BR9916600B1 - guia rotativo para desenrolar um fio elastomérico, aparelho de urdidura, conjunto desenrolador de fio elastomérico e método para desenrolar um rolo de fio elastomérico enrolado. - Google Patents

Description

"GUIA ROTATIVO PARA DESENROLAR UM FIO ELASTOMÉRICO,APARELHO DE URDIDURA, CONJUNTO DESENROLADOR DE FIOELASTOMÉRICO E MÉTODO PARA DESENROLAR UM ROLO DE FIOELASTOMÉRICO ENROLADO"

Fundamentos

Campo da Invenção

A presente invenção refere-se ao campo de urdidura de fioelastomérico com o desenrolamento do fio dos rolos em uma gaiola e oenrolamento, ou urdidura, do fio elastomérico em um feixe em um aparelho deurdidura.

Descrição do Estado da Técnica

O fio elastomérico é obtido ao se girar o fio e enrolar o fio fiadoem um tubo para formar um rolo de fio elastomérico. Os fabricantes de tecidosque incluem o fio elastomérico requerem um grande número de extremidadesdo fio a fim de utilizar o fio nas máquinas para produzir um tecido e, portanto, énecessário enrolar, ou urdir, um grande número de extremidades dos rolos emum feixe para tricotar ou tecer o fio elastomérico como tecidos urdidos-estirados.

As máquinas para urdir o fio elastomérico são conhecidas noestado da técnica. Na Figura 1 é mostrado um aparelho de urdiduraconvencional (11) que inclui uma gaiola (13), uma unidade de pré-estiramento(15), e uma cabeça de urdideira (17). O fio elastomérico é desenrolado de umgrande número rolos (19) na gaiola (13) onde a unidade de pré-estiramento(15) produz a força de tração necessária para desenrolar o fio dos rolos. O fio éenrolado como um feixe na cabeça de urdideira (17).

A gaiola (13) inclui uma pluralidade de rolos, geralmente de 1.000a 1.600. Conforme mostrado na Figura 2, os rolos (19) têm um núcleo central,ou tubo, (21) em torno do qual o fio elastomérico (23) é enrolado. Tipicamente,a gaiola (13) inclui pelo menos uma armação com os rolos (19) montados emcada armação em longas fileiras horizontais ou verticais e em um número deníveis ou pisos umas acima das outras. A gaiola (13) inclui normalmente maisde uma armação, em cujo caso as armações ficam espaçadas umas dasoutras, tanto paralelas umas às outras quanto em alguma outra configuração.

Cada rolo (19) é montado em um carretei rotativo ou rolo de propulsão e asuperfície circunferencial externa do rolo (19), isto é, o fio elastomérico (23), écolocado no contato com um rolo de propulsão (25) que impele a superfície dorolo (19) a um coeficiente de velocidade de 1:1 para desenrolar o rolo (19).Enquanto vai sendo desenrolado, o fio (23) é também sujeito a uma força detração da unidade de pré-estiramento (15).

A unidade de pré-estiramento (15) inclui os rolos (27) que puxamo fio (23) da gaiola (13) a uma força de tração necessária para assegurar umexcelente desenrolamento do fio (23). Se a força de tração fordemasiadamente alta ou demasiadamente baixa, o fio (23) vai desenrolarincorretamente.

O fio (23), enquanto vai sendo desenrolado, passa tipicamenteatravés de um guia-fios (31) que orienta o fio (23) a aproximadamente 90 grausem relação à unidade de pré-estiramento (15). O guia-fios (31) se apresentageralmente na forma de um Ioop chamado de rabo de porco, e é feito decerâmica.

Quando o fio (23) deixa a gaiola (13), o fio desenrolado (23) deum nível ou uma fileira de rolos (19) passa através de um guia dianteiro (33)para orientar os fios (23) em uma camada de fio. Quando a camada de fio entrana unidade de pré-estiramento (15), o fio (23) é alinhado por um pente deseparação (35) antes de passar nos rolos (27).

O fio (23) passa da unidade de pré-estiramento (15) através deum pente (37) e então ao feixe (29). O pente (37) é uma estrutura do tipo penteque possui uma base e uma pluralidade de agulhas conectadas à base paradefinir espaços entre elas, através dos quais cada um dos fios (23) da gaiola(13) é enfiado.

Um aparelho de urdidura convencional tal como descrito acima opera tipicamente a velocidades de desenrolamento de aproximadamente 170metros por minuto, dependendo do fio. Conforme será explicado em maioresdetalhes mais abaixo, há alguns problemas inerentes com esses aparelhos deurdidura convencionais que são solucionados pela presente invenção.

Descrição Resumida da Invenção

O aparelho da invenção inclui as seguintes características: umguia rotativo, um conjunto desenrolador de fio elastomérico que inclui umsuporte de guias que suporta os guias rotativos e um carrinho móvel paratransportar os rolos enrolados de fio elastomérico para o suporte de guia, umaguia-fios de metal, um guia dianteiro e um conjunto de barra de tensão e um pente de pivô.

O guia rotativo da invenção para desenrolar o fio elastomérico deum rolo estacionário de fio elastomérico enrolado, inclui um disco, uma parte deconexão formada no disco para permitir que o disco seja conectado a umdispositivo para girar o disco, uma abertura formada na superfície do disco entre a parte de conexão e a borda externa do disco para permitir que o fioelastomérico passe através delas quando o disco for girado e o fio elastoméricofor desenrolado do rolo, e um dispositivo na abertura para controlar a força detração em um fio elastomérico puxado através da abertura de modo que, se ofio elastomérico for desenrolado livremente do rolo, a força de empuxo édiminuída e, se o fio elastomérico não for desenrolado livremente do rolo, aforça de tração é aumentada. Em uma realização, o dispositivo de controle daforça de tração inclui um anel superior, um anel intermediário e um anel inferior,empilhados conjuntamente na abertura, sendo que cada um dos anéis tem neleformada uma abertura, o anel intermediário tem uma projeção nele formadaque se estende para a sua abertura, de modo a cobrir parcialmente asaberturas nos anéis superior e inferior e que se estende em uma direçãocontrária à direção de rotação do guia rotativo, sendo que a largura do anelintermediário, em torno do perímetro da abertura ali formada é menor ou igual àlargura das partes correspondentes dos anéis superior e inferior.

A invenção também se refere a um conjunto desenrolador de fioelastomérico que inclui um guia rotativo que possui um disco, uma parte deconexão formada no disco para permitir que o disco seja conectado a umdispositivo para girar o disco, e uma abertura formada na superfície do discoentre a parte de conexão e a borda externa do disco para permitir que o fioelastomérico passe através dela quando o disco for girado e o fio elastoméricofor desenrolado do rolo, um dispositivo para girar o guia rotativo unido à partede conexão, e um rolo estacionário de fio elastomérico posicionado adjacenteao guia rotativo. O guia rotativo do conjunto desenrolador também pode incluirum dispositivo na abertura tal como descrito acima para controlando a força detração em um fio elastomérico puxado através da abertura de maneira tal que,se o fio elastomérico for desenrolando livremente do rolo, a força de tração édiminuída e, se o fio elastomérico não for desenrolando livremente do rolo aforça de tração é aumentada.

O conjunto desenrolador de fio elastomérico também pode incluirum suporte de guias que tem pelo menos um braço que se estende para forado mesmo, sendo que o dispositivo para girar um guia rotativo é unido ao braçode modo a suportar o dispositivo rotativo e o guia rotativo no suporte de guias,e uma bandeja suportada no suporte de guias e posicionada abaixo do guiarotativo para suportar um rolo estacionário de fio elastomérico abaixo do guiarotativo. O conjunto também pode incluir um carrinho móvel adaptado paraacoplar com o suporte de guias que tem pelo menos um braço nele formadoque se estende externamente do mesmo, e o rolo estacionário de fioelastomérico é suportado no braço do carrinho de maneira tal que, quando ocarrinho é acoplado ao suporte de guias, o rolo estacionário de fio elastoméricoé suportado abaixo do guia rotativo.

Uma outra característica da invenção é um conjunto de guia-fiospara ser utilizado em um aparelho de urdidura que inclui um guia-fios quepossui uma parte superior e uma parte inferior, sendo que a parte superior temum Ioop nela formado para prender um linha de fios, um elemento base unido àparte inferior do guia-fios de maneira tal que a parte superior do guia-fios possaser movida sob tensão, e um dispositivo no elemento base para detectar umaumento na tensão no guia-fios de modo que o dispositivo detector de tensãoforneça uma indicação se a tensão no guia-fios excede uma quantidadepredeterminada.

Ainda uma outra característica da invenção é um guia-fios paraser utilizado em um aparelho de urdidura, sendo que o guia tem um Ioop neleformado para prender uma linha de fios, e o guia-fios inclui um metaltemperado.

Uma outra característica da invenção é um conjunto de guiasdianteiros e barras de tensão para ser utilizado em um aparelho de urdiduraque inclui uma barra que tem uma pluralidade de guias nela formada parapermitir que o fio seja enfiado através dela, e um dispositivo conectado à barrapara medir a pressão na barra causada pela força do fio na barra quando o fioé puxado através dos guias na barra. O conjunto também pode incluir umdispositivo de saída para receber um sinal do dispositivo de medição dapressão e fornecer uma medida da pressão na barra, e um dispositivo demonitoramento da pressão para receber um sinal da pressão do dispositivo desaída, comparar a pressão a uma faixa de valores desejados da pressão, eemitir um sinal a um dispositivo de saída se a pressão na barra estiver fora dafaixa de valores desejados da pressão.

A invenção também se refere a um método para desenrolar umrolo de fio enrolado mediante o desenrolamento do fio em uma gaiola deacordo com um método de controle da rotação da extração pela extremidade, apassagem do fio através de um guia dianteiro, a medição da pressão no guiadianteiro causada pela força do fio no guia dianteiro quando o fio é puxadoatravés do mesmo, e a urdidura do fio como um feixe que é girado em umacabeça de urdideira na qual a velocidade de rotação do rolo pela extremidadepode ser controlada com base na pressão do guia dianteiro sobre a barra.

Uma outra característica da invenção é um pente para serutilizado em um aparelho de urdidura que inclui uma barra que tem umapluralidade de agulhas nela formada, e um dispositivo conectado à barra paragirar a barra em pelo menos um plano horizontal.

Breve Descrição dos Desenhos

A Figura 1 é uma vista lateral em elevação de um aparelho deurdidura do fio elastomérico convencional da técnica anterior.

A Figura 2 é uma vista em perspectiva de um aparelho deextração impelido na superfície da gaiola do aparelho de urdidura conformemostrado na Figura 1.

A Figura 3 é uma vista em perspectiva das características dapresente invenção ilustrada à medida que o fio se desloca de um rolo para umfeixe.

A Figura 4 é uma vista em perspectiva de um aparelho deurdidura construído de acordo com a presente invenção que mostra umconjunto desenrolador de fio elastomérico que inclui um suporte de guias e umcarrinho móvel;

A Figura 5 é uma vista em perspectiva de um rolo desenrolado defio elastomérico e uma realização de um guia rotativo utilizado na gaiola daFigura 4.

A Figura 6 é uma vista explodida em perspectiva do dispositivo decontrole da força de tração do guia rotativo da Figura 5.

A Figura 7 é uma vista plana superior do dispositivo de controle da força de tração do guia rotativo da Figura 5.

