the feed rate is employed. Normally, cutting devices using. centrifugal force, air blast or vacuum systems can be used. Preferred, however, are rotary cutters of the Beria type.
In the vicinity of the path of movement of the filamentous material 2, there is arranged a convenaole support 10 comprising feet 11 on which are mounted longitudinal elements 12 and 13 and transverse elements 14 and 15 fixed to the elements 12 and 13. Between the transverse elements 14 and 15 and parallel to them, there is a third transverse element 16 which is also fixed to the elements 12 and 13. On the transverse element 16 is mounted a bearing 17, a similar bearing 18 being. mounted on cross member 14
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The bearings 17 and 18 support the rotating shaft 19 on which a cam 20 is wedged.
A transmission or variable speed device 21 is disposed in the vicinity of the carrier 10 and is in turn driven by a motor or other power supply (not shown). Any suitable power supply and any variable speed transmission may be employed.
The shaft 22 of the variable speed device 21 / is joined to the shaft 19 by means of the coupling 23. In using the present invention, in order to ensure uniform results, it is essential that the speed of the cutting device 5 and the cam, 20 are synchronized. In order to ensure such synchronization, it is generally desirable that the same motor or the same power supply be employed to drive both the cutter and the cam. This can be achieved by the variable speed transmission. 21, since, as indicated below, the cutting device and the cam will usually not be driven at the same rotational speed.
The bearings 24 and 25 in which the shaft 26 is slidably mounted are mounted on the longitudinal elements 12 and 13. The bearings 24 and 25 are arranged so that the shaft 26 is adjacent to the cam 20. A support 27 is provided. adjustably mounted on the shaft 26 and has a descending portion 28 which, in turn, is disposed in the elongated opening 29 of the cross member 30 attached to the members 12 and 13. The descending portion 28 serves to prevent rotation of shaft 26 when in operation. The support 27 supports the roller or rotating roller 31 which is disposed in the groove 32 provided in the side face of the cam 20.
A
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channel guide or deflection guide 33 is disposed on the end of the shaft 26, so as to be in contact with the filamentary material 2 on its way to the cutting device 5. It should be understood that, while a channel guide is shown in the embodiment of the drawings, any other suitable guide designed to prevent lateral movement of the filamentary material passing through this guide can be used, such as a notch guide, a U-shaped guide , etc., The channel guide has the advantage of allowing it to be threaded at the start.
The brackets 34 and 35 are mounted on the longitudinal member 12 on each side of the bearing 24. Pigtail guides or eyelets 36 and 37 are mounted in a regular manner on the brackets 34 and 35 and extend towards the bottom. exterior from these consoles to the path of displacement of the filamentous material. Although any suitable guide could be employed instead of those shown, the guides or eyelets have the advantage of being easily threaded initially and in the event of filamentous material breakage. In this regard, in the event of ruptures or other reasons for shutdown, automatic shutdown devices may be employed with the present apparatus, such as those shown and described in U.S. Patent No. 2,722,983.
Although not shown for the sake of simplicity, cam 20 may be driven by variable speed transmission 21, by a separate motor, or by the motor of the rotary cutter. As will be seen from the following description of the operation of the present apparatus, it is however essential that the cam be controlled in synchronism with the torque device and, consequently, a connection to the motor of the rotary cutting device.
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is desirable. Such a connection is made by ordinary mechanical means.
The operation of the variable length staple fiber cutting assembly of the present invention is as follows. The cam 20 is rotated at a constant speed, which causes the shaft 26 and the guide 33 to be reciprocated in a horizontal plane coinciding with the plane of the filamentary material 2 which is mounted in the guide, 33. By constant speed, we mean that the speed of the cam is always in the same relationship with the speed of the cutting device. The shaft 26 is provided with a reciprocating movement due to the cam roller 31 which moves in the groove 32 of the lateral face of the cam.
We will note (figure
2) of the shape of the groove that the guide 33 will be at a starting position which coincides with the path of displacement of the filamentous material and will be moved outward from this position and returned to it two times during a complete revolution of the cam 20. The effect of this movement of the guide channel 33 is to lengthen the path of movement of the filamentous material between the feed rollers 3 and 4 and the cutting device 5 This in turn causes a difference in the length 2A (Figure 1) of filamentary material presented in the cut position. The degree of deflection of the strand or filamentary material can be varied by changing the dimensions of the cam 20 and also by changing the or fixed guides 36 and 37 towards / away from the reciprocating channel guide 33.
For efficient operation, the guide 33 should be in a neutral position, i.e. coincident with the normal course of travel of the filamentary material 2 at the start of the apparatus, and the knife blade 9 , should touch the filamentous material to be cut 2A.
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To illustrate: p1.- you details, the i'ollct.i <iUli1emen..1l of 1 "Ilemmple apparatus. Scholar is douat ,. Le, ddis!? Osi: t.: Hf of cutting: rotary? Was set to operate at a speed of
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J! .OeulJ1 'of 3-Inches 101 fiber: if cam 20. and reciprocating guide 33 were not in operation. With this setting of the feed roll cutter and using a Cam 20 of about 20 inches in diameter and made as shown in Figure 2, staple fibers varying in length from 1 to 5 inches. were obtained.
It should be noted in this regard the shape of the groove 32 of the cam 20 and, in this regard, reference is made to FIG. 2. The cam is divided into sectors of 36 designated by the letters A to J.
As the cam follower 31 moves along each of the sectors, the channel guide 33 also moves. Sectors
C and H give the momentary stopping time and when the roller
31 passes through these sectors, the guide 33 is stationary at the end of its outward travel. Note that the groove
32 is shaped so that the channel guide 33 is moved outward and returned to its starting position, coinciding with the path of the filamentary material twice during a single rotation of the cam.
