Appareil destiné à conférer une nature élastique à un fil thermoplastique en mouvement La présente invention a pour objet un appareil destiné à conférer une nature élastique à un fil ther moplastique en mouvement.
On connaît déjà un appareil destiné au même but. Cet appareil comprend une bande aplatie ou plaque de chauffage, sur laquelle on fait passer le fil pour le porter à une température élevée, et une lame à arête vive disposée à proximité de la bande de chauffage, de manière à faire passer le fil chaud sur cette arête pour lui faire suivre un trajet formant un angle aigu. L'appareil connu a pour inconvénient qu'il ne comporte aucun moyen commode pour faire varier la tension communiquée au fil par son contact avec l'élément de chauffage.
Dans certains cas, il est extrêmement désirable que le contact du fil avec la bande de chauffage communique à celui-ci une ten sion appréciable ; dans d'autres cas au contraire, on désire qu'une tension très faible soit transmise au fil par son contact avec l'élément de chauffage. En outre, l'appareil connu ne permet pas toujours de faire arriver des fils à faible denier sur la plaque de chauffage avec une tension suffisamment faible pour permettre un contact adéquat, compte tenu du degré désiré de chauffage, sans que le fil soit soumis à une tension excessivement élevée au moment où il vient en contact avec l'arête vive.
Un autre inconvénient de l'appareil connu consiste dans le fait qu'il ne réalise dans certains cas qu'une régulation inadé quate de la tension, en particulier quand on traite des fils d'un denier très faible.
L'appareil faisant l'objet de la présente invention est exempt des inconvénients mentionnés. Cet appa reil comprend un moyen d'alimentation du fil, un moyen de recueil du fil, une lame pourvue d'un bord aigu, un moyen de guidage propre à guider autour du bord de la lame, en un trajet en V, le fil passant du moyen d'alimentation au moyen de recueil, et un moyen de chauffage propre à chauffer le fil de manière qu'il soit chaud lors de son contact avec le bord de la lame.
Il est caractérisé par un premier moyen d'avancement du fil propre à agir sur le fil préalablement à son contact avec le bord de la lame et à faire avancer le fil à une première vitesse linéaire donnée, et par un second moyen d'avancement du fil propre à agir sur le fil subséquemment à son con tact avec le bord de la lame et à faire avancer le fil à une seconde vitesse linéaire qui est inférieure à ladite première vitesse linéaire.
On décrira maintenant, à titre d'exemple, une forme d'exécution préférée de l'objet de l'invention, en se référant au dessin annexé, sur lequel La fig. 1 est une vue en plan d'une partie de l'appareil limitée à deux postes de travail permettant de traiter indépendamment deux fils. La fig. 2 est une coupe suivant la ligne II - II de la fig. 1. La fig. 3 est une vue schématique des engrenages d'un dispositif de suralimentation de l'appareil.
La fig. 4 est une vue schématique montrant le trajet d'un fil ainsi que le circuit électrique d'une tige de chauffage.
La fig. 5 est une vue à grande échelle et en pers pective d'un support de lame.
La fig. 6 est une vue à grande échelle d'une variante de la tige de chauffage. L'appareil représenté comprend un bâti 10 ; ce bâti comporte un premier organe horizontal de sup port<B>11</B> portant plusieurs bobines d'alimentation 12, qui fournissent chacune une extrémité de fil à chacun des postes de l'appareil.
Une extrémité de fil 13 fournie par chacune des bobines 12 est.tirée à tra vers un organe de guidage 14, qui est disposé suivant l'axe de la bobine de manière que le fil puisse être retiré facilement d'une extrémité de celle-ci ; cette extrémité de fil 13 passe ensuite dans un dispositif de tension 15 fixé sur un organe 16 du bâti.
Le dis positif de tension 15 est un régulateur de tension du type décrit dans le brevet No 331807, puisque, comme on l'expliquera plus loin en détail, l'emploi d'un dispositif efficace de réglage de tension permet d'utiliser l'appareil avec un plus grand nombre de types différents de fils ; cependant, pour la plupart des types<B>de</B> fils, le dispositif de tension 15 peut être d'un type courant quelconque, puisqu'il ne sert ordi nairement qu'à donner au fil une légère tension préa lable, avant que celui-ci arrive à un dispositif destiné à le rendre élastique.