A Figura 8 é uma vista em seção transversal parcial do dispositivode controle da força de tração da Figura 7 tomada ao longo das linhas 8-8 naFigura 7 e mostrando o fio sendo puxado através do dispositivo;

A Figura 9 é uma vista em seção transversal parcial do dispositivo de controle da força de tração da Figura 7 tomada ao longo das linhas 9-9 naFigura 7 e mostrando o fio sendo puxado através do dispositivo.

A Figura 10 é uma vista em perspectiva de um rolo de fioelastomérico que mostra elementos selecionados da presente invenção àmedida que o fio é desenrolado de um rolo e se move para um guia-fios.

A Figura 11 é uma vista lateral em elevação do guia rotativo daFigura 5.

A Figura 12 é uma vista plana inferior do guia rotativo da Figura 5.

A Figura 13 é uma vista em perspectiva de uma outra realizaçãodo guia rotativo da presente invenção.

A Figura 14A é uma vista lateral em seção transversal do guiarotativo da Figura 13.

A Figura 14B é uma vista plana superior do guia rotativo daFigura 13.

A Figura 15 é uma vista em perspectiva de uma outra realização do guia rotativo da presente invenção.

A Figura 16 é uma vista lateral em elevação de um conjunto deguias de linha da invenção.

A Figura 17 é uma vista em perspectiva do conjunto de guiasdianteiros e barras de tensão da presente invenção.

A Figura 18 é uma vista frontal em elevação do conjunto de guiasdianteiros e barras de tensão da Figura 17.

A Figura 19 é uma vista em perspectiva de um pente de pivôconstruído de acordo com a presente invenção.

A Figura 20A é uma vista plana superior do pente de pivô daFigura 19 que mostra o pente em uma posição fechada.

A Figura 20B é uma vista plana superior do pente de pivô daFigura 19 que mostra o pente em uma posição aberta.

A Figura 21 é uma vista em perspectiva de uma outra realizaçãode um pente de pivô construído de acordo com a presente invenção.

A Figura 22A é uma vista plana superior do pente de pivô daFigura 21 que mostra o pente ajustado para se obter uma largura desejada dofio em um feixe.

A Figura 22B é uma vista em planta superior do pente de pivô daFigura 21 que mostra o pente ajustado para se obter uma largura desejada dofio em um feixe diferente daquele da Figura 22A

A Figura 22C é uma vista em planta superior do pente de pivô daFigura 21 que mostra o pente em uma condição na qual o fio não estáuniformemente espaçado.

A Figura 22D é uma vista plana superior do pente de pivô daFigura 21 que mostra o pente ajustado para se obter uma largura uniforme dofio em um feixe.

Descrição Detalhada da Invenção

A presente invenção refere-se a um aparelho para urdidura emalta velocidade de um fio elastomérico. O aparelho inclui uma gaiola e um rolode urdideira. A gaiola tem uma pluralidade de rolos, que são tubos que têm ofio elastomérico neles enrolado, e o fio é desenrolado dos rolos na gaiola eemitido, ou urdido como um feixe no rolo de urdideira. Este aparelho permiteque o fio elastomérico desenrolado seja emitido em velocidades três vezesmaiores do que a velocidade de superfície de aparelhos de urdidura impelidosna superfície convencionais, até aproximadamente 600 metros por minuto.

Conforme aqui empregado, o termo " elastomérico " é definido como umfilamento contínuo que tem um alongamento à ruptura superior a 100% e que,quando estirado e solto, se retrai rapidamente e forçosamente asubstancialmente o seu comprimento original. Tais fibras incluem, mas nãoficam limitadas necessariamente a elas, a fibra de borracha, spandex, e a fibrade polieteréster, e podem ser cobertas com outras fibras não elastoméricas, oupodem ficar desencapadas (não cobertas). O fio elastomérico pode ser, porexemplo, um fio de elastano ou spandex, tal como aquele vendido pela Ε. I. DuPont de Nemours and Company, sob a sua marca registrada Lycra®.

O aparelho de urdidura da invenção inclui uma gaiola para suportar rolos enrolados de fio elastomérico, e uma cabeça de urdideira na qualas extremidades do fio desenrolado são enroladas em um feixe grande. Oaparelho de urdidura é baseado em um método de extração pela extremidade,isto é, um método de desenrolar o fio elastomérico dos rolos que continuamestacionários durante a operação de urdidura.

O aparelho da invenção inclui as seguintes características: umguia rotativo, um conjunto desenrolador de fio elastomérico que inclui umsuporte de guias que suportam guias rotativos e um carrinho móvel paratransportar rolos enrolados de fio elastomérico para o suporte de guias, umguia-fios de metal, um conjunto de guias dianteiros e barras de tensão, e umpente de pivô. Deve-se observar que, embora o aparelho da invenção possaincluir todas as características listadas acima, não é necessário que osaparelhos incluam cada uma das características. Por exemplo, é possívelmodificar um aparelho de urdidura convencional existente de modo a incluiruma ou duas das características da invenção, como, por exemplo, somente osguias de linha ou o conjunto de guia dianteiro e a barra de tensão.

Um aspecto da invenção é um guia rotativo para desenrolar o fiodos estacionários rolos enrolados de fio elastomérico. A combinação de umguia rotativo e de um rolo enrolado estacionário de fio elastomérico é algumasvezes aqui indicada como um conjunto desenrolador de fio elastomérico. Oguia rotativo inclui um disco que é conectado ao dispositivo para girar o disco euma abertura formada na superfície do disco para permitir que o fio passeatravés deste enquanto o fio é desenrolado do rolo. O disco é girado em altavelocidade para desenrolar o fio, sendo que a velocidade da rotação do disco écoordenada com a velocidade da rotação do feixe na cabeça de urdideira naqual o fio é enrolado.

Um aspecto importante do guia rotativo é que o guia inclui umdispositivo para controlar a força de tração no fio de maneira tal que, se o fio fordesenrolado livremente do rolo, a força de tração é diminuída e se o fio não fordesenrolado livremente do rolo, a força de tração é aumentada. Este dispositivodiminui bastante os problemas associados com o desenrolamento de fioelastomérico ao se utilizar um método de extração pela extremidade.

Em um outro aspecto da invenção, o conjunto desenrolador de fioelastomérico inclui adicionalmente um suporte de guias que suporta um oumais guias rotativos. O suporte de guias tem uma pluralidade de braços que seestendem externamente do mesmo, e o dispositivo para girar um guia rotativo éunido aos braços. Um guia rotativo é conectado a cada dispositivo rotativo. Osuporte de guias inclui adicionalmente uma bandeja posicionada abaixo do guiarotativo para suportar rolos estacionários de fio elastomérico abaixo de cadaguia rotativo.

Preferivelmente, o conjunto desenrolador de fio elastoméricoinclui um carrinho móvel adaptado para ser acoplado ao suporte de guias quesuporta rolos enrolados de fio elastomérico. O carrinho tem uma pluralidade deprateleiras nele formadas que se estendem externamente do mesmo, e umabandeja é suportada nos braços do carrinho de maneira tal que, quando ocarrinho é acoplado ao suporte de guias, os rolos estacionários de fioelastomérico podem ser colocados em uma bandeja e serem suportadosabaixo de cada guia rotativo em uma posição que permite que os rolos sejamdesenrolados pelos guias. Preferivelmente, o carrinho é montado sobre rodas.

O uso de múltiplos carrinhos móveis aumenta bastante aeficiência total do processo de urdidura porque permite que os operadoresconduzam o tempo do processo de preparação dos rolos para a operação deurdidura separada, concomitantemente com a operação de urdidura. Quandoos rolos em um conjunto desenrolador de fio elastomérico se encontramdesenrolados, o carrinho com rolos desenrolados é desacoplado e afastado dosuporte de guias, e um outro carrinho cheio com os rolos enrolados é movidopara a gaiola e acoplado com o suporte de guias para desenrolar o fio dos rolosenrolados.

Uma outra característica da presente invenção é um guia-fiosatravés do qual o fio desenrolado é passado para orientar o fio desenroladorumo à cabeça de urdideira. Foi verificado que, imediatamente antes de um fiose romper, a tensão no fio aumenta e, portanto, o guia-fios da invenção incluium dispositivo para monitorar a posição do guia-fios de modo que, se o guia semover além de uma faixa desejada por causa de um aumento na tensão no fioque está sendo passado através dela, o dispositivo de monitoramento emite umsinal que pode alertar um operador sobre uma ruptura potencial no fio.

Além disso, os guias de linha são convencionalmente feitos decerâmica porque a superfície de cerâmica dura bastante tempo até mesmoquando submetida a um atrito constante do fio elastomérico. Entretanto, foiverificado que determinados tipos de metais possuem característicasaperfeiçoadas de desgaste, tais como os metais temperados, podem serutilizados nesses guias de linha, o que resulta em guias que são mais baratos emais simples do que os guias de cerâmica e que duram comparativamentetanto quanto os guias de cerâmica.

Uma outra característica ainda da invenção é um conjunto deguias dianteiros e barras de tensão posicionado perto da extremidade da gaiolapara orientar e alinhar o fio desenrolado quando o fio deixa a gaiola e se movepara a cabeça de urdideira. O conjunto de guias dianteiros e barras de tensãoinclui uma barra que tem os guias nelas formados para permitir que o fio sejapassado através do mesmo e um dispositivo conectado à barra para medir apressão na barra causada pela força do fio na barra enquanto o fio é puxadoatravés dos guias na barra. O conjunto também pode incluir um dispositivo demonitoramento da pressão para receber um sinal da pressão do dispositivo demedição da pressão, comparar a pressão a uma faixa de valores desejados depressão, e emitir um sinal ao dispositivo de uma saída se a pressão na barraficar fora da faixa de valores desejados.

Além disso, o conjunto de guias dianteiros e barras de tensãopermite que o processo de urdidura seja controlado através do monitoramentoda pressão na barra do conjunto de guias dianteiros e barras de tensão, talcomo através do monitoramento de um sinal do dispositivo da saída, o quetorna possível um aperfeiçoamento não obtido até o presente, na qualidade daoperação de urdidura. Além disso, o conjunto de guias dianteiros e barras detensão não adiciona nenhum ponto de atrito adicional, ao contrário dassoluções alternativas aplicadas às máquinas de urdidura convencionais.

Ainda uma outra característica da invenção é um pente aberto depivô para orientar o fio no feixe depois que o fio deixa o guia dianteiro. O pentede pivô inclui uma barra, uma pluralidade de agulhas na barra, e um dispositivoconectado a barra para girar a barra em pelo menos um plano horizontal. Odispositivo de pivô pode ser um pino e uma dobradiça que conecta o pino àbarra e permite que a barra gire em torno do pino. Quando se deseja mudar alargura da camada de fio que está sendo enrolada no feixe, o pente é giradoem torno do pino para mudar de modo a tornar a distância entre asextremidades adjacentes maior ou menor.

A Figura 3 mostra uma vista explodida de algumas dascaracterísticas da invenção, e como essas características interagem com umfio elastomérico enquanto o fio se move de um rolo para um feixe.