There are ten sectors A through J on the cam, which means that 10 pieces of filamentary material will be cut during one revolution of the cam. This also means that the cam should only rotate once for every 10 rotations of the cutter or at a speed of 450 revolutions per minute since, in the present example, the cutter is operating at 4500. Rotations per minute.
When cam 20 is rotated, channel guide 33 deflects the movable strand of filamentary material. In
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In this example, the first run of sector E on the cam increased the run of strand 2 by two inches. These two inches were to be subtracted from the base feed of 3 inches per cut of the rotary cutter. The following path D of the cam caused a further increase in the path of the strand, by another inch, before the next cut with the knife. the third path C of the cam gives nothing, which produces a momentary stop at the previous stage, and which, it should be noted, does not affect the speed of the strand because the latter is simply moved to 'at the next cutoff.
This means that during run G the filamentous pattern presented in the cut position will return to three inches since the strand speed remains constant.
After passing through path C, the two following paths B and A of the cam are the opposite of E and D and, therefore, when the cam roller follows these paths B and A, the path of the strand has decreased, this which results in proportionately longer lengths of cut pieces of filamentary material, ie, greater than the normal 3 inch feed setting of the mechanism. These five paths E to A of the cam constitute a half-cycle and, at the end of this one, the channel guide has returned to its reference neutral central line, namely the path of the filamentous material. The next half-cycle of the cam is a repeat of the first.
The action of this mechanism should be noted. The basic strand feed was 3 inches per revolution of the cutting device. The first stage or E run of the cam stole the 2 inch strand, or indeed the cutter; therefore, the cut portion was 3 inches minus 2 inches, or 1 inch. The second stage or course D
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3 inches minus 1 inch, or 2 inches. The third stage or course C was not stealing anything, so the cut part was 3 inches. The fourth stage or B course returned the stolen thumb through D course, so the cut portion was 3 inches + 1 inch, or 4 inches.
The fifth stage or A course replaced the 2 inches stolen with the E course, so the cut portion was 3 inches + 2 inches, or 5 inches. Therefore, in a 5-stage half cam cycle, five lengths of 1, 2, 3, 4 and 5 inch fibers, or 15 inch aggregate of strand or filamentary material were produced. The same cutting action was repeated during the second half-cycle of the cam so that 30 inches of the filamentary material was processed per revolution of the cam. As the cam operated at 450 revolutions per minute, a total of 13,500 inches of filamentous material was cut each minute.
As previously noted, it is desirable in order to achieve the most efficient operation that the shafts of the cutting device and the cam be interconnected to ensure that they are both driven at a constant speed without variation. Unless the shafts in question are interconnected, any slight error in speed, for example if, in the example above, the speeds of the cam and the cutting device were 449 and 4500 revolutions per minute , instead of the desired 450 and 4500 revolutions per minute, the result would be a forward phase shift of the cutter with respect to the cam or a measuring device, resulting in length variations between sectors. or cam path.
This phase shift can be eliminated by employing a suitable variable speed device, such as device 21 of the drawing.
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As mentioned above, guides 36 and 37 can
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Scales of any distance according to, ib c. degree of deflection desired in strand path, and the dimensions of cam 20 employed in a particular cutting operation. For example, when guides 36 and 37 are set 12 inches apart and the = distance from each guide to the point of deflection (guide 33) is 6 inches, then a 3.5 inch deflection will be required from 'a line. straight to increase strand path by inches in length, using a cam as shown, about 20 inches in diameter. It will take another 0.87 inch deflection to increase the course a further inch.
Note that a slight decrease in the spacing of guides 36 and 37 will reduce the length of the shortest chopped fibers.
On the other hand, it should also be noted that a slight decrease in the speed of the feed rollers will shorten the accommodation of the longer chopped fibers.
An important feature of the present invention is that it provides for rapid and controlled variations in the feed rate of a strand or filamentary material to a cutting mechanism, such that the variations occur. 'remove without disturbing the basic feed rate of the strand over a given time interval.
Another important feature of the present device is that it enables the production of discontinuous fibers having the desired maximum and minimum fiber lengths and any desired length distribution can easily be achieved by modifying 1 :. speed of the cam in relation to the speed of the cutting device, using various cams of the desired shape, modifying the distance besides the fixed guides)
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or by any cobination m of the and ,, s modifications.
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The filamentary material 2 supplied to the feed rollers 3 and 4 may come from a spool holder for coiled bundles of filamentous material, for example unwinders or spools of threads or rayon cakes. Or, the filamentous material can be removed directly from a spinning machine, such as a machine for spinning an artificial and synthetic filamentary material by extrusion of a plastic material, such as viscose, acrylonitrile polymers. , Nylon, etc., through the die orifices from which the material is drawn through a suitable coagulant medium around the periphery of a driven cylinder at a substantially constant speed, or successively around the periphery of a series of cylinders, the material being able,
between two or more of these cylinders, be subjected, if desired, to stretching or shrinking or successively to stretching and shrinking.
The present invention is advantageous in that it provides a simple means for continuously producing staple fibers of various lengths. Further, the present mechanism is advantageous in that it can be employed with an existing cutting installation. Many other advantages of the invention will become apparent to those skilled in this field upon examination of the present description and the drawings.
Although preferred embodiments of the invention have been explained, the present description is intended only to be illustrative, and it should be understood that modifications and variations may be provided without departing from the scope of the present patent. .
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