BR112020004095B1

BR112020004095B1 - Dispositivo para texturizar um material de fio

Info

Publication number: BR112020004095B1
Application number: BR112020004095-9A
Authority: BR
Inventors: Luc J Brandt
Original assignee: Owens Corning Intellectual Capital, Llc
Priority date: 2017-08-31
Filing date: 2018-08-14
Publication date: 2024-01-02
Also published as: CA3074207A1; US11479885B2; CA3074207C; CN111164247B; JP2020532662A; MX2020002237A; KR102544309B1; KR20200047593A; WO2019046010A1; BR112020004095A2; RU2020111071A3; CN111164247A; RU2020111071A; JP7470635B2; EP3676430A1; US20200240052A1

Abstract

um dispositivo para texturizar material de fio para um produto do tipo lã inclui seções de bico externa e interno. as seções de bico externa e interna são conectadas por meio de interface e definem uma passagem através da qual o material de fio é deslocado. pelo menos uma parte da passagem tem um diâmetro não uniforme que aumenta em uma direção deslocando para longe de uma extremidade de entrada do dispositivo.

Description

PEDIDOS RELACIONADOS

[001] Este pedido reivindica prioridade e todo benefício do pedido de patente europeu 17188863.9, depositado em 31 de agosto de 2017 e intitulado APPARATUS FOR TEXTURIZING STRAND MATERIAL, cuja revelação total está totalmente incorporada a este documento pela referência.

CAMPO

[002] Os conceitos inventivos de uma maneira geral dizem respeito à produção de um material de fio texturizado, e mais particularmente a um dispositivo e método para produzir o material de fio texturizado.

ANTECEDENTES

[003] Dispositivos para expandir um material de fio para um produto do tipo lã são conhecidos. Por exemplo, um dispositivo como este é revelado na patente US 5.976.453 para Nilsson e outros. Tal como descrito na patente 5.976.453, o dispositivo usa uma fonte de ar comprimido para deslocar o material de fio através do dispositivo. A fonte de ar comprimido é também usada para romper a integridade do material de fio, o qual é formado de muitos (por exemplo, milhares) de filamentos de fibra de vidro individuais.

[004] Referindo-se agora às figuras 1A-1G, um dispositivo de expansão ou texturização convencional 100 para expandir material de fio, tal como o material de fio 20 da patente 5.976.453, para um produto do tipo lã será descrito. O dispositivo 100 compreende uma seção de bico externa 102 e uma seção de bico interna 104. A seção de bico externa 102 tem uma parte de entrada 106, uma parte intermediária 108 e uma parte de saída 110 (ver a figura 1E). A parte de saída 110 inclui um segmento de bico intermediário 112. O segmento de bico intermediário 112 é integral com a parte intermediária 108 da seção de bico externa 102 e tem uma segunda passagem interna 114. A parte de saída 110 pode receber um tubo de saída 116 na mesma, o qual é retido no lugar por meio de um parafuso de retenção 118. O tubo de saída 116 tem uma terceira passagem interna 120. O tubo de saída 116 pode ser acoplado a um dispositivo de corte (não mostrado), tal como o dispositivo de corte 50 da patente 5.976.453. Um segmento de bico externo (não mostrado) também pode ser acoplado ao dispositivo de corte e tem uma quarta passagem interna.

[005] Uma parte da seção de bico interna 104 é recebida na seção de bico externa 102, tal como mostrado na figura 1E. Uma arruela 130 fica situada entre as seções 102 e 104. A seção de bico interna 104 inclui uma parte de corpo principal 132 e uma parte de agulha 134 integral com a parte de corpo principal 132 e se estendendo da mesma. As partes de corpo principal e de agulha 132 e 134 incluem uma primeira passagem interna 140 pela qual o material de fio passa à medida que ele desloca através do dispositivo 100. A primeira passagem 140 se estende de uma abertura de entrada 142 da parte de corpo principal 132 para uma abertura de saída 144 da parte de agulha 134.

[006] As partes de corpo principal e de agulha 132 e 134 definem, junto com as superfícies internas 146 e 148 das partes de entrada e intermediária 106 e 108 da seção de bico externa 102, uma câmara interna 150. Uma superfície externa 156 de uma extremidade final 158 da parte de agulha 134 fica espaçada por cerca de 3 mm da superfície interna 148 da parte intermediária 108 da seção de bico externa 102, de tal maneira que uma folga G1 existe entre a superfície externa 156 da parte de agulha 134 e a superfície interna 148 da parte intermediária 108 (ver a figura 1F).

[007] A seção de bico interna 104 e a seção de bico externa 102 podem ser unidas conjuntamente em qualquer modo adequado. Por exemplo, prendedores (por exemplo, parafusos) podem ser usados para unir as seções 102 e 104 uma à outra. Como um outro exemplo, uma superfície externa da parte de corpo principal 132 e uma parte da superfície interna da parte de entrada 106 da seção de bico externa 102 podem ser rosqueadas, tal como mostrado na patente 5.976.453. Neste caso, a parte de corpo principal 132 pode ser girada a fim de formar a folga G1 entre a superfície externa 156 da parte de agulha 134 e a superfície interna 148 da parte intermediária 108.

[008] A superfície externa 156 da extremidade final 158 da parte de agulha 134 tem uma forma cônica e se estende em um ângulo de cerca de 60 graus para um eixo geométrico longitudinal z da parte de agulha 134. De modo similar, a parte intermediária 108 da seção de bico externa 102 tem uma forma cônica e se estende em um ângulo de cerca de 60 graus para o eixo geométrico longitudinal z.

[009] O dispositivo 100 inclui uma abertura 160 para se conectar por meio de interface com uma fonte de fluxo de gás (não mostrada), tal como um compressor de ar. Neste modo, gás pressurizado flui da fonte de fluxo de gás, através da abertura 160 e para dentro da câmara 150. O gás pressurizado exerce tensão ou “puxa” o material de fio à medida que ele é fornecido através da primeira passagem 140, da segunda passagem 114, da terceira passagem 120 e da quarta passagem na direção de uma extremidade distal do dispositivo 100. Ele também separa e envolve as fibras do material de fio de tal maneira que o material de fio emerge da extremidade distal do dispositivo 100 e se torna um material “fofo” ou produto do tipo lã.

[010] A fonte de fluxo de gás também pode fornecer gás pressurizado para outras partes do dispositivo 100, tal como o dispositivo de corte mencionado anteriormente ou para um dispositivo de travamento 170 (ver as figuras 1E-1G). O dispositivo de travamento 170 interrompe seletivamente movimento do material de fio através do dispositivo 100. Na modalidade mostrada nas figuras 1A-1G, o dispositivo de travamento 170 inclui um pistão 172 que pode deslocar dentro de uma cavidade 174 entre uma primeira posição correspondendo a um estado destravado e uma segunda posição correspondendo a um estado travado. No estado destravado uma extremidade do pistão 172 fica dentro da cavidade 174 e não colide com nenhum material de fio na primeira passagem 140. De modo oposto, no estado travado a extremidade do pistão 172 é empurrada para baixo (por meio de aplicação do gás pressurizado) de tal maneira que ela sai da cavidade 174, atravessa um canal 176 e entra na primeira passagem 140 onde ela pressiona o material de fio na primeira passagem 140, impedindo efetivamente movimento do material de fio.

[011] Tal como notado anteriormente, o gás pressurizado introduzido na câmara 150 faz com que o material de fio desloque através do dispositivo 100 e rompe a integridade do material de fio de tal maneira que os filamentos individuais formando o material de fio são separados uns dos outros. O rompimento da integridade de fio é um precursor necessário para texturização do material de fio. Entretanto, uma consequência negativa do gás pressurizado impactando o material de fio é que alguns dos filamentos formando o material de fio são rompidos e se tornam separados do material de fio. Surpreendentemente, pelo menos uma parte destes filamentos rompidos tende a acumular dentro do dispositivo 100 (por exemplo, perto da abertura de entrada 142 da parte de corpo principal 132), tal como o oposto a ser soprada através e para fora do dispositivo 100 pelo gás pressurizado. Além disso, estes filamentos rompidos indesejavelmente podem migrar para dentro da cavidade 174 do dispositivo de travamento 170.

[012] Foi descoberto que as formas e/ou tamanhos particulares de várias passagens de fluxo de ar dentro do dispositivo 100 contribuem para este problema. Com relação ao dispositivo 100, estas passagens de fluxo de ar incluem pelo menos uma ou mais de a primeira passagem 140, a segunda passagem 114, a terceira passagem 120 e a folga G1.

[013] A primeira passagem 140 se estende da abertura de entrada 142 da parte de corpo principal 132 para a abertura de saída 144 da parte de agulha 134 e inclui uma primeira parte 180 tendo um primeiro diâmetro D1 e uma segunda parte 182 tendo um segundo diâmetro D2, onde D2 > D1. O primeiro diâmetro D1 é de 4 mm, enquanto que o segundo diâmetro D2 é de 5 mm. A transição da segunda parte 182 (isto é, D2) para a primeira parte 180 (isto é, D1) ocorre em algum lugar entre a abertura de saída 144 da parte de agulha 134 e um eixo geométrico central x do pistão 172. Além disso, uma região 178 onde o canal 176 encontra a primeira passagem 140 forma um ângulo de 90 graus.

[014] A segunda passagem 114 se estende da abertura de saída 144 da parte de agulha 134 para a terceira passagem 120 e tem um terceiro diâmetro D3. O terceiro diâmetro D3 é uniforme ao longo do comprimento da segunda passagem 114. O terceiro diâmetro D3 é de 8 mm.

[015] A terceira passagem 120 se estende em um comprimento do tubo de saída 116 e tem um quarto diâmetro D4. O quarto diâmetro D4 é uniforme ao longo do comprimento da terceira passagem 120. O quarto diâmetro D4 é de 8 mm.

[016] A abertura de entrada 142 da parte de corpo principal 132 tem um quinto diâmetro D5 que diminui gradualmente para o segundo diâmetro D2 dentro da primeira passagem 140 (isto é, antes de alcançar o canal 176). O quinto diâmetro D5 é de 25 mm. Tal como notado anteriormente, o segundo diâmetro D2 é de 5 mm.

[017] A folga G1 que existe entre a superfície externa 156 da parte de agulha 134 e a superfície interna 148 da parte intermediária 108 é substancialmente uniforme dentro do dispositivo 100. Uma medição horizontal da folga G1 é de 3 mm.

[018] Produtos texturizados produzidos pelo dispositivo 100 podem ser usados como isolamento acústico e/ou térmico em aplicações automotivas e industriais. Entretanto, existe uma necessidade não atendida com relação a um dispositivo de expansão/texturização aperfeiçoado que possa produzir tais produtos texturizados, enquanto que reduzindo ou eliminando de outro modo as desvantagens notadas anteriormente que prejudicam a eficiência e/ou confiabilidade de dispositivos convencionais.