Voltando à Figura 3, ali é mostrado um rolo estacionário (39) defio elastomérico enrolado. Um guia rotativo (41) é posicionado acima do rolo(39) e um fio elastomérico (43) é puxado do rolo (39) e filetado através dodispositivo de controle da força de tração (45) no guia (41). O guia (41) é giradopor um dispositivo de propulsão (não mostrado) na direção indicada pela seta.O fio (43) passa através de um guia de tubo (47), sobre o guia de anel (49) e através do guia-fios (51). O guia-fios (51) guia o fio (43) do guia rotativo (41) eorienta o fio (43) para o feixe da urdideira do aparelho. O guia-fios (51) é feitode um material de baixo atrito e inclui um dispositivo para interromper oprocesso de urdidura antes que ocorra uma ruptura no fio elastomérico. O fio(43) passa em seguida através de um conjunto de guias dianteiros e barras de tensão (53) que tem um dispositivo de monitoramento da tensão do fio parapermitir que um controlador obtenha uma operação isenta de problemasdurante a fase crítica de começo do processo de urdidura, e também permiteque a qualidade da operação de urdidura em andamento seja mantida. O fio(43) passa em seguida sobre uma lâmina de suporte (55) e através do pente(57) para alinhar uma pluralidade de fios (43). O fio (43) passa então sobre orolo de ultrapassagem (59) e rumo ao feixe (61).

CONJUNTO DESENROLADOR DE FIO ELASTOMÉRICO

A Figura 4 é uma vista em perspectiva de um aparelho deurdidura que inclui as características mostradas na Figura 3. Voltando à Figura4, ali é mostrado um aparelho de urdidura que compreende uma gaiola (65) euma cabeça de urdideira (67). A gaiola (65) inclui uma pluralidade de conjuntosdesenroladores de fio elastomérico (68) que incluem um suporte de guias (69)e um carrinho móvel (70) que acopla com o suporte de guias (69). O suporte deguias (69) inclui uma armação (71) que suporta uma pluralidade de guiasrotativos (41). Mais especificamente, a armação (71) tem uma pluralidade dosbraços unidos a ela que suportam os guias (41). O carrinho móvel (70) tem aarmação (72) que suporta as bandejas removíveis (73). Mais especificamente,a armação (72) tem uma pluralidade de prateleiras a ela unidas que suportamas bandejas (73). Os rolos (39) são colocados nas bandejas (73), e asbandejas (73), preferivelmente, devem ter nelas formadas protuberânciasestendidas para cima que se encaixam dentro dos tubos internos do rolo (39)para evitar que os rolos (39) deslizem na bandeja (73). Convencionalmente, os rolos (39) são enviados para a posição do aparelho de urdidura em bandejasem caixas, e em uma realização preferida, as bandejas (73) são as mesmasbandejas nas quais os rolos (39) são enviados.

O suporte de guias (69) e o carrinho móvel (70) são adaptadospara se acoplarem um ao outro de modo que, quando acoplados, os rolos (39) sejam posicionados abaixo dos guias rotativos (41).

O fio (43) é desenrolado dos rolos (39) na gaiola (65) e passaatravés do guia dianteiro (53) e segue para a cabeça de urdideira (67). Deve-seobservar que há um guia dianteiro (53) para cada um dos quatro níveisdiferentes dos rolos (39) na gaiola (65). Além disso, se a gaiola (65) exceder um determinado comprimento pode ser necessário colocar os guias dianteiros(59) em um ponto ao longo do comprimento da gaiola (65). Entretanto, apresente invenção não fica limitada a nenhum número particular de guiasdianteiros (53) por nível de rolos (39) nem a qualquer número particular de taisníveis.

O uso de um carrinho móvel (70) na gaiola (65) marca umdecididamente um avanço na técnica e um aumento drástico no rendimento doaparelho de urdidura. No aparelho de urdidura convencional (11) mostrado naFigura 1, o processo de urdidura é interrompido quando o fio (23) édesenrolado completamente dos rolos (19). Nesse ponto, todos os tubos vaziosdevem ser removidos da máquina (11) e substituídos por novos rolos (19). Umavez que a maior parte dos aparelhos de urdidura (11) tem de 1.000 a 1.600rolos (19), a remoção dos tubos vazios, a instalação de novos rolos (19), e aamarração das extremidades de um novo fio (23) às extremidades de um velhofio (23) já presente na máquina (11) é um processo muito demorado que reduza produtividade da operação de urdidura.

Voltando à Figura 4, a vantagem do carrinho (70) é que elepermite que os rolos (39) sejam desembaralhados e carregados no carrinho(70A) ao mesmo tempo em que o aparelho de urdidura estiver funcionando.Uma vez que todos os rolos (39) no carrinho (70B), na gaiola (65) estiveremdesenrolados, o carrinho (70B) é rolado para fora da gaiola (65) e substituídopelo carrinho (70A) que foi preenchido com os novos rolos (39). O carrinho (70)com novos rolos (39) é então acoplado com o suporte de guias (69). Também épossível substituir as bandejas vazias (73) pelas bandejas cheias (73) semtrocar o carrinho (70).

Desse modo, o uso de carrinhos móveis (70) reduz bastante otempo ocioso do aparelho de urdidura porque não há nenhum tempo ociosopara remover os velhos rolos desenrolados (39) e substituir os mesmos pornovos rolos enrolados (39). Uma vez que um carrinho (70), com novos rolos(39) foi colocado no lugar, a única coisa que precisa ser feita é que as velhasextremidades do fio (43) sejam amarradas às novas extremidades do fio (43)em algum lugar no aparelho de urdidura, preferivelmente a uma extremidadede uma linha do fio (43) que fica suspensa abaixo do guia rotativo (41). Istoresulta em um tempo ocioso mínimo do aparelho de urdidura, e desse modo,em uma maior eficiência de urdidura e um maior rendimento dos feixesenrolados.

GUIA ROTATIVO

Uma característica da presente invenção é um guia rotativo paradesenrolar o fio elastomérico de um rolo estacionário em uma gaiola. Sãoconhecidos os guias rotativos para desenrolar fios não elastoméricos, mas atéo presente eles não foram utilizados para desenrolar os rolos estacionários defios elastomérico. Esses guias rotativos conhecidos desenrolam o fio ao girarem torno do perímetro de um rolo entre o topo e o fundo do fio enrolado norolo.

Um problema inerente com o desenrolamento de fio elastoméricoé que, uma vez que é elastomérico, o fio estica quando é puxado e, portanto,fica difícil controlar o fluxo de massa do fio. Por exemplo, quando um fio deelastano de 44 dtex é submetido à tensão, o fio pode esticar até cinco vezes oseu comprimento original. Desse modo, os processos de urdiduraconvencionais para o elastano eram focalizados no desenrolamento impelidona superfície dos rolos onde a superfície do fio de elastano no rolo fica emcontato com um rolo que gira de encontro à superfície circunferencial do rolopara desenrolar o fio do rolo.

Há muitas desvantagens inerentes ao desenrolamento impelidona superfície dos rolos de fio elastomérico. Primeiramente, há uma limitação navelocidade à qual os rolos podem ser desenrolados. Os aparelhos de urdiduraconvencionais que utilizam os rolos que entram em contato com a superfíciedos rolos para desenrolar o fio dos rolos têm velocidades de desenrolamentode menos de aproximadamente 200 metros por minuto. Velocidades mais altasdo que 200 metros por minuto podem ser utilizadas, mas resultam em umdeclínio na qualidade do processo de desenrolamento. Por exemplo, avelocidades mais elevadas, o contato entre o rolo e o rolo torna-se instável, oque resulta em uma piora na qualidade do processo de desenrolamento. Alémdisso, quando há uma parada brusca de tais velocidades mais elevadas, asuperfície de contato do rolo pode ser danificada e extremidades presas podemser formadas no rolo.

Uma outra desvantagem importante para o desenrolamentoimpelido na superfície dos rolos é que os rolos devem ser de um tamanho eforma similares para que seja obtido um processo de desenrolamento dequalidade. Os rolos do fio elastomérico estão "vivos" no sentido que à medidaque os rolos envelhecem eles mudam a forma. Quando o fio elastomérico égirado, o fio é enrolado diretamente nos tubos para formar os rolos. Com opassar do tempo, o topo, o fundo, e/ou a superfície circunferencial do rolotendem a mudar. Se rolos de idades suficientemente diferentes forem utilizadosem uma gaiola convencional, ocorrem problemas na operação causados pelavariação no contato de superfície dos vários rolos nos rolos de propulsão nagaiola. Um desses problemas é a vibração excessiva nos rolos. Desse modo, aexperiência tem demonstrado que melhores operações de urdidura ocorremquando os rolos de uma idade semelhante são utilizados. Uma vez que osaparelhos de urdidura utilizam geralmente aproximadamente 1.000 a 1.600rolos, muitos rolos podem ficar inutilizáveis na urdidura se houver menos doque o complemento integral de 1.000 a 1.600 rolos da mesma idade deixadosem uma batelada.

Um outro problema com o desenrolamento do fio elastomérico é apegajosidade excessiva do fio. A "pegajosidade" é utilizada para descrever aresistência do fio a ser desenrolado, e inclui tanto a pegajosidade causada pelacomposição química do fio, quanto aquela causada pelo excesso deenvolvimento mecânico do fio no tubo. Embora alguma pegajosidade estejasempre presente com o elastano, a pegajosidade excessiva causa problemasque são fatais a uma operação de urdidura porque essa pegajosidadeexcessiva conduz a um enrolamento para trás do fio no rolo que continua atéque o fio se rompe.

Cada vez que um fio se rompe em um aparelho de urdidura, oprocesso de urdidura inteiro deve ser interrompido. O operador deve entrar nagaiola e descobrir qual das 1.000 a 1.600 extremidades se rompeu. Uma vezdescoberto o rolo com a extremidade rompida, o operador deve obter umanova extremidade do rolo e trazê-la até a cabeça de urdideira. O operadortambém deve descobrir onde o fio se rompeu no feixe na urdideira. Uma vezlocalizada a extremidade no feixe, as duas extremidades são amarradas uma àoutra, e a operação de urdidura é reiniciada. É, portanto, óbvio que umaparelho de urdidura pode ser drasticamente melhorado se esse aparelhopuder ser projetado para causar poucas rupturas no fio durante o processo deurdidura.

Muitos dos problemas inerentes na operação de desenrolamentoimpelido na superfície na urdidura podem ser superados mediante o projeto deum aparelho para desenrolar rolos de fio elastomérico utilizando-se um métodode extração pela extremidade. O conceito por trás do método de extração pelaextremidade é que o fio é removido de um rolo enquanto o rolo é mantidoestacionário. Esses métodos e aparelhos de extração pela extremidade têmsido desenvolvidos e utilizados para fios "duros", isto é, fios não elastoméricos,mas até o presente esses métodos e aparelhos não foram usados para fioselastoméricos por causa dos problemas resultantes da natureza elastomérica desses fios. A presente invenção refere-se em parte a um guia rotativo quepode ser utilizado para desenrolar fios elastoméricos através de um método deextração pela extremidade. A invenção também se refere a um conjuntodesenrolador de fio elastomérico que inclui o guia rotativo.Um exemplo de um guia rotativo construído de acordo com apresente invenção é mostrado na Figura 5. Voltando à Figura 5, ali é mostradoum guia rotativo (75) que inclui um disco (77), uma parte de conexão (79)formada no centro do disco (77) para permitir que o guia (75) seja conectado a um dispositivo (não mostrado) para girar o guia (75), e uma abertura (81)formada no disco (77) entre a parte de conexão (79) e a borda externa do disco(77).

O guia rotativo (75) é posicionado acima de um rolo estacionário(83) de fio elastomérico para formar um espaço entre eles. Em operação, um cordão de fio (85) é passado através da abertura (81) e conectado a umacabeça de urdideira que exerce uma força de tração no fio (85) enquanto o fio(85) é desenrolado do rolo (83) pela rotação do guia (75).

Ao mesmo tempo, o dispositivo rotativo gira o guia (75) na direçãomostrada na Figura 5 para remover o fio (85) do rolo estacionário (83). O guia(75) desenrola o fio (85) a velocidades de até 600 metros por minuto.

Um problema com o desenrolamento do fio elastomérico é oenrolamento para trás que ocorre quando o fio é tão pegajoso que nãodesenrola enquanto um guia rotativo gira em torno de um rolo mas, ao invésdisso, começa a enrolar para trás no rolo. Quando isto acontece, a tensão no fio aumenta muito rapidamente e causa a ruptura do fio.

O guia rotativo (75) evita o problema de enrolamento para trásincidental porque se houver um ponto pegajoso no fio (85) no rolo (83), em vezde enrolar para trás no rolo (83), o fio (85) vai passar entre o disco (77) e o rolo(83) sem desenrolar mais ainda do rolo (83) até que a tensão de tração no fio(85) se torne suficientemente elevada para romper o fio (85) livre do pontopegajoso.

Um outro problema potencial com o desenrolamento do fioelastomérico é aquele que pode ocorrer se uma ou mais camadas do fio (85)perto do topo do rolo (83) estiverem soltas. Essas camadas, chamadas de"soltas" no estado da técnica, podem fazer com que o fio (85) fique enredado.Esse enredamento do fio (85) tem especialmente probabilidade de acontecerquando o fio (85) é desenrolado ao se utilizar um método de extração pelaextremidade, porque com este método o fio (85) é puxado acima do rolo (83).

Se a direção da força de tração no fio (85) estiver perto do núcleo ou tubo dorolo (83), as camadas "soltas" têm mais probabilidade de ocorrer porque háuma probabilidade maior de que quando o fio (85) é puxado para o centro dorolo (83) ele vai fazer com que algumas das camadas superiores do fio (85)sejam puxadas indesejavelmente soltas. Se a direção da força de tração forfora do diâmetro do rolo (83), há menos probabilidade da ocorrência decamadas soltas, porque o fio (85) será afastado da circunferência do rolo (83)e, portanto, é menor a probabilidade do fio (85) entrar em contato com ascamadas superiores do fio (85) no rolo (83). Uma vez que haja camadas soltas,há a probabilidade de fio (85) ficar enredado e se romper porque o guia rotativo(75) não está girando rapidamente o bastante para fazer com que o fio 85 fiqueesticado.

O problema das camadas soltas, assim como o problema de atritoadicional, pode ser controlado pela posição da abertura (81) no disco (77).Quanto mais próxima a abertura (81) da borda do disco (77) (a abertura (81)),menor a probabilidade de sua ocorrência porque nesse caso o fio (85) estásendo puxado mais para fora do que para dentro através do fio restante no rolo(83). Entretanto, um aumento no atrito transforma-se em um problemaproporcional ao ângulo de circunscrição no disco (77). Analogamente, a quantomais próxima a abertura (81) da parte de conexão (79) (a abertura (81)), menora probabilidade de um aumento indesejável no atrito proporcional ao ângulo decircunscrição no disco (77), enquanto que ao mesmo tempo é maior aprobabilidade da ocorrência de camadas soltas. Desse modo, a posição daabertura (81) no disco (77) é um acerto entre superar o problema de excessode atrito e o problema de camadas soltas.

Quando desenrolado às velocidades elevadas empregadas pelapresente invenção, entretanto, a extração do fio (85) pode se tornardescontrolada. Isto significa que quando o fio (85) não é pegajoso o fio (85) vaiquerer sair rápido demais do rolo (83) em resposta à força de tração da cabeçade urdideira. Quando o fio é pegajoso, uma maior tensão precisa ser aplicadaao fio (85) para permitir que o fio (85) seja solto do ponto pegajoso.

A fim de controlar a extração do fio (85) a velocidades elevadas, o guia rotativo (75) inclui ainda um dispositivo para controlar a força de tração demodo que, se o fio (85) estiver desenrolando livremente do rolo (83) a força detração é diminuída e, se o fio (85) não estiver desenrolando livremente do rolo(83), a força de tração é aumentada.

Um exemplo desse dispositivo de controle da força de tração é inserido na abertura (81) tal como mostrado nas Figuras 5-10. Conformemostrado nas Figuras 5-9, o dispositivo de controle da força de tração (87) éuma inserção que inclui três anéis de metal posicionados na abertura (81): oanel anular superior (89), o anel intermediário (91) e o anel anular inferior (93),tal como mostrado na Figura 6.

O anel superior (89) e o anel inferior (93) têm substancialmente omesmo diâmetro e largura anular, e têm aberturas circulares neles formadas. Oanel intermediário (91) tem uma parte de península (95) nele formada queestende internamente para o centro do anel (91) para deixar a abertura (97) noanel (91) com uma forma aproximada de um C. Além disso, a largura da parte anular do anel (91) em torno do perímetro da abertura (97) é menor do que alargura dos anéis (89), (93).

As Figuras 7 - 9 mostram que, em uso, os anéis (89), (91), (93)são empilhados uns em cima dos outros na abertura (81). Os anéis (89), (91),(93) são mantidos no lugar na abertura (81) por uma virola (99) formada nodisco (77) perto do fundo da abertura (81) e uma braçadeira de anel (101) queencaixa em um entalhe (103) formado no disco (77) perto do topo da abertura(81).

Conforme mostrado na Figuras 8 e 9, o anel superior (89) e o anelinferior (93) são tronco-cônicos, mas o anel intermediário (91) é plano, de modoque, quando empilhados entre si, os anéis (89), (91), (93) ficam espaçados unsdos outros perto das aberturas nos anéis (89), (91), (93).

Conforme pode ser visto na Figura 7, quando os anéis (89), (91),(93) são empilhados uns em cima dos outros, parte da abertura (97) no anelintermediário (91) é coberta pelo anel superior (89) e pelo anel inferior (93)porque a largura anular dos anéis (89), (93) é maior do que a largura do anelde parte anular (91) em torno do perímetro da abertura (97). Desse modo,quando os anéis (89), (91), (93) são empilhados entre si para formar odispositivo de controle da força de tração (87), é formada uma abertura emforma de crescente (105) que possui os cantos (107) e a parte central (109).

O dispositivo (87) é posicionado no disco (77) de maneira tal que,quando o disco (77) gira, os cantos (107) da abertura (105) apontam na direçãoda rotação. Quando o fio é alimentado através da abertura (81) e o guia rotativo(75) é girado na direção mostrada na Figura 5, o dispositivo (87) aumentaautomaticamente a força de tração no fio (85) se o fio (85) não estiverdesenrolando livremente do rolo (83), e diminui a força de tração no fio (85) seo fio (85) estiver desenrolando livremente do rolo (83). Este fenômeno éexplicado com referência às Figuras 7, 8 e 9.

As Figuras 7 e 8 mostram o cenário quando o fio (85) estádesenrolando livremente do rolo (83) de modo que o ponto de contato entre ofio e o rolo fique "adiante" da abertura (81) no guia rotativo. Neste caso, o fio(85) se move para qualquer um dos dois cantos (107) da abertura (105), quesão os pontos de elevado atrito do dispositivo (87). Na Figura 7, o fio (85) émostrado em seção transversal como um círculo cheio (106) no canto (107). Oscantos (107) são pontos de elevado atrito porque o fio (85) deve ser submetidoa três mudanças de direção enquanto passa através do dispositivo (87). O fio(85) muda primeiramente a direção ao penetrar no dispositivo (87) ao entrar emcontato e deslizar sobre o anel inferior (93). O fio (85) muda então de direção,ou ângulo, quando o fio (85) passa sobre a parte de península (95) do discointermediário (93). O fio (85) muda de direção pela terceira vez enquanto passasobre o disco superior (89).

Pode ser apreciado o fato que a forma tronco-cônica do anel superior (89) e do anel inferior (93) é importante para a operação do dispositivode controle da força de tração (87) quando o fio (85) está no canto (107) daabertura (105). O fio (85) pode ter pequenos nós nele formados, tal como, porexemplo, quando um operador amarra duas extremidades do fio (85) uma àoutra, e se os anéis (89) e (93) não forem espaçados entre si do anel médio(91) os nós no fio (85) podem ficar presos entre os anéis (89), (91), (93) umavez que o nó passou sobre a península (95), fazendo com que o fio (85) serompa ou forme um filamento. "Formar um filamento" significa que o fio sesepara em diversos cordões individuais. Naturalmente que o dispositivo (87)pode ser construído de outras maneiras de modo que os anéis (89), (91), (93)sejam espaçados entre si. Por exemplo, o anel superior (89) e/ou o anel inferior(93) podem ser planos, e um espaçador tal como um outro anel pode sercolocado entre o anel superior (89) e o anel intermediário (91) ou entre o anelinferior (93) e o anel intermediário (91).

Quando o fio (85) está no ponto de elevado atrito do dispositivo(87), a força de tração no fio (85) é freada, ou reduzida, para retardar avelocidade da remoção do fio (85) do rolo (83) até a abertura (81) poder"prender" até o ponto de contato entre o fio e o rolo.As Figuras 7 e 9 mostram o cenário quando o fio (85) não estádesenrolando livremente do rolo (83), tal como quando há um ponto pegajosono rolo (83). Neste caso, o fio (85) se move para a parte central (109) daabertura (105), que é o ponto de baixo atrito do dispositivo (87). Na Figura 7, o fio (85) é mostrado em seção transversal como um círculo cheio (108) na partecentral (109). O atrito no fio (85) depende principalmente da soma do ângulo decircunscrição do fio (85) enquanto ele se move do rolo (83) e para fora dodispositivo (87). Na Figura 9, o fio (85) está em um ponto de baixo atrito porquehá um ângulo mínimo de circunscrição do fio (85) enquanto ele passa através do dispositivo (87). O fio (85) muda de direção uma vez quando em contatocom anel inferior (93), e então muda ligeiramente de direção novamentequando em contato com o anel superior (89). Deve-se observar que nestaposição o fio (85) não entra em contato com o anel intermediário (91).

Quando o fio (85) está no ponto de baixo atrito do dispositivo (87), a força de tração no fio (85) entre o dispositivo (83) do rolo e o disco (77) éaumentada porque a força de tração do rolo de ultrapassagem (59) é passadaatravés do dispositivo (87) ao rolo (83) para ajudar o fio (85) a se soltar de seuponto pegajoso no rolo (83). O guia (75) pode executar inadvertidamente umaou mais voltas completas com o fio (85) na parte central (109) sem que o fio (85) seja removido do rolo (83). A força de tração η o fio (85) continua aaumentar até que ele se solte de seu ponto pegajoso.

A tensão auto-ajustável e graduada proporcionada pelodispositivo (87) resulta em um melhor desempenho de desenrolamento dosrolos.

Embora uma realização dos anéis (89), (91), (93) tenha sidomostrada, não há nenhuma limitação específica em sua forma contanto que,quando o fio (85) estiver desenrolando livremente do rolo (83), o fio (85) sejasubmetido a mais atrito quando o fio (85) passar através do dispositivo (87) doque quando o fio (85) não estiver desenrolando livremente do rolo (83).