Un dispositif de suralimentation en fil 17 permet au fil de se contracter d'une quantité choisie pendant que s'opère l'élastification. Ce dispositif de suralimentation 17 comprend un carter 18 compor tant un support 19 fixé sur un organe 20 du bâti par un boulon 21. Un arbre rotatif 22 traverse le carter 18 et peut tourillonner dans des paliers (non représentés) ; une roue à denture droite 23 est portée par l'arbre 22 à l'intérieur du carter 18.
Cette roue 23 entraîne une roue dentée intermédiaire 24, qui entraîne à son tour une roue dentée plus grande 25 portée par un arbre 27 ; cet arbre passe également à travers le carter 18 et s'étend à l'extérieur de celui-ci à chacune de ses extrémités. La roue 25 entraîne une petite roue intermédiaire 28, qui engrène avec une roue à denture droite 29, calée sur un troi sième arbre<B>30;</B> cet arbre tourillonne dans les parois du carter 18 et s'étend à chaque extrémité à l'exté rieur de celui-ci. Un rouleau cylindrique 31, com portant une surface lisse d'engagement du fil, est fixé sur une extrémité de l'arbre 27 et coopère avec un petit rouleau 32 fixé sur l'arbre 30 pour tirer le fil d'une manière que l'on expliquera plus loin.
Le rouleau 31 possède un plus grand diamètre que le rouleau 32, mais le rapport des trains d'engrenages est tel que le petit rouleau 32 est entraîné à une vitesse angulaire de rotation plus grande et suffisante pour que les deux rouleaux aient sensiblement la même vitesse périphérique. Un rouleau 33 de surali mentation et d'engagement du fil est monté sur l'arbre 27, à l'extrémité opposée à celle où se trouve le rouleau 31 ; ce rouleau 33 tourne à la même vitesse angulaire que le rouleau 31, mais il a un plus grand diamètre que celui-ci de manière à posséder une plus grande vitesse périphérique.
Le carter 18 est muni d'un support triangulaire et vertical 34, qui porte deux petits guide-fils en queue de cochon 35 et 37. Une tige 38 de commande pénètre dans le carter 18 à travers le support 34 ; cette tige est reliée à un embrayage (non représenté) qui permet de dégager la roue dentée 23 de la roue dentée 24, dans le but de faire démarrer et d'arrêter chaque poste individuel. Un bras de support 39 s'étend vers le haut à partir du carter 18 ; il porte une petite poulie folle 40, qui sert de guide comme on l'expliquera plus loin.
Deux supports 41, dont un seul a été représenté, sont portés par l'organe 16 du bâti et s'étendent transversalement par rapport à l'axe longitudinal de cet organe. Une tige de chauffage 42 s'étend à tra vers des alésages ménagés dans les organes de sup port 41 ; elle est isolée de ceux-ci et possède un diamètre compris entre 0,8 mm et 12,7 mm ;cette tige est constituée de préférence par un alliage, tel que celui vendu sous le nom de Nichrome , possé dant une résistivité électrique relativement élevée.
La tige de chauffage 42 est représentée comme s'étendant dans deux postes seulement, mais elle peut avoir une longueur telle qu'elle traverse tout un côté d'un métier à tordre ; sa petite surface, par compa raison avec elle d'une bande large et plate, ne pro voque qu'une perte de chaleur très faible. Un ressort de compression 43 est monté sur une extrémité de la tige 42 ; l'une de ses extrémités est placée contre l'organe de support 41, et son autre extrémité est appliquée contre une rondelle 44 non conductrice de l'électricité, en tissu imprégné de résine.
Le ressort 43 est comprimé par un écrou 45 s'appuyant contre la rondelle 44 et vissé sur l'extrémité de la tige de chauffage 42. Cette disposition provoque une tension de la tige 42 et permet à celle-ci de se dilater, quand elle est chauffée, sans fléchir sous l'effet de son poids.