SUMÁRIO

[019] Os conceitos inventivos gerais de uma maneira geral dizem respeito à produção de um material de fio texturizado, e mais particularmente a um dispositivo e método para produzir o material de fio texturizado.

[020] Em uma modalidade exemplar, um dispositivo para texturizar um material de fio é fornecido. O dispositivo compreende um corpo de bico e uma passagem se estendendo através do corpo de bico. A passagem se estende de uma primeira extremidade do corpo de bico para uma segunda extremidade do corpo de bico. A passagem é dimensionada para permitir que um material de fio passe através dela, em que o material de fio entra no corpo de bico na primeira extremidade e sai do corpo de bico na segunda extremidade. No dispositivo, um gás pressurizado colide sobre o material de fio dentro da passagem. O dispositivo é caracterizado pela passagem tendo uma primeira parte com um comprimento l1 e um diâmetro não uniforme d1 ao longo do comprimento l1, o diâmetro d1 aumentando em uma direção deslocando para a segunda extremidade do corpo de bico.

[021] Em uma modalidade exemplar, o comprimento l1 está entre 10 mm e 12 mm. Em uma modalidade exemplar, o comprimento l1 é de 11 mm.

[022] Em uma modalidade exemplar, o diâmetro d1 aumenta de 7 mm para 11 mm ao longo do comprimento l1. Em uma modalidade exemplar, o diâmetro d1 aumenta de 8 mm para 10 mm ao longo do comprimento l1.

[023] Em uma modalidade exemplar, o dispositivo é caracterizado adicionalmente pela passagem tendo uma segunda parte com um comprimento l2 e um diâmetro uniforme d2 ao longo do comprimento l2, em que a segunda parte é adjacente à primeira parte, e em que a segunda parte está mais próxima da primeira extremidade do corpo de bico do que a primeira parte.

[024] Em uma modalidade exemplar, o comprimento l2 está entre 4 mm e 6 mm. Em uma modalidade exemplar, o comprimento l2 é de 5 mm.

[025] Em uma modalidade exemplar, o diâmetro d2 está entre 7 mm e 9 mm. Em uma modalidade exemplar, o diâmetro d2 é de 8 mm.

[026] Em uma modalidade exemplar alternativa, o diâmetro d1 é uniforme ao longo do comprimento l1, o diâmetro d2 é uniforme ao longo do comprimento l2, e o diâmetro d1 é maior que o diâmetro d2.

[027] Em uma modalidade exemplar, o gás pressurizado primeiro colide sobre o material de fio dentro da segunda parte da passagem.

[028] Em uma modalidade exemplar, o dispositivo compreende adicionalmente um dispositivo de travamento. O dispositivo de travamento é operável para ser colocado seletivamente em um de um primeiro estado e um segundo estado. O primeiro estado corresponde ao dispositivo de travamento estando encaixado para impedir movimento do material de fio dentro da passagem. O segundo estado corresponde ao dispositivo de travamento estando desencaixado para permitir movimento do material de fio dentro da passagem. O dispositivo de travamento inclui um pistão e uma mola dispostos dentro de uma cavidade, em que um suporte de vedação é disposto dentro da cavidade para fixar um componente de vedação dentro da cavidade, e em que o componente de vedação impede pelo menos parcialmente que resíduos provenientes da passagem entrem na cavidade.

[029] Em uma modalidade exemplar, a cavidade é conectada à passagem por um canal, em que o canal é dimensionado para permitir que uma parte do pistão saia da cavidade e entre na passagem, e em que pelo menos uma parte da interface entre o canal e a passagem tem uma forma arqueada.

[030] Em uma modalidade exemplar, o dispositivo é caracterizado adicionalmente pela passagem tendo uma terceira parte com um comprimento l3 e um diâmetro uniforme d3 ao longo do comprimento l3, em que a terceira parte se estende entre a segunda parte e o canal.

[031] Em uma modalidade exemplar, o comprimento l3 está entre 70 mm e 75 mm. Em uma modalidade exemplar, o comprimento l3 é de 72,4 mm.

[032] Em uma modalidade exemplar, o diâmetro d3 está entre 2 mm e 5 mm. Em uma modalidade exemplar, o diâmetro d3 é de 3 mm. Em uma modalidade exemplar, o diâmetro d3 é de 4 mm.

[033] Em uma modalidade exemplar, o dispositivo é caracterizado adicionalmente pela passagem tendo uma quarta parte com um comprimento l4 e um diâmetro não uniforme d4 ao longo do comprimento l4, o diâmetro d4 aumentando em uma direção deslocando para a primeira extremidade do corpo de bico, em que a quarta parte se estende entre o canal e a primeira extremidade do corpo de bico.

[034] Em uma modalidade exemplar, o comprimento l4 está entre 8 mm e 12 mm. Em uma modalidade exemplar, o comprimento l4 é de 10 mm.

[035] Em uma modalidade exemplar, o diâmetro d4 aumenta de 4 mm para 26 mm ao longo do comprimento l4. Em uma modalidade exemplar, o diâmetro d4 aumenta de 5 mm para 25 mm ao longo do comprimento l4.

[036] Em uma modalidade exemplar, o dispositivo é caracterizado adicionalmente pela passagem tendo uma quinta parte com um comprimento l5 e um diâmetro uniforme d5 ao longo do comprimento l5, em que a quinta parte se estende entre a primeira parte e a segunda extremidade do corpo de bico.

[037] Em uma modalidade exemplar, o comprimento l5 está entre 5 mm e 20 mm. Em uma modalidade exemplar, o comprimento l5 é de 13,5 mm.

[038] Em uma modalidade exemplar, o diâmetro d5 está entre 9 mm e 15 mm. Em uma modalidade exemplar, o diâmetro d5 é de 12 mm.

[039] Em uma modalidade exemplar, o dispositivo compreende adicionalmente um tubo de saída. Um diâmetro externo do tubo de saída é dimensionado de tal maneira que pelo menos uma parte do tubo de saída encaixa dentro da quinta parte. Um diâmetro interno do tubo de saída corresponde ao maior valor do diâmetro d1. Em algumas modalidades exemplares, o diâmetro interno do tubo de saída é de 10 mm.

[040] O tubo de saída é fixado de modo removível ao corpo de bico. O material de fio é operável para passar pelo tubo de saída antes de sair do dispositivo. Em uma modalidade exemplar, o tubo de saída é preso ao corpo de bico por um parafuso de retenção se estendendo através de um furo rosqueado no corpo de bico. Em uma modalidade exemplar, o tubo de saída é mais duro que o corpo de bico.

[041] Em uma modalidade exemplar, o dispositivo é caracterizado adicionalmente pelo corpo de bico incluindo uma seção de bico externa e uma seção de bico interna. A seção de bico externa inclui uma parte intermediária inclinada. A seção de bico interna inclui uma parte de agulha inclinada. Pelo menos uma parte da seção de bico interna fica posicionada dentro da seção de bico externa de tal maneira que uma folga cônica G2 existe entre uma superfície interna da parte intermediária inclinada e uma superfície externa da parte de agulha inclinada, em que o gás pressurizado flui de uma câmara dentro do corpo de bico através da folga G2 antes de colidir sobre o material de fio dentro da passagem.

[042] Em uma modalidade exemplar, uma distância horizontal da folga G2 está entre 1,5 mm e 1,9 mm.

[043] Em uma modalidade exemplar, o material de fio é um fio de fibra de vidro contínuo.

[044] Em uma modalidade exemplar, o fluido pressurizado é ar comprimido.

[045] Em uma modalidade exemplar, o dispositivo compreende adicionalmente um dispositivo de corte, em que o dispositivo de corte é operável para cortar o material de fio.

[046] Em outras modalidades exemplares, o dispositivo para texturizar um material de fio inclui um corpo de bico e uma passagem se estendendo através do corpo de bico, em que a passagem inclui a primeira parte e uma ou mais de a segunda parte, a terceira parte, a quarta parte, a quinta parte e a folga G2 mencionadas anteriormente.

[047] Em outras modalidades exemplares, o dispositivo para texturizar um material de fio inclui um corpo de bico e uma passagem se estendendo através do corpo de bico, em que a passagem inclui a primeira parte e duas ou mais de a segunda parte, a terceira parte, a quarta parte, a quinta parte e a folga G2 mencionadas anteriormente.

[048] Em outras modalidades exemplares, o dispositivo para texturizar um material de fio inclui um corpo de bico e uma passagem se estendendo através do corpo de bico, em que a passagem inclui a primeira parte e pelo menos três de a segunda parte, a terceira parte, a quarta parte, a quinta parte e a folga G2 mencionadas anteriormente.

[049] Em outras modalidades exemplares, o dispositivo para texturizar um material de fio inclui um corpo de bico e uma passagem se estendendo através do corpo de bico, em que a passagem inclui duas ou mais de a primeira parte, a segunda parte, a terceira parte, a quarta parte, a quinta parte e a folga G2.

[050] Em outras modalidades exemplares, o dispositivo para texturizar um material de fio inclui um corpo de bico e uma passagem se estendendo através do corpo de bico, em que a passagem inclui pelo menos três de a primeira parte, a segunda parte, a terceira parte, a quarta parte, a quinta parte e a folga G2.

[051] Outros aspectos, vantagens e recursos dos conceitos inventivos gerais se tornarão aparentes para os versados na técnica a partir da descrição detalhada a seguir, quando lida considerando os desenhos anexos.

DESCRIÇÃO RESUMIDA DOS DESENHOS

[052] Para um entendimento mais completo da natureza e vantagens dos conceitos inventivos gerais, referência deve ser feita para a descrição detalhada a seguir considerada em conexão com os desenhos anexos, nos quais:

[053] As figuras 1A-1G ilustram partes relevantes de um aparelho de texturização convencional. A figura 1A é uma vista superior em perspectiva do aparelho de texturização. A figura 1B é uma vista frontal em elevação do aparelho de texturização. A figura 1C é uma vista traseira em elevação do aparelho de texturização. A figura 1D é uma vista plana superior do aparelho de texturização. A figura 1E é uma vista seccional longitudinal em elevação do aparelho de texturização, feita ao longo da linha A-A da figura 1C. A figura 1F mostra duas vistas detalhadas (isto é, o Detalhe A e o Detalhe B) do aparelho de texturização da figura 1E. A figura 1G mostra uma vista detalhada (isto é, o Detalhe C) do aparelho de texturização da figura 1E.

[054] As figuras 2A-2H ilustram partes relevantes de um aparelho de texturização, de acordo com uma modalidade exemplar da invenção. A figura 2A é uma vista superior em perspectiva do aparelho de texturização. A figura 2B é uma vista frontal em elevação do aparelho de texturização. A figura 2C é uma vista traseira em elevação do aparelho de texturização. A figura 2D é uma vista plana superior do aparelho de texturização. A figura 2E é uma vista seccional longitudinal em elevação do aparelho de texturização, feita ao longo da linha B-B da figura 2C. A figura 2F mostra duas vistas detalhadas (isto é, o Detalhe D e o Detalhe E) do aparelho de texturização da figura 2E. A figura 2G mostra uma vista detalhada (isto é, o Detalhe F) do aparelho de texturização da figura 2E. A figura 2H mostra uma vista detalhada (isto é, o Detalhe G) do aparelho de texturização da figura 2E.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[055] Embora os conceitos inventivos gerais sejam suscetíveis de modalidades em muitas formas diferentes, estão mostradas nos desenhos e serão descritas detalhadamente neste documento várias modalidades exemplares dos mesmos com o entendimento de que a presente revelação é para ser considerada como uma exemplificação dos princípios dos conceitos inventivos gerais. Portanto, os conceitos inventivos gerais não pretendem ficar limitados às modalidades específicas ilustradas neste documento.

[056] A não ser que definido de outro modo, os termos usados neste documento têm o mesmo significado tal como entendido comumente por uma pessoa de conhecimento comum na técnica abrangendo os conceitos inventivos gerais. A terminologia usada neste documento é somente para descrever modalidades exemplares dos conceitos inventivos gerais e não é proposta para ser limitação dos conceitos inventivos gerais. Tal como usado na descrição dos conceitos inventivos gerais e nas reivindicações anexas, as formas singulares “um”, “uma”, “o” e “a” são propostas para incluir também as formas plurais, a não ser que o contexto indique claramente de outro modo.

[057] Os conceitos inventivos fornecem um dispositivo e método aperfeiçoados para produzir um material de fio texturizado.

[058] Referindo-se agora às figuras 2A-2H, um dispositivo exemplar 200 para expandir material de fio, tal como o material de fio 20 da patente 5.976.453, para um produto do tipo lã será descrito. Somente aquelas partes do dispositivo 200 relevantes para um entendimento da invenção serão mostradas e descritas. O dispositivo 200 compreende uma seção de bico externa 202 e uma seção de bico interna 204. A seção de bico externa 202 tem uma parte de entrada 206, uma parte intermediária 208 e uma parte de saída 210 (ver a figura 2E). A parte de saída 210 inclui um segmento de bico intermediário 212. O segmento de bico intermediário 212 é integral com a parte intermediária 208 da seção de bico externa 202 e tem uma segunda passagem interna 214. A parte de saída 210 inclui uma cavidade 216 que pode receber um tubo de saída (não mostrado) na mesma. O tubo de saída é retido no lugar por meio de um parafuso de retenção (não mostrado) atarraxado em um furo 218 na seção de bico externa 202. O tubo de saída tem uma terceira passagem interna. O tubo de saída pode ser acoplado a um dispositivo de corte (não mostrado), tal como o dispositivo de corte 50 da patente 5.976.453. Um segmento de bico externo (não mostrado) também pode ser acoplado ao dispositivo de corte e tem uma quarta passagem interna.

[059] Uma parte da seção de bico interna 204 é recebida na seção de bico externa 202, tal como mostrado na figura 2E. A seção de bico interna 204 inclui uma parte de corpo principal 232 e uma parte de agulha 234 integral com a parte de corpo principal 232 e se estendendo dela. As partes de corpo principal e de agulha 232 e 234 incluem uma primeira passagem interna 240 através da qual o material de fio passa à medida que ele desloca através do dispositivo 200. A primeira passagem 240 se estende de uma abertura de entrada 242 da parte de corpo principal 232 para uma abertura de saída 244 da parte de agulha 234.

[060] As partes de corpo principal e de agulha 232 e 234 definem, junto com as superfícies internas 246 e 248 das partes de entrada e intermediária 206 e 208 da seção de bico externa 202, uma câmara interna 250. Uma superfície externa 256 de uma extremidade final 258 da parte de agulha 234 fica espaçada ao lado da superfície interna 248 da parte intermediária 208 da seção de bico externa 202 de tal maneira que uma folga G2 existe entre a superfície externa 256 da parte de agulha 234 e a superfície interna 248 da parte intermediária 208 (ver a figura 2F).

[061] A seção de bico interna 204 e a seção de bico externa 202 podem ser unidas conjuntamente em qualquer modo adequado. Por exemplo, prendedores (por exemplo, parafusos) podem ser usados para unir as seções 202 e 204 uma à outra. Como um outro exemplo, uma superfície externa da parte de corpo principal 232 e uma parte da superfície interna da parte de entrada 206 da seção de bico externa 202 podem ser rosqueadas, tal como mostrado na patente 5.976.453. Neste caso, a parte de corpo principal 232 pode ser girada a fim de formar a folga G2 entre a superfície externa 256 da parte de agulha 234 e a superfície interna 248 da parte intermediária 208.

[062] A superfície externa 256 da extremidade final 258 da parte de agulha 234 tem uma forma cônica e se estende em um ângulo de cerca de 60 graus para um eixo geométrico longitudinal z da parte de agulha 234. De modo similar, a parte intermediária 208 da seção de bico externa 202 tem uma forma cônica e se estende em um ângulo de cerca de 60 graus para o eixo geométrico longitudinal z.

[063] O dispositivo 200 inclui uma abertura 260 para se conectar por meio de interface com uma fonte de fluxo de gás (não mostrado), tal como um compressor de ar. Neste modo, gás pressurizado flui da fonte de fluxo de gás, através da abertura 260 e para dentro da câmara 250. O gás pressurizado exerce pressão ou “puxa” o material de fio à medida que ele atravessa a primeira passagem 240, a segunda passagem 214, a terceira passagem e a quarta passagem na direção de uma extremidade distal do dispositivo 200. Ele também separa e envolve as fibras do material de fio de maneira que o material de fio emerge da extremidade distal do dispositivo 200 e se torna um material “fofo” ou produto do tipo lã.

[064] A fonte de fluxo de gás também pode fornecer gás pressurizado para outras partes do dispositivo 200, tal como o dispositivo de corte mencionado anteriormente ou para um dispositivo de travamento 270 (ver as figuras 2E-2H). O dispositivo de travamento 270 interrompe seletivamente movimento do material de fio através do dispositivo 200. Na modalidade mostrada nas figuras 2A-2H, o dispositivo de travamento 270 inclui um pistão 272 que pode deslocar dentro de uma cavidade 274 entre uma primeira posição correspondendo a um estado destravado e uma segunda posição correspondendo a um estado travado. No estado destravado uma extremidade do pistão 272 fica dentro da cavidade 274 e não colide sobre nenhum material de fio na primeira passagem 240. De modo oposto, no estado travado a extremidade do pistão 272 é empurrada para baixo (via aplicação do gás pressurizado) de maneira que ele sai da cavidade 274, atravessa um canal 276 e entra na primeira passagem 240 onde ela pressiona o material de fio na primeira passagem 240, impedindo efetivamente movimento do material de fio.

[065] O gás pressurizado introduzido na câmara 250 faz com que o material de fio para desloque através do dispositivo 200 e rompe a integridade do material de fio de maneira que os filamentos individuais formando o material de fio são separados uns dos outros. O rompimento da integridade de fio é um precursor necessário para texturização do material de fio. Entretanto, tal como notado acima, uma consequência negativa do gás pressurizado impactando o material de fio é que alguns dos filamentos formando o material de fio são rompidos e se tornam separados do material de fio. Em dispositivos de expansão/texturização convencionais (por exemplo, o dispositivo 100), pelo menos uma parte destes filamentos rompidos pode acumular dentro do dispositivo e diminuir sua eficiência, por exemplo, exigindo manutenção mais frequente do dispositivo.

[066] No dispositivo 200, recursos de várias passagens de fluxo de ar são modificados para eliminar ou reduzir de outro modo este problema. Com relação ao dispositivo 200, estas passagens de fluxo de ar incluem pelo menos uma ou mais de a primeira passagem 240, a segunda passagem 214 e a folga G2.

[067] A primeira passagem 240 se estende da abertura de entrada 242 da parte de corpo principal 232 para a abertura de saída 244 da parte de agulha 234. No dispositivo 200, a primeira passagem 240 tem um sexto diâmetro D6 que é uniforme entre a abertura de saída 244 da parte de agulha 234 e uma região 278 onde o canal 276 encontra a primeira passagem 240, isto é, um comprimento L3 (ver a figura 2G). O sexto diâmetro D6 pode ser qualquer tamanho adequado para acomodar passagem do material de fio através dele. Tipicamente, o sexto diâmetro D6 será só ligeiramente maior que um diâmetro do material de fio. Neste modo, abrasão do material de fio dentro da primeira passagem 240 é minimizada, enquanto que também evitando fluxo reverso do gás pressurizado através da primeira passagem 240. Em algumas modalidades exemplares, o sexto diâmetro D6 está entre 2 mm e 5 mm. Em algumas modalidades exemplares, o sexto diâmetro D6 é de 3 mm. Em algumas modalidades exemplares, o sexto diâmetro D6 é de 4 mm.

[068] Além disso, pelo menos uma parte da região 278 onde o canal 276 encontra a primeira passagem 240, no lado mais perto da abertura de saída 244, tem uma transição curvada defronte de uma aguçada (por exemplo, de 90 graus), tal como mostrado na figura 2H. Além de facilitar passagem do material de fio para dentro da primeira passagem 240 à medida que ele passa pelo canal 276, foi descoberto que esta transição curvada 278 reduziu a incidência de ondas de choque sendo criadas pelo gás pressurizado fluindo para trás pela primeira passagem 240. Tais ondas de choque são prejudiciais já que elas causam ruptura de filamentos do material de fio dentro do dispositivo.

[069] A segunda passagem 214 se estende da abertura de saída 244 da parte de agulha 234 para a cavidade 216. A segunda passagem 214 inclui uma primeira parte 280 e uma segunda parte 282. A primeira parte 280 e a segunda parte 282 são separadas por uma transição 284, tal como mostrado na figura 2G.

[070] Um comprimento L1 da primeira parte 280 tipicamente é menor que um comprimento L2 da segunda parte 282. Em algumas modalidades exemplares, o comprimento L1 está entre 4 mm e 6 mm. Em algumas modalidades exemplares, o comprimento L1 é de 5 mm. Em algumas modalidades exemplares, o comprimento L2 está entre 10 mm e 12 mm. Em algumas modalidades exemplares, o comprimento L2 é de 11 mm.

[071] A primeira parte 280 da segunda passagem 214 tem um sétimo diâmetro D7 que é uniforme ao longo de seu comprimento L1 (ver a figura 2F). Portanto, uma superfície interna 286 da primeira parte 280 é paralela ao eixo geométrico z. Em algumas modalidades exemplares, o sétimo diâmetro D7 está entre 7 mm e 9 mm. Em algumas modalidades exemplares, o sétimo diâmetro D7 é de 8 mm.

[072] A segunda parte 282 da segunda passagem 214 tem um oitavo diâmetro D8 que não é uniforme ao longo de seu comprimento L2 (ver a figura 2F). Portanto, uma superfície interna 288 da segunda parte 282 não é paralela ao eixo geométrico z. Em vez disto, o oitavo diâmetro D8 aumenta da transição 284 para a cavidade 216. Em algumas modalidades exemplares, o oitavo diâmetro D8 varia de 7 mm para 11 mm ao longo de seu comprimento L2. Em algumas modalidades exemplares, o oitavo diâmetro D8 varia de 8 mm para 10 mm ao longo de seu comprimento L2. Consequentemente, tal como mostrado na figura 2G, um ângulo s° é maior que 90°, enquanto que um ângulo r° é menor que 90°.

[073] A abertura de entrada 242 da parte de corpo principal 232 tem um nono diâmetro D9 que muda (isto é, diminui) gradualmente para um décimo diâmetro D10 dentro da primeira passagem 240 (isto é, antes de alcançar o canal 276). Em outras palavras, a parte da primeira passagem 240 que se estende entre o canal 276 e a abertura de entrada 242 tem um comprimento L4 e tem um diâmetro variável que aumenta do décimo diâmetro D10 para o nono diâmetro D9 na abertura de entrada 242. Em algumas modalidades exemplares, o diâmetro desta parte da primeira passagem 240 varia de 4 mm para 26 mm. Em algumas modalidades exemplares, o diâmetro desta parte da primeira passagem 240 varia de 5 mm para 25 mm. Em algumas modalidades exemplares, o nono diâmetro D9 está entre 24 mm e 26 mm. Em algumas modalidades exemplares, o nono diâmetro D9 é de 25 mm. Em algumas modalidades exemplares, o décimo diâmetro D10 está entre 4 mm e 6 mm. Em algumas modalidades exemplares, o décimo diâmetro D10 é de 5 mm. De uma maneira geral, o décimo diâmetro D10 é maior que o sexto diâmetro D6.

[074] A folga G2 que existe entre a superfície externa 256 da parte de agulha 234 e a superfície interna 248 da parte intermediária 208 é substancialmente uniforme dentro do dispositivo 200. Em algumas modalidades exemplares, uma medição horizontal da folga G2 está entre 1,4 mm e 2,0 mm. Em algumas modalidades exemplares, uma medição horizontal da folga G2 está entre 1,5 mm e 1,9 mm.

[075] Produtos texturizados produzidos pelo dispositivo 200 podem ser usados como isolamento acústico e/ou térmico em aplicações automotivas e industriais. Por causa dos recursos específicos descritos anteriormente (sozinhos ou em combinação), filamentos que são rompidos e se tornam separados do material de fio têm mais possibilidades de serem soprados através do dispositivo 200 e para fora do mesmo, tal como o oposto a acumular dentro do dispositivo 200. Consequentemente, o dispositivo 200 exibe eficiência e/ou confiabilidade melhorada em relação aos dispositivos convencionais.

[076] A descrição anterior de modalidades específicas foi dada a título de exemplo. A partir da revelação dada, os versados na técnica não somente entenderão os conceitos inventivos gerais e suas vantagens concomitantes, mas também descobrirão várias mudanças e modificações aparentes para as estruturas e conceitos revelados. É pretendido, portanto, abranger todas as tais mudanças e modificações como estando incluídas no espírito e escopo dos conceitos inventivos gerais, tais como definidos neste documento e pelas reivindicações anexas, e equivalências das mesmas.

Claims

1. Dispositivo (200) para texturizar um material de fio, o dispositivo compreendendo: um corpo de bico (202, 204); e uma passagem (214, 216, 240) se estendendo através do corpo de bico (202, 204), em que a passagem (214, 216, 240) se estende a partir de uma primeira extremidade (242) do corpo de bico (202, 204) para uma segunda extremidade (210) do corpo de bico (202, 204), em que a passagem (214, 216, 240) é dimensionada para permitir que um material de fio passe através dela, em que o material de fio entra no corpo de bico (202, 204) na primeira extremidade (242), em que o material de fio sai do corpo de bico (202, 204) na segunda extremidade (210), e em que um gás pressurizado colide sobre o material de fio dentro da passagem (214, 216, 240), o dispositivo (200) CARACTERIZADO pelo fato de que a passagem (214, 216, 240) tem uma segunda parte (282) com um comprimento L2 e um diâmetro não uniforme D8 ao longo do comprimento L2, o diâmetro D8 aumentando em uma direção se deslocando para a segunda extremidade do corpo de bico (202, 204), em que o diâmetro D8 aumenta de um dentre 7 mm para 11 mm e 8 mm para 10 mm ao longo do comprimento L2, em que o comprimento L2 está entre 10 mm e 12 mm, em que o corpo de bico (202, 204) inclui uma seção de bico externa (202) e uma seção de bico interna (204), em que a seção de bico externa (202) inclui uma parte intermediária (208) inclinada, em que a seção de bico interna (204) inclui uma parte de agulha inclinada, em que pelo menos uma parte da seção de bico interna (204) é posicionada dentro da seção de bico externa (202), de modo que exista uma folga cônica G2 entre uma superfície interna (248) da parte intermediária (208) inclinada e uma superfície externa (256) da parte inclinada de agulha (234), em que o gás pressurizado flui a partir de uma câmara (250) dentro do corpo de bico (202, 204) através da folga G2 antes de colidir sobre o material de fio dentro da passagem (214, 216, 240), e em que uma distância horizontal da folga G2 está entre 1,5 mm e 1,9 mm.

2. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o comprimento L2 é de 11 mm.

3. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO adicionalmente pelo fato de que a passagem (214, 216, 240) tem uma primeira parte (280) com um comprimento L1 e um diâmetro uniforme D7 ao longo do comprimento L1, em que a primeira parte (280) é adjacente à segunda parte (282), e em que a primeira parte (280) está mais próxima da primeira extremidade (242) do corpo de bico (202, 204) do que a segunda parte (282) está da primeira extremidade (242) do corpo de bico (202, 204).

4. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADO pelo fato de que o comprimento L1 está entre 4 mm e 6 mm.

5. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADO pelo fato de que o comprimento L1 é de 5 mm.

6. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADO pelo fato de que o diâmetro D7 está entre 7 mm e 9 mm.

7. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADO pelo fato de que o diâmetro D7 é de 8 mm.

8. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADO pelo fato de que o gás pressurizado primeiro colide sobre o material de fio dentro da primeira parte (280) da passagem (214, 216, 240).

9. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente um dispositivo de travamento (270), em que o dispositivo de travamento (270) é operável para ser colocado seletivamente em um de um primeiro estado e um segundo estado, em que o primeiro estado corresponde ao dispositivo de travamento (270) estando encaixado para impedir movimento do material de fio dentro da passagem (214, 216, 240), em que o segundo estado corresponde ao dispositivo de travamento (270) estando desencaixado para permitir movimento do material de fio dentro da passagem (214, 216, 240), em que o dispositivo de travamento (270) inclui um pistão (272) e uma mola dispostos dentro de uma cavidade (274), e em que um suporte de vedação é disposto dentro da cavidade (274) para fixar um componente de vedação dentro da cavidade (274), e em que o componente de vedação impede pelo menos parcialmente que resíduos provenientes da passagem (214, 216, 240) entrem na cavidade (274).

10. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADO pelo fato de que a cavidade (274) é conectada à passagem (214, 216, 240) por um canal (276), em que o canal (276) é dimensionado para permitir que uma parte do pistão (272) saia da cavidade (274) e entre na passagem (214, 216, 240), e em que pelo menos uma parte da interface (278) entre o canal (276) e a passagem (214, 216, 240) tem uma forma arqueada.

11. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADO adicionalmente pelo fato de que a passagem (214, 216, 240) tem uma terceira parte (241) com um comprimento L3 e um diâmetro uniforme D6 ao longo do comprimento L3, em que a terceira parte (241) se estende entre a primeira parte (280) e o canal (276).

12. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADO pelo fato de que o comprimento L3 está entre 70 mm e 75 mm.

13. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADO pelo fato de que o comprimento L3 é de 72,4 mm.

14. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADO pelo fato de que o diâmetro D6 está entre 2 mm e 5 mm.

15. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADO pelo fato de que o diâmetro D6 é de 3 mm.

16. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADO pelo fato de que o diâmetro D6 é de 4 mm.

17. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADO adicionalmente pelo fato de que a passagem (214, 216, 240) tem uma quarta parte (243) com um comprimento L4 e um diâmetro não uniforme d4 que aumenta de um primeiro diâmetro D10 para um segundo diâmetro D9 ao longo do comprimento L4 em uma direção se deslocando para a primeira extremidade (242) do corpo de bico (202, 204), em que a quarta parte se estende entre o canal (276) e a primeira extremidade (242) do corpo de bico (202, 204).

18. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 17, CARACTERIZADO pelo fato de que o comprimento L4 está entre 8 mm e 12 mm.

19. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 17, CARACTERIZADO pelo fato de que o comprimento L4 é de 10 mm.

20. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 17, CARACTERIZADO pelo fato de que o diâmetro d4 aumenta de 4 mm para 26 mm ao longo do comprimento L4.

21. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 17, CARACTERIZADO pelo fato de que o diâmetro d4 aumenta de 5 mm para 25 mm ao longo do comprimento L4.

22. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 17, CARACTERIZADO adicionalmente pelo fato de que a passagem (214, 216, 240) tem uma quinta parte (216) com um comprimento l5 e um diâmetro uniforme d5 ao longo do comprimento l5, em que a quinta parte (216) se estende entre a segunda parte (282) e a segunda extremidade (210) do corpo de bico (202, 204).

23. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 22, CARACTERIZADO pelo fato de que o comprimento l5 está entre 5 mm e 20 mm.

24. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 22, CARACTERIZADO pelo fato de que o comprimento l5 é de 13,5 mm.

25. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 22, CARACTERIZADO pelo fato de que o diâmetro d5 está entre 9 mm e 15 mm.

26. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 22, CARACTERIZADO pelo fato de que o diâmetro d5 é de 12 mm.

27. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 22, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente um tubo de saída, em que pelo menos uma parte do tubo de saída se encaixa dentro da quinta parte (216), em que o tubo de saída é fixado de modo removível ao corpo de bico (202, 204), e em que o material de fio é operável para passar pelo tubo de saída antes de sair do dispositivo (200).

28. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 27, CARACTERIZADO pelo fato de que o tubo de saída é preso ao corpo de bico (202, 204) por um parafuso de retenção.

29. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o gás pressurizado é ar comprimido.