Deve ser ressaltado o fato de que o dispositivo de controle daforça de tração (87) pode ter outras realizações contanto que a força de traçãono fio (85) seja freada ou reduzida quando o fio (85) está desenrolandolivremente do rolo (83), e que a força de tração seja aumentada no fio (85)quando o fio (85) não está desenrolando livremente do rolo (83).

A Figura 10 mostra a posição relativa do dispositivo de controleda força de tração (87), do guia de tubo (47) e do guia de anel (49). O guia detubo (47) é formado como parte do dispositivo de propulsão para o guia rotativoda invenção. Por exemplo, o dispositivo de propulsão deve ser tipicamente ummotor colocado acima do guia rotativo (75) e conectado ao guia (75) pelodispositivo de conexão (79) mostrado na Figura 5. Neste caso, o guia de tubo(47) é formado como parte, ou é unido ao, do eixo do motor. O eixo do motor épreferivelmente oco, de modo que o fio (85) passe através do guia de tubo (47),para cima através do eixo do motor, para fora do motor, e então através doguia de anel (49). Desse modo, o guia de tubo (47) gira com o guia rotativo(75). O guia de anel (49) muda a direção do fio (85) e direciona o fio (85) para oguia-fios (51).

Conforme descrito acima, pode ocorrer um problema potencialcom o guia (75) se uma ou mais camadas de fio (85) perto do topo do rolo (83)forem puxadas soltas pelo fio (85) enquanto este é puxado do rolo (83).

Uma maneira para superar o problema de camadas soltasconsiste no emprego de um dispositivo incrementador de atrito no disco (75)que aumente o atrito no fio (85) para retardar a velocidade à qual ele sai do rolo(85) até o guia rotativo (75) apanhar o fio (85). Um dispositivo desse tipo émostrado nas Figuras 11-12 e inclui um cilindro (111) formado na superfícieinferior do disco (77). A finalidade do cilindro (111) é permitir que a força detração no fio (85) continue a diminuir de modo que as camadas soltas parem deformar e desapareçam. Em operação, uma vez que ocorrem camadas soltas daforça de tração no fio (85), o fio (85) começa a enrolar em torno do cilindro(111), e o fio (85) não é puxado diretamente do rolo (83). Neste momento, ascamadas soltas param de ocorrer porque a força de tração da cabeça deurdideira está puxando o fio (85) que é enrolado em torno do cilindro (111). Ofio (85) continua a desenrolar do cilindro (111) até que o guia (75) tenhaapanhado todo o fio (85) das camadas soltas, quando então o guia (75)desenrola outra vez o fio (85) diretamente do rolo (83).

Um problema potencial com o cilindro (111) é se ocorrer um agarramento. Um agarramento se refere a um ponto pegajoso no qual o fio(85) agarra no rolo (83). Se ocorrer um agarramento, o fio (85) é enrolado devolta no cilindro (111) e a força de tração contínua da cabeça de urdideira fazcom que o fio (85) se rompa.

Conseqüentemente, em uma realização preferida, o cilindro (111) tem uma borda chanfrada de modo a conferir ao cilindro (111) um ladolevantado (113) e um lado abaixado (115). Neste caso, quando umagarramento ocorrer, o fio (85) passa por cima do lado abaixado (115) docilindro (111), que resulta em um impedimento do enrolamento de volta e umaumento na força de tração aplicada ao fio (85) até que o fio (85) se solte doponto pegajoso no rolo (83).

Se o cilindro (111) for chanfrado conforme mostrado na Figura 11,então, conforme mostrado na Figura 12, o dispositivo de controle da força detração (87) é preferivelmente posicionado a aproximadamente 30 graus de umalinha imaginária que passa através do centro do cilindro (111) a uma posiçãoangular intermediária entre o lado levantado (113) e o lado abaixado (115).

As Figuras 13, 14A e 14B mostram uma outra realização do guiarotativo da invenção de que é similar ao guia rotativo (75) descrito acima, masinclui um segundo disco.Voltando agora às Figuras 13, 14A e 14B, ali é mostrado um guiarotativo (41) que inclui um disco superior (123) e um disco inferior (125), umaprimeira parte de conexão (127) que conecta o disco superior (123) e o discoinferior (125,) uma segunda parte de conexão (129) formada no centro do discosuperior (123) para permitir que o guia (41) seja conectado ao dispositivo (nãomostrado) para girar o guia (41), e uma abertura (131) formada no discosuperior (123) entre a segunda parte de conexão (129) e a borda exterior dodisco superior (123).

O guia rotativo (41) é posicionado acima de um rolo estacionário(39) de fio elastomérico (43) para formar um espaço entre eles. O dispositivo(45) de controle da força de tração no fio (43) é formado na abertura (131)exatamente tal como descrito acima e conforme mostrado nas Figuras 5-9. Emoperação, o fio (43) é passado sobre a borda exterior do disco inferior (125)através da abertura (131) e é conectado a uma cabeça de urdideira que exerceuma força de tração no fio (43) enquanto o fio (43 ) é desenrolado do rolo (39)pelo guia rotativo (41).

Uma finalidade importante do disco inferior (125) é que eleretarda o fio (43) em seu deslocamento para baixo do guia (41) perto do centrodo rolo (39) quando o fio (43) está desenrolando livremente do rolo (39). Sem odisco inferior (125), o fio desenrolando livremente (43) vai para baixo e rumo aocentro do guia (41) e possivelmente vai ficar enredado. Com o guia rotativo (41)conforme mostrado na Figura 13, o fio (43) não vai até mais perto do centro dofundo do guia (41) do que a borda exterior do disco inferior (125).

Se o desenrolamento do fio (43) do rolo (39) ficar descontrolado,o fio (43) pode enrolar em torno da primeira parte de conexão (127), o que éindesejável porque pode causar a ruptura do fio (43). Conseqüentemente, emuma realização preferida, o guia (41) também inclui um tubo dianteiro (137)unido ao disco superior (123) e ao disco inferior (125) e posicionado entre osdiscos (123), (125) na frente da abertura (131). Um tubo traseiro (139) pode sersimilarmente unido ao disco superior (123) e ao disco inferior (125) eposicionado entre os discos (123), (125) atrás da abertura (131). Aqui,"dianteiro" e "traseiro" se referem às posições localizadas antes ou depois da chegada da abertura (45) em uma determinada posição quando o disco (41)está girando. Os tubos (137) e (139) podem ser cilíndricos ou cônicos. O tubodianteiro (137) impede que o fio (43) seja enrolado em torno do primeiroconector (127) quando o fio (43) está sob uma tensão elevada, e o tubo traseiro(139) impede que o fio (43) seja enrolado em torno do primeiro conector (127) quando o fio (43) está sob uma tensão baixa. Além disso, o tubo dianteiro (137)pode ser coberto ou revestido com um material que aumenta o atrito de suassuperfícies para ajudar ainda mais o dispositivo de controle da força de tração(45) a diminuir a força de tração no fio (43) quando ele está desenrolandolivremente do rolo (39). O tubo traseiro (139) também pode ser coberto ourevestido com um material para balancear o peso do guia (41).

A Figura 15 mostra uma outra realização do guia rotativo que ésimilar ao guia rotativo (41) nas Figuras 13, 14A e 14B, exceto pelo fato que oguia (41) tem uma parede cilíndrica colocada entre os discos superior e inferior.

Voltando à Figura 15, ali é mostrado um guia rotativo (41) quetem o disco superior (123) e o disco inferior (125) espaçados entre si por umaparede cilíndrica (141). O guia (41) inclui o tubo traseiro (139), mas não incluium tubo dianteiro. Ao invés disso, a parede cilíndrica (141) executa a mesmafunção que aquela executada pelo tubo dianteiro (137) mostrado na Figura 13.Quando o fio (43) está desenrolando do rolo (39) muito livremente, o fio (43)entra em contato e enrola em torno da parede cilíndrica (141), o que aumenta oatrito no fio (43) de modo a ajudar ainda mais o dispositivo de controle da forçade tração (45) a reduzir a força de tração no fio (43).

A parede (141) é espaçada do centro do guia (41), mas não seestende mais para a borda exterior do disco superior (123) do que a bordainterna da abertura (131).

O tubo traseiro (139) faz com que o fio (43) caia abaixo do guia(41) para formar uma camada solta se houver demasiada tensão no fio (43), eimpede o enrolamento de volta do fio (43) entre o disco superior (123) e o discoinferior (125) quando a tensão é demasiadamente baixa. A posição do tubotraseiro (139) no guia (41) com respeito ao dispositivo de controle da força detração (45) é a mesma que aquela mostrada na Figura 14B.

O guia rotativo da presente invenção propicia desse modo ummétodo eficaz e prático para desenrolar o fio elastomérico por um método deextração pela extremidade. Conforme mencionado acima, o guia rotativo dapresente invenção permite que rolos de idades diferentes sejam desenroladosao mesmo tempo sem uma diminuição na qualidade do fio urdido na bobina.Em conseqüência disso, lotes pequenos dos rolos que seriam de outra maneirainúteis em uma grande operação de urdidura podem ser resgatados e usadosem uma gaiola que tenha o guia rotativo da presente invenção.

GUIA-FIOS

Um outro aspecto da presente invenção se refere aos guia-fios.Em qualquer aparelho de urdidura convencional, quando o fio elastomérico foidesenrolado de um rolo, o fio de uma pluralidade de rolos é direcionado para omeio de uma gaiola, e todos aqueles fios são redirecionados de novo entãoentre aproximadamente 70 a 90 graus ao serem passados através de um guia-fios ou de um rolo da linha que orienta o fio da gaiola para a cabeça deurdideira.

Em máquinas de urdidura convencionais, tais como aquelasfabricadas pela Liba Maschinenfabrik GmbH, os guia-fios são feitos decerâmica porque a cerâmica é muito resistente ao desgaste potencial causadopelo fio. Os guia-fios de cerâmica são feitos geralmente de maneira tal que o fiopassa através da extremidade superior do guia.

O guia-fios cerâmica têm um ponto de contato de metal naextremidade inferior do guia, e o guia é montado em pivô em uma gaiola. Umcontato elétrico é posicionado na gaiola de maneira tal que, quando não hánenhuma tensão no guia-fios de cerâmica, o ponto de contato de metal do guiatoca no contato elétrico na gaiola.

Em operação, quando a linha está sendo desenrolada de um rolohá uma tensão no fio tal que o guia-fios de cerâmica é girado de modo que nãoentre em contato com o ponto de contato do metal na gaiola. Quando umaruptura ocorre no fio, não há mais nenhuma tensão no guia-fios de cerâmica eo guia entra em contato com o contato elétrico na gaiola, o qual emite um sinala uma unidade central de controle. Neste momento, o aparelho de urdidura éparalisado completamente, e um operador deve entrar na gaiola, encontrar aextremidade do fio rompido, e amarrar a extremidade do fio rompido à extremidade do fio no rolo. Este é um processo demorado que reduz muito aprodutividade do aparelho de urdidura. Além disso, quando o aparelho deurdidura que utiliza os guias rotativos de alta velocidade conforme descritoacima é empregado, a extremidade do fio rompido pode ser mais difícil deencontrar porque pode ter ficado enrolada em torno do feixe na cabeça de urdideira.

Um aspecto da presente invenção refere-se a um guia-fiosaperfeiçoado e um conjunto de guia-fios para ser utilizado em um aparelho deurdidura. Imediatamente antes do rompimento de um fio que está sendodesenrolado em um aparelho de urdidura, a tensão no fio aumenta. O aumento na tensão no fio pode ser causado, por exemplo, por uma série de pontospegajosos no fio no rolo. Conseqüentemente, o conjunto de guia-fios dainvenção inclui um dispositivo para detectar um aumento na tensão no fio eparalisar o processo de urdidura quando esse aumento na tensão ocorre eantes de o fio se romper.

Voltando à Figura 16, ali é mostrado um conjunto de guia-fios(151) que compreende um guia-fios (51) e uma base (159). O guia-fios (51) têmuma seção superior (153), uma seção intermediária (155) e uma seção inferior(157), sendo que a seção superior (153) é ondulada para permitir que o fioelastomérico seja enfiado facilmente através da abertura (158). A seção inferior(157) do guia-fios (51) tem ao menos uma dobra nela formada que ésemelhante a um grampo de cabelo e é fixada na base (159) de modo acontrabalançar a tensão no guia (51) causada por um fio puxado através da abertura (158) e para permitir que a seção superior (153) e a seçãointermediária (155) do guia (51) se movimentem sob tensão.

O conjunto de guia-fios (151) também inclui um dispositivo paradetectar um aumento na tensão no fio que passa através do guia (51). Umarealização para o dispositivo de detecção é mostrada na Figura 16, no qual a base (159) inclui uma camada superior eletricamente condutora (superior)(161) e uma camada eletricamente condutora inferior (162) separadas por umacamada isolante (163). Nesta realização, pelo menos aquelas partes do guia(51) que normalmente ficam em contato com as camadas (161), (162) sãoeletricamente condutoras.

Em operação, o fio é puxado de um rolo, através do guia-fios (51)por uma cabeça de urdideira, e enrolado como um feixe. O conjunto de guia-fios (151) é orientado de maneira tal que, se houver um aumento indesejávelna tensão no fio, o fio puxa a seção superior (153) do guia (51) para a direita, oque faz com que a seção intermediária (155) entre em contato com ambas ascamadas (161) e (162), o que completa um circuito que emite um sinal a umdispositivo do controle que faz com que todo o processo de urdidura pare defuncionar antes que o fio se rompa. Esta condição é mostrada no guia (51) nolado esquerdo da Figura 16. O sinal pode ser emitido a um dispositivo de saída,tanto diretamente quanto através do dispositivo de controle, para indicar a umoperador em qual das camadas de fios que estão sendo desenrolados é queocorreu o acúmulo de tensão. Neste caso, o operador pode então resolver oproblema da tensão rápida e facilmente, tal como soltando o fio de seu pontopegajoso, sem ter que procurar a linha rompida na gaiola ou uma outra partedo aparelho de urdidura. As rupturas em um fio podem ocorrer mesmo ao seutilizar o conjunto de guia-fios (151), mas essas rupturas são relativamente nãofreqüentes, e quando essas rupturas ocorrem elas são detectadas muito antesdo que nas máquinas de urdidura convencionais.

O conjunto de guia-fios também pode incluir um dispositivo paraindicar que nenhum fio está presente no conjunto, tal como quando um fio foirompido. Em uma realização, o guia-fios (51) pode ter três posições distintas noconjunto de guia-fios (151) que correspondem a três condições: (1) quandonenhum fio está presente no guia-fios (51), (2) quando o fio está presente noguia-fios (51) e a operação de urdidura está funcionando sob circunstânciasnormais e (3) quando o fio está presente no guia-fios (51), mas há umaquantidade indesejável de tensão no guia-fios (51). O conjunto de guia-fios(151) mostrado na Figura 16 é capaz de indicar as condições (1) e (2), mastambém pode ser preparado para indicar a condição (3). Por exemplo, o guia-fios (51) e o contato (163) podem ser construídos de maneira tal que, quandonenhum fio estiver ali presente, o guia-fios (51) entra em contato com o aneleletricamente condutor (161) e um contato eletricamente condutor (163) paracompletar um circuito e emitir um sinal a um dispositivo de controle ou umdispositivo de saída para indicar que nenhum fio está presente no guia (51).

O dispositivo para detectar um aumento na tensão no fio quepassa através do guia (51) não fica limitado a nenhum dispositivo particular,mas, ao invés disso, pode ser qualquer mecanismo elétrico ou óticoconveniente para detectar uma mudança na posição do guia (51). Por exemplo,o conjunto de guia-fios pode incluir um sensor ótico que detecta a posição doguia (51). O sensor pode ser calibrado de modo que uma primeira quantidadede movimento do guia (51) emita um sinal a um dispositivo de controle ou umdispositivo de exibição para fornecer um alarme de uma possível ruptura emum fio que passa através do guia (51), e que uma segunda quantidade demovimento do guia (51) emita um sinal a um dispositivo de controle ou umdispositivo de exibição para fornecer um alarme de uma ruptura real em um fio.

O conjunto de guia-fios (151) é particularmente vantajoso quandoutilizado em um aparelho de urdidura que inclui as outras características da presente invenção porque é mais sensível às rupturas no fio às altasvelocidades de urdidura contempladas peia presente invenção. Quanto maisalta a velocidade de urdidura, menor o tempo útil para interromper uma rupturaem tempo suficiente para um operador encontrar a extremidade do fio rompidoantes que ele comece a enrolar em torno do feixe na cabeça de urdideira.

A sensibilidade do guia (51) às mudanças na tensão é controladapelo comprimento do guia (51), e especialmente o comprimento da seção(155). É o comprimento da seção (155) que confere a resistência ao guia (51)de se mover em resposta a um acúmulo da tensão no fio. A tensão sob a qualo fio se encontra, e a tensão à qual o fio vai se romper, dependem do dtex do fio, e conseqüentemente o comprimento da seção (155) a ser usada édeterminado com base no dtex do fio a ser desenrolado. Preferivelmente, oguia (51) é mecanicamente ajustável, tal como ao longo da seção (155), demodo que o comprimento operável do guia (51) e desse modo a suasensibilidade às mudanças na tensão, possa ser variado, se (conforme) necessário, dependendo do fio que está sendo desenrolado.

Por exemplo, um fio elastomérico de 44 dtex está sob uma tensãode aproximadamente 4 cN sob uma operação de urdidura normal, e vaigeralmente se romper quando colocado sob uma tensão de aproximadamente35 cN. Conseqüentemente, o comprimento do guia (51) e da seção (155) éselecionado de maneira tal que o guia (51) entre em contato com o dispositivode detecção do aumento da tensão quando o guia está sob uma tensão deaproximadamente 20-30 cN, para emitir um aviso que uma ruptura no fio pode estar a ponto de ocorrer.

A espessura do guia-fios (51) também é importante, e éselecionada com base na espessura do fio que passa através do guia (51) paraminimizar o atrito no fio. Para um fio elastomérico de 44 dtex, um raio preferidodo guia 51 é de 0,3 mm, que corresponde a um diâmetro de 0,6 mm.

Com base em um fio de 44 dtex, o guia-fios (51) tem um diâmetromuito menor do que os guias de cerâmica convencionais, que para o mesmofio teriam um diâmetro de aproximadamente 2-3 mm. O diâmetro menor doguia (51) é vantajoso porque o ângulo de passagem do fio no guia (51) podeser modificado sem virtualmente nenhuma mudança no atrito no guia (51). Uma vez que os guias de cerâmica são por sua natureza relativamente finos, asuperfície do guia de cerâmica que entra em contato com o fio tem que seragudamente inclinada a fim de se obter um excelente ponto de contato debaixo atrito, e a mudança do ângulo de um fio elastomérico através do guiapode conseqüentemente aumentar bastante a parte da superfície do guia de cerâmica com a qual o fio elastomérico entra em contato.

Em um segundo aspecto da invenção, o guia-fios é feito de ummetal temperado. O metal não era utilizado até o presente para guia-fios emum aparelho de urdidura porque as superfícies do metal tendem a desgastarrapidamente devido ao atrito constante causado pela urdidura do fioelastomérico.

Entretanto, foi verificado que determinados metais temperados sãoapropriados para o uso como um elemento do guia. Os exemplos de metaisapropriados incluem aços inoxidáveis austeníticos, tais como os açosinoxidáveis austeníticos 304 e 316. Outros exemplos dos aços inoxidáveisausteníticos que têm a dureza aceitável são os aços inoxidáveis austeníticosque têm uma dureza de superfície entre 1.000 e 1.200 de Dureza Vickers. Umtipo preferido de aço inoxidável austenítico é aquele sem ferrita e que contémmolibdênio, uma vez que esse aço inoxidável tem uma resistênciaextremamente maior à cavitação, à fissuração e à corrosão sob tensão.

Além disso, os metais temperados, tais como o aço inoxidáveltemperado ou os metais revestidos com um revestimento de carbono do tipodiamante ou nitreto de titânio podem ser utilizados. Esses metais temperadostêm durezas de aproximadamente 1.000 até aproximadamente 3.000 DurezaVickers.

Um método por meio do qual o aço inoxidável pode sertemperado é um processo conhecido como Kolsterizing, um processo paratemperar o aço praticado por Hardiff B.V. de Apeldoorn, the Netherlands, o qualeliminam os problemas de esfolamento do aço inoxidável sem mudança naforma, no tamanho e/ou na cor do aço inoxidável.

GUIAS DIANTEIROS E BARRA DE TENSÃO

Conforme mencionado acima, depois que o fio de cada rolo édesenrolado e redirecionado pelos guia-fios, o fio de cada grupo dos rolos nomesmo nível de uma armação da gaiola passa através de um guia dianteiro. Afinalidade do guia dianteiro em um aparelho de urdidura convencional é manteruma boa separação entre as linhas do fio e direcionar a camada de fio de umnível particular da gaiola.

Entretanto, foi verificado que a operação de um aparelho deurdidura pode ser melhorada através de um guia dianteiro da invenção quetambém seja uma barra de tensão. Voltando à Figura 17, ali é mostrado umconjunto de guias dianteiros e barras de tensão (165) que inclui uma barra(167) suportada em ambas as extremidades por um dispositivo para medir apressão na barra (167). Um exemplo do dispositivo de medição da pressão sãoas células de carga (169). O conjunto de guias dianteiros e barras de tensão(165) é posicionado em um suporte entre uma gaiola e uma cabeça deurdideira. A barra (167) tem uma pluralidade de guias (171) nela formadas,através dos quais é alimentada uma pluralidade de fios elastoméricos (173),com tipicamente um fio (173) passando através de cada guia (171).

Em um aparelho de urdidura, há geralmente múltiplas fileirasverticais ou níveis de rolos elastoméricos enrolados em uma gaiola, e hágeralmente pelo menos dois lados para a gaiola. Há tipicamente um guiadianteiro para cada fileira ou nível de fio elastomérico enrolado para cada ladoda gaiola. Se a gaiola for suficientemente longo, pode haver mais guiasdianteiros posicionados na gaiola ao longo do seu comprimento para suportar ofio enquanto ele se move através da gaiola e em direção à cabeça de urdideira.

Os guias dianteiros de máquinas de urdidura convencionais sãoposicionados de maneira tal que o fio pelo menos exerça algum componentede força descendente ou ascendente no guia dianteiro. Um componente deforça descendente na barra (167) é representado pela letra "x" na Figura 17.Isto ocorre porque a cabeça de urdideira é geralmente mais baixa ou mais altado que os guias dianteiros, e a tensão no fio que causa o componentedescendente ou ascendente da força ajuda a obter um bom enrolamento do fiona cabeça de urdideira.

Na presente invenção, o componente da força vertical na barra(167) é medido por um dispositivo de medição da pressão, tais como as célulasde carga (169). O dispositivo de medição da pressão emite um sinal aodispositivo de controle ou ao dispositivo de saída, ou ambos, com base napressão na barra (167).

De acordo com a presente invenção, deve haver pelo menos umconjunto de guias dianteiros e barras de tensão (165) que tem as células decarga (169) em cada lado da gaiola. Não há nenhuma limitação quanto aonúmero dos conjuntos de guias dianteiros e barras de tensão (165) que podemser utilizados em uma gaiola. O conjunto de guias dianteiros e barras de tensão(165) pode ser utilizados no aparelho de urdidura da invenção aqui descrito,bem como em qualquer aparelho de urdidura convencional.

O uso do conjunto de guias dianteiros e barras de tensão (165)aumenta bastante o controle da qualidade do processo de urdidura de umaparelho de urdidura porque o conjunto (165) monitora a tensão em umacamada de fio dos fios (173) na gaiola. Os feixes da mais alta qualidade são aqueles que são urdidos sob uma tensão controlada definida. Ao se monitorara tensão no fio (173) na gaiola utilizando um dispositivo tal como o conjunto(165), o fluxo de massa do fio (173) em um feixe pode ser regulado.

Por exemplo, é bem sabido que cada rolo do fio elastomérico temuma curva de relaxamento de pacote associada que mostra como a tensão no rolo muda com o passar do tempo, e como a tensão no fio muda da borda dorolo ao núcleo do rolo. Em aparelhos de urdidura convencionais, a operação deurdidura é controlada pela velocidade da rotação da cabeça de urdideira, edesse modo era necessária no passado a criação de uma curva decompensação para que a curva de relaxamento do rolo permitisse que o rolofosse urdido em um feixe a uma velocidade apropriada para se obter um feixeda qualidade elevada de fio elastomérico urdido. Essas curvas de relaxamentoe curvas de compensação para rolos de fio elastomérico são difíceis depreparar, e muito tempo, esforço e dinheiro são despendidos a fim dedesenvolver métodos e programas de computador para desenvolver essas curvas.

Quando o conjunto de guias dianteiros e barras de tensão (165) éutilizado em um aparelho de urdidura, incluindo um aparelho de urdiduraconvencional, e a tensão no fio é monitorada ao se utilizar o conjunto (165),não há mais nenhuma necessidade dessas curvas de relaxamento para rolosde fio elastomérico, e desse modo não há nenhuma necessidade de se criarsubseqüentemente curvas de compensação para esses rolos. Em vez de usarcurvas de compensação criadas arduamente para operar um aparelho deurdidura convencional, a compensação do aparelho para rolos de fioelastomérico pode ser efetuada automaticamente com base em parâmetros derelaxamento monitorados em linha reais.

Ainda com referência à Figura 17, na operação de um aparelhode urdidura construído de acordo com a presente invenção que inclui o conjunto de guias dianteiros e barras de tensão (165), os fios (173) sãopuxados através das aberturas (171) e exercem um componente de forçavertical na barra (167). A força vertical é medida pelas células de carga (169), eum sinal da pressão em cada extremidade da barra (167) é emitido aodispositivo de controle ou ao dispositivo de saída, ou a ambos. O dispositivo decontrole pode ser utilizado para ajustar os parâmetros da operação doprocesso de urdidura dependendo do sinal da pressão, tal como ao seaumentar ou diminuir a velocidade de rotação da cabeça de urdideira. Odispositivo de saída exibe a pressão em ambas as extremidades da barra(167).

As células de carga (169) no conjunto (165) são calibradas demodo que, se a tensão no fio (173) cair fora de uma primeira faixapredeterminada, um alarme é emitido para alertar um operador sobre umproblema potencial no processo de urdidura. As células de carga (169) tambémpodem ser calibradas de modo que, se a tensão no fio (173) cair fora de umasegunda faixa predeterminada, sendo que a segunda faixa é mais ampla doque a primeira faixa, um sinal é emitido a um dispositivo de controle que instruia cabeça de urdideira parar.

Alternativamente, o dispositivo de monitoramento da pressãopode ser colocado entre o dispositivo de medição da pressão e o dispositivo decontrole. O dispositivo de monitoramento da pressão recebe um sinal dodispositivo de medição de pressão na barra (167) e compara esse valor dapressão com uma faixa predeterminada de valores da pressão. Se o valor dapressão cair fora da faixa predeterminada, o dispositivo de monitoramento dapressão emite então um sinal ao dispositivo de controle para instruir a cabeçade urdideira para parar, ou ao dispositivo de saída para alertar um operador, ouambos.

Para uma gaiola que tenha dois ou mais lados, pelo menos umconjunto (165) é empregado para cada lado da gaiola. Desse modo, além demonitorar a tensão em um lado da gaiola, um par de conjuntos (165) tambémpode ser utilizado para detectar diferenças relativas na tensão entre os doislados da gaiola. Os conjuntos (165) e o seu dispositivo de monitoramento dapressão ou dispositivo de saída associado podem ser calibrados para emitir umalarme se a diferença na tensão entre os lados da gaiola exceder umaquantidade predeterminada.

Outras características do conjunto de guias dianteiros (165) sãomostradas na Figura 18. Voltando à Figura 18, ali é mostrada a barra (167) quetem as fendas (175) formadas na barra (167) acima de cada guia (171) parapermitir o filetamento mais fácil dos fios (173) nas guias (171).

Os guias dianteiros convencionais são como rabos de porco, eprecisam ser filetados como rabos de porco, o que consume muito tempo. Abarra (167) do conjunto de guias dianteiros e barras de tensão (165) é filetadamais fácil e mais rapidamente do que os guias dianteiros convencionais porqueo fio elastomérico (173) só precisa somente ser colocado acima da fenda (175)e a tensão no fio (173) faz com que o fio (173) caia automaticamente no guia(171).

Ao ser urdido, o fio (173) tende a se mover para cima e parabaixo no guia (171), às vezes bastante rapidamente. Para impedir que o fio(173) salte para fora do guia (171), as fendas (175) são colocadaspreferivelmente em um lado do guia (171) e são angulares para deixar maisdifícil para o fio (173) deslizar acidentalmente para fora do guia (171). Em umarealização mais preferida, a fenda (175) também inclui um entalhe (176)formado em uma superfície superior da fenda (175) para prender qualquer fio(173) que deslizar acidentalmente para fora do guia (171).

Tal como o guia-fios (51), a barra (167) também pode ser feita dedeterminados metais temperados tal como descrito acima. A vantagem dabarra (167) ser feita de um metal temperado é que o conjunto (165) podemonitorar a tensão na camada de fio de fios (173) sem aumentar o atrito nosfios (173), ao contrário dos guias dianteiros convencionais que não são feitosdesse metal temperado e que são pontos adicionais de atrito relativamente altonos fios (173).

PENTE DE PIVÔ

Depois de passarem através dos guias dianteiras, asextremidades do fio deixam a gaiola e penetram na cabeça de urdideira, ondeos fios passam através de um pente. O pente é uma estrutura do tipo penteque tem uma base e uma pluralidade de agulhas conectadas à base paradefinir espaços entre elas, através dos quais cada um dos fios da gaiola épassado. A finalidade do pente é tirar as camadas de fio de cada guia dianteirae colocar as extremidades no mesmo plano antes que os fios sejam urdidos nofeixe.

Um tipo de pente convencional, chamado de pente de aba, temuma pluralidade de agulhas conectadas a uma barra superior e uma barrainferior. As agulhas são angulares para o centro da barra superior de modo quea largura total das agulhas na barra superior seja menor do que a largura nabarra inferior. A finalidade desta estrutura é permitir que a largura da camadade fio seja urdida no feixe seja ajustada facilmente ao se levantar o pente deaba para aumentar a largura da camada de fio e ao se abaixar o pente de abapara diminuir a largura da camada de fio.

A desvantagem principal com o pente de aba é que cada extremidade do fio precisa ser alimentada através de cada uma das aberturasno pente. Uma máquina de urdidura convencional pode urdir entre 1.000 e1.600 extremidades, e consome muito tempo e é trabalhoso apanhar cadaextremidade e passá-la através das aberturas estreitas no pente de aba. Emmédia, leva aproximadamente quatro horas para que funcionários hábeis filetem um pente de aba completamente com as 1.400 linhas do fio. Uma outradesvantagem é que se uma agulha for danificada, o pente inteiro tem que sersubstituído, o que é dispendioso e conduz a um tempo ocioso indesejável.Além disso, o pente novo tem que ser completamente refiletado.

Um segundo tipo de pente convencional é chamado de pente de expansão, no qual as agulhas são conectadas a uma única barra no fundo dasagulhas. Uma vez que o pente é aberto no topo, é muito mais rápido paraenfiar o pente; entretanto, uma desvantagem é que não é possível ajustar alargura da camada de fio ao se levantar e abaixar o pente porque, se os fiosestiverem demasiadamente perto das extremidades das agulhas, os fiospodem deslizar para fora do pente.

Conseqüentemente, o pente aberto tem uma pluralidade dedobradiças que são paralelas às suas agulhas, o que permite que a largura dopente seja ajustada. De fato, o pente é como um acordeão no qual a largura dopente pode ser aumentada e diminuída ao se separar as extremidades do pente para abrir as dobradiças ou ao aproximar as extremidades do pente parafechar as dobradiças.

A fim de se obter um feixe de boa qualidade do fio elastomérico, oespaçamento do fio no feixe deve ser tão uniforme quanto possível. Umproblema com um pente aberto articulado é que é difícil de se obter um bomespaçamento idêntico do fio que passa através do pente em um feixe. Aindaum outro problema é que a presença das dobradiças no pente interrompe oespaçamento constante das agulhas através do pente, e desse modo tornadifícil a obtenção de um espaçamento uniforme do fio no feixe.

Ainda um outro problema com as pente s abertas convencionais éo fato que as suas agulhas individuais são muito finas, e estas agulhas sãoinerentemente fracas porque são suportadas somente em uma extremidade.Quando as agulhas em um pente aberto forem mais fáceis de substituir do queagulhas em um pente de aba, é preferível que se tenha um pente aberto comagulhas mais fortes, isto é, mais grossas, mas se a espessura das agulhasaumentar demasiadamente não é possível obter o número de extremidadesdesejadas do fio através do pente.

A presente invenção refere-se a um pente de pivô que supere asdeficiências dos pentes da técnica anterior. Voltando à Figura 19, ali émostrada um pente de pivô (57) que inclui uma barra (177) que tem umapluralidade de agulhas verticais (179) nela montadas. A barra (177) éconectada ao dispositivo (181) para pivotar a barra (177). O dispositivo rotativo(181) pode ser um pino que tem uma dobradiça de modo que a barra (177)possa ser girada em torno do pino nas direções indicadas pela seta dupla.

Os fios (183) passam dos guias dianteiras da gaiola para acabeça de urdideira, onde os fios (183) entram primeiramente em contato coma superfície superior da lâmina de suporte (55) para colocar os fios (183) decada uma dos guias dianteiras em um único plano. Em seguida, cada fio (183)é enfiado através de um par das agulhas (179) do pente (57). Depois de teremdeixado o pente (57), os fios (183) passam sobre o rolo de ultrapassagem 59(não mostrado) e rumo ao feixe (61).

O ângulo φ da barra (177) com respeito a uma linha imagináriaparalela ao núcleo do feixe (61) é importante para a operação do pente (57). Aoperação, quando se deseja mudar a largura do grupo de fios, ou camada defio, quando o grupo passa rumo ao feixe (61), a barra (177) é pivotada pelodispositivo (181) para mudar o ângulo φ.

Voltando à Figura 20A, ali é mostrada o pente de pivô (57) onde abarra (177) foi girada até um ângulo φι, o que produz uma distância "a" entre osfios adjacentes (183) no feixe (61). Deve-se observar que o rolo (59) deultrapassagem foi omitido das Figuras 20A e 20B para fins de simplicidade. Àmedida que o dispositivo de pivô (181) pivota a barra (177) de modo que oângulo φ aumenta, a largura da camada de fio diminui. Voltando agora à Figura20B, a barra (171) foi girada até um ângulo Φ2, o que produz uma distância "b"entre os fios adjacentes no feixe (61) que é menor do que a distância "a". Oângulo Φ2 é maior do que o ângulo φι, e desse modo pode-se observar que, àmedida que φ aumenta a distância entre os fios adjacentes (183), e dessemodo a largura da camada de fio, dos fios (183) no feixe (61) diminui.

O pente (57) tem muitas vantagens em comparação com as pentes de aba da técnica anterior e as pente s abertas da técnica anterior.Primeiramente, o pente (57) propicia uma maneira simples e rápida paraajustar a largura de uma camada de fio dos fios (183) em um feixe (61), e aomesmo tempo proporciona uma distância relativamente uniforme entre os fios(183). Desta maneira, o pente (57) supera as desvantagens das pente sarticuladas da técnica anterior. De fato, a qualidade das camadas de fioproduzidas ao se utilizar o pente (57) é surpreendentemente elevada einesperada em vista da técnica anterior que ensinava que a distância de umpente a um rolo de ultrapassagem ou um feixe deve ser mantida tão pequenapossível a fim de se obter uma boa separação dos fios em um feixe. No fato, àmedida que aumenta o ângulo φ, a extremidade distai da barra (177), isto é, aextremidade oposta do dispositivo rotativo (181) mostrado na Figura 19, move-se ainda para mais longe do feixe (61). Não obstante, apesar dosensinamentos da técnica anterior, a qualidade das camadas de fio urdidas nofeixe (61) é tão boa quanto ou melhor do que a das urdidas em feixesutilizando-se as pente s da técnica anterior.

Uma outra vantagem do pente (57) é que ele é muito fácil deenfiar. Um operador experiente pode enfiar 1.000 a 1.400 linhas através dopente (57) em aproximadamente vinte minutos, que é muito menos tempo doque o tempo aproximado de quatro homens-horas que é requerido para enfiarum pente de aba convencional.

Uma outra realização do pente aberto da presente invenção émostrada na Figura 21. Voltando à Figura 21, ali é mostrado um pente de pivô(185) que inclui uma primeira barra (187) que tem uma pluralidade de agulhasverticais (189) e uma segunda barra (191) que tem uma pluralidade de agulhasverticais (193). As barras (187), (191) são conectadas ao dispositivo (195) para pivotar as barras (187), (191). O dispositivo rotativo (195) pode ser um pino quetem uma dobradiça de modo que as barras (187) (191) possam ser giradas emtorno do pino. A segunda barra (191) inclui também o dispositivo (197) paraajustar a posição longitudinal da segunda barra (191) com respeito à primeirabarra (187) para mudar o espaçamento relativo das agulhas (189), (193). Odispositivo (197) pode ser, por exemplo, uma cremalheira e um pinhão ou umparafuso roscado que, quando girado, se mova contra os sulcos em um furoperfurado na barra (191).

Analogamente ao pente de pivô (57) descrito acima, os fios (199)passam dos guias dianteiras da gaiola para a cabeça de urdideira, onde os fios(199) entram primeiramente em contato com a superfície superior da lâmina desuporte (55) para colocar os fios (199) de cada uma das guias dianteiras emum único plano. Em seguida, cada fio (199) é enfiado através de um par dasagulhas (193) da segunda barra (191) e então através de um par das agulhas(189) da primeira barra (187). Depois de terem deixado o pente (185), os fios(199) passam sobre o rolo de ultrapassagem (59) (não mostrado) e rumo aofeixe (61).

Conforme mostrado nas Figuras 22A e 22B, o pente (185) podeser pivotado ao se pivotar o dispositivo (195) para mudar o ângulo φ do pente(185), e desse modo mudar o espaçamento dos fios (199) no feixe (61) de umalargura "a", tal como mostrado na Figura 22A, a uma largura menor "b", talcomo mostrado na Figura 22B.

À medida que o ângulo φ do pente (185) muda, os fios (199) semovem conjuntamente em pares, e este fenômeno ocorre quando o ângulo φaumenta e quando o ângulo φ diminui. Como pode ser observado na Figura22C, a mudança no ângulo φ faz com que dois fios adjacentes (199) se movamum mais para perto do outro. Para compensar este efeito, a posição relativadas barras (189), (191) é mudada pelo dispositivo de ajuste de barra (197) quemove a segunda barra (191) tal como mostrado na Figura 22D de modo queseja obtido um espaçamento igual entre os fios (199) de saída da camada defio ao feixe (61).

O pente de pivô (185) apresenta todas as mesmas vantagens queo pente de pivô (57) descrito acima, mas é utilizado nos casos onde as agulhasdo pente (185) precisam ser de uma espessura tal que haja um espaçoinsuficiente para que elas sejam utilizadas em uma única fileira, tal como nopente de pivô (57).

Claims (13)

1. GUIA ROTATIVO (75) PARA DESENROLAR UM FIOELASTOMÉRICO (85) de um rolo estacionário (83) de fio elastoméricoenrolado, que compreende:um meio rotativo (77);uma parte de conexão (79) formada no meio rotativo (77) parapermitir que o meio rotativo (77) seja conectado a um dispositivo para girá-lo;uma abertura (81) formada no meio rotativo (77) para permitir queo fio elastomérico (85) passe através dela quando o meio rotativo é girado e ofio elastomérico (85) é desenrolado do rolo (83); emeios (87) de controlar a força de tração;caracterizado pelo fato de queo meio rotativo é um disco (77);a abertura (81) é formada na superfície do disco (77) entre a parte de conexão (79) e a borda externa do disco (77); eo meio (87) para controlar a força de tração do fio elastomérico(85) tracionado na abertura (81) é disposto na abertura (81) de modo que, se ofio elastomérico (85) estiver desenrolando livremente do rolo (83), a força detração é diminuída e, se o fio elastomérico (85) não estiver desenrolandolivremente do rolo (83), a força de tração é aumentada.

2. GUIA ROTATIVO (75), de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de que:o dispositivo de controle da força de tração (87) compreende umanel superior (89), um anel intermediário (91) e um anel inferior (93)empilhados juntos na abertura (81);sendo que cada um dos anéis (89, 91, 93) compreende umaabertura neles formada; eo anel intermediário (91) compreende uma projeção (95) neleformada que se estende para a sua abertura (97) de modo a cobrirparcialmente as aberturas nos anéis superior (89) e inferior (93) e que seestende em uma direção distanciando-se à direção de rotação do guia rotativo(75);sendo que a largura do anel intermediário (91) em torno doperímetro da abertura (97) ali formada é menor ou igual à largura das partescorrespondentes dos anéis superior (89) e inferior (93).

3. GUIA ROTATIVO (75), de acordo com a reivindicação 2,caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente meios para espaçar oanel superior (89), o anel intermediário (91) e o anel inferior (93).

4. GUIA ROTATIVO (75, 41), de acordo com a reivindicação-1, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente um segundo disco(125) conectado ao primeiro disco (123) e espaçado axialmente abaixo doprimeiro disco (123).

5. GUIA ROTATIVO (75, 41), de acordo com a reivindicação-4, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente pelo menos um tubo(137, 139) posicionado entre o primeiro disco (123) e o segundo disco (125),sendo que o tubo (137, 139) fica localizado diante da abertura (131) na direçãode rotação do guia (41).

6. GUIA ROTATIVO (75, 41), de acordo com a reivindicação-5, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente uma paredecilíndrica (141) posicionada entre o primeiro e o segundo discos (123, 125).

7. APARELHO DE URDIDURA, caracterizado pelo fato decompreender um guia rotativo (41, 75) conforme definido na reivindicação 1.

8. CONJUNTO DESENROLADOR DE FIO ELASTOMÉRICO(68), caracterizado pelo fato de compreender:um guia rotativo (74, 41) tal como definido na reivindicação 1;meios para girar o guia rotativo (75, 41) unido à parte de conexão(79, 129); eum rolo estacionário (83, 39) de fio elastomérico posicionadoadjacente ao guia rotativo (75, 41).

9. CONJUNTO, de acordo com a reivindicação 8,caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente:um suporte de guias (69) que compreende pelo menos um braçoque se estende para fora do mesmo;sendo que os meios para girar o guia rotativo (75, 41) são unidosao braço para suportar os meios para girar o guia e o guia rotativo no suporte de guias (69); euma armação (71) que suporta o dito pelo menos um braço quese estende do suporte de guias e que suporta os meios para girar o guia e oguia rotativo (75, 41).

10. CONJUNTO, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente:um carrinho móvel (70) adaptado para se acoplar com o suportede guias (69);sendo que o carrinho (70) compreende pelo menos uma bandeja(73) nele formada que se estende para fora do mesmo; eo rolo estacionário (39) de fio elastomérico (43) é suportado nabandeja (73) do carrinho de maneira tal que, quando o carrinho (70) foracoplado ao suporte (69) de guias, o rolo estacionário (39) de fio elastoméricoé suportado abaixo do guia rotativo (41).

11. APARELHO DE URDIDURA, caracterizado pelo fato decompreender o conjunto desenrolador de fio elastomérico (68) conformedefinido na reivindicação 8.

12. MÉTODO PARA DESENROLAR UM ROLO (39) DE FIOELASTOMÉRICO (43) ENROLADO ao se desenrolar o fio elastomérico emuma gaiola (65) e ao se enrolar o fio elastomérico em um feixe (61) em umacabeça de urdideira (67), sendo que o método é caracterizado pelo fato decompreender as etapas de:o emprego de um conjunto (68) desenrolador de fio elastoméricotal como definido na reivindicação 8;a passagem de uma linha de fio (43, 85) do rolo (83, 39) atravésda abertura (81, 131) no disco (77, 123);o desenrolamento do fio (43, 85) do rolo (83, 39) mediante aaplicação de uma força de tração ao fio (43, 85) pela rotação do feixe (61) e arotação do guia rotativo (41, 75) à medida que o feixe é girado; eo enrolamento do fio desenrolado do rolo no feixe (61).

13. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 12,caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente:o controle da força de tração no fio elastomérico (43, 85)enquanto o fio passa através da abertura (81, 131) ao fazer com que o fioelastomérico seja submetido a mais mudanças na direção na abertura (81, 131)quando o fio elastomérico está desenrolando livremente do rolo (83, 39) do quequando o fio elastomérico não está desenrolando livremente do rolo.