Une extrémité de la tige de chauffage 42 est con nectée électriquement, par l'intermédiaire d'un con ducteur 47, avec un transformateur réducteur de tension 48. Ce transformateur 48 fournit l'énergie électrique à la tige 42 à un voltage suffisamment faible, inférieur à environ 30 volts, de manière que la tige ne risque pas d'électrocuter le personnel. Le transformateur 48 est connecté par des conducteurs 49 à un transformateur à rapport variable 50, con necté lui-même à une source d'énergie électrique par l'intermédiaire d'un interrupteur 51 et de conduc teurs 52. L'autre extrémité de la tige de chauffage 42 est mise électriquement à la masse par l'organe 41 du bâti, une borne du transformateur 48 étant mise à la masse comme on le voit en 53, afin de fermer le circuit électrique.
Plusieurs supports 60 sont portés par l'organe 16 du bâti ; sur chacun de ces supports est fixée une petite plaque 61 munie d'un alésage approprié 62 destiné au passage de la tige de chauffage 42. Ces supports 60 sont en métal, mais les plaques 61 sont en tissu imprégné de résine, de manière à être iso lantes et ne pas court-circuiter la tige de chauffage en touchant celle-ci. Un bras long 63, comportant une pièce incurvée et rapportée 64 résistant à l'usure, en porcelaine, s'étend à partir de chaque support 60 (fig. 5).
La pièce rapportée et incurvée 64 possède un rayon de courbure qui correspond approximati vement à celui de la périphérie de la tige de chauf fage 42 ; elle est placée tout près de la tige 42, de manière à guider une extrémité de fil provenant du rouleau de suralimentation 33 et venant en contact avec l'élément de chauffage. Un petit bras de support 65, portant une poulie de guidage 67, est également porté par chaque support 60 ; celui-ci porte aussi un autre bras 68, servant de support à une lame aplatie 69 comportant une arête vive disposée près de la tige de chauffage.
La lame 69 est fixée de préférence d'une manière réglable sur le bras 68, de manière que l'on puisse régler la distance entre son arête vive et la tige de chauffage en vue d'obtenir les meilleurs résultats.
Un dispositif courant à curseur et anneau 70, destiné à recueillir le fil, est représenté schématique ment sur la fig. 4. Il est bien entendu cependant que tout dispositif ordinaire quelconque de recueil de fil peut être utilisé et qu'il n'est pas nécessaire que ce dispositif provoque une torsion du fil.
Pour utiliser l'appareil représenté, on fait passer une extrémité du fil, à partir de la bobine 12, à tra vers le guide 14 et le dispositif régulateur de tension 15, puis sur le rouleau 33 du dispositif de suralimen tation 17. On enroule l'extrémité du fil d'un tour et demi environ autour du rouleau 33, puis on le fait passer sur la pièce rapportée et arrondie 64 du bras 63. On l'enroule alors d'un demi-tour ou même davantage sur la tige de chauffage 42 et on le fait passer sur la lame 69 portée par le support 60 qui se trouve immédiatement à droite du support 60 du bras 63 sur lequel passe le fil (fig. 1 et 4).
Les sup ports 60 doivent être placés de manière que la dis tance entre le bras 63 d'un support et la lame 69 du support adjacent soit au moins suffisante pour que le fil soit chauffé d'une manière adéquate, sans avoir besoin d'une tige d'une section transversale excessive ; cette distance ne doit pas généralement être inférieure à une valeur comprise entre 2,5 et 5 cm. Au contraire, il y a généralement avantage à donner à cette distance une valeur supérieure à environ 50 cm, à moins qu'on ne traite des fils d'un diamètre considérable.
Le nombre de tours que le fil doit faire sur la tige de chauffage dépend entiè rement de la valeur de la tension qui doit être imposée au fil par son contact avec l'élément de chauffage, comme on l'expliquera plus en détail ultérieurement.
Après son contact avec l'élément de chauffage, le fil passe sur l'arête vive de la lame 69, puis s'étend parallèlement à l'élément de chauffage pour arriver sur la poulie de guidage 67 portée par le support 60 portant la pièce rapportée et arrondie 64 sur laquelle passe le fil. On fait passer alors l'extré mité du fil à travers le guide 37, et on l'enroule d'un certain nombre de tours sur les rouleaux 31, 32, qui servent à tirer le fil à une vitesse constante par rapport à la vitesse d'alimentation.
Ensuite, on fait passer l'extrémité du fil sur la poulie 40 pour l'amener au dispositif de recueil 70 ; on porte la température de l'élément de chauffage à une valeur appropriée, en réglant le transformateur 50. Enfin, on met l'appareil en marche.
L'appareil décrit ne convient qu'à certains fils, comme les fils de Nylon , qui se contractent au chauffage, puisque si le fil ne se contracte pas quand on le chauffe, le dispositif de suralimentation fournit un surplus de fil qui empêche un fonctionnement correct de l'appareil. Au contraire, avec des fils se contractant au chauffage, le dispositif de suralimen tation réalise une excellente commande de la tension.
La tension du fil, avant que celui-ci n'atteigne le rouleau d'alimentation 33, subit normalement des fluctuations parce que la résistance rencontrée varie pendant que le fil se déroule du bobinage d'alimen tation 12, mais ces fluctuations sont éliminées par le rouleau de suralimentation 33 et la seule tension existant dans le fil, immédiatement après. son passage autour de ce rouleau, est la tension résultant de la contraction du fil sous l'influence de la chaleur.
Puisqu'on a constaté que la tension due à la con- traction du fil reste sensiblement constante, même avec de légères variations dans le degré de surali mentation et dans la température de chauffage du fil, on voit que le dispositif de suralimentation permet des tensions extrêmement faibles, mais uniformes, qui se trouvent en dehors de la marge pouvant être obtenue généralement avec les dispositifs courants régulateurs de tension.
On obtient généralement les meilleurs résultats avec le dispositif de suralimentation, quand le dia mètre du rouleau d'alimentation 33, par comparaison avec celui du rouleau de tirage 31, est tel qu'il peut donner la suralimentation maxima pouvant être réalisée sans que le fil prenne du mou. Ainsi, on peut contracter le fil dans la mesure maxima possible et on a constaté qu'on obtenait alors un degré plus élevé d'élasticité que par tout autre moyen.
Si la suralimentation du fil permet à celui-ci d'atteindre la lame avec une tension trop faible, il est généra lement préférable d'augmenter la tension du fil à cet endroit en augmentant le nombre des tours du fil sur la tige de chauffage, plutôt qu'en diminuant le degré de suralimentation.
Le degré suivant lequel on peut réaliser la suralimentation, tout en évitant que le fil ne prenne du mou, varie naturellement avec les différents types de fils, mais on peut recevoir presque tous les types de fils en changeant les dimen sions du rouleau d'alimentation 33, et on a trouvé qu'une gamme de rouleaux suffisante pour fournir une suralimentation de 1 à 15 @% était généralement convenable.
En d'autres termes, le diamètre du rou- leau d'alimentation 33 est de 1 à 15 % supérieur au diamètre du rouleau 31. Pour un type choisi quel conque de fil, on peut essayer d'utiliser le dispositif avec le plus grand rouleau, et si le fil refuse de sui vre, on peut diminuer progressivement les dimensions du rouleau jusqu'à ce que l'on trouve un rouleau satisfaisant.
On a constaté qu'une suralimentation d'environ 10 % donnait généralement les meilleurs résultats avec les fils de < Nylon<B> </B> Du Pont du type 200.
Le dispositif de suralimentation ne permet pas seulement de faire arriver le fil sur l'élément de chauffage avec une tension faible et uniforme, de manière que le fil puisse se contracter au maximum, mais permet également de régler facilement la tension du fil, quand celui-ci passe sur l'arête vive, en aug mentant ou en diminuant la friction du fil sur l'élé ment de chauffage.
Ce dispositif de suralimentation est particulièrement avantageux avec des fils d'un denier très petit, puisque la tension qu'il faut main tenir dans ces fils pour obtenir les meilleurs résul tats est extrêmement faible, même après le contact du fil avec l'arête vive, et qu'une tension uniformé ment faible dans le fil, avant que celui-ci ne vienne en contact avec l'élément de chauffage, n'est pas seulement avantageuse, mais absolument nécessaire comme on l'a expliqué précédemment.
Grâce au dis positif de suralimentation décrit ci-dessus, la tension du fil, avant son contact avec l'élément de chauffage, peut être trop faible pour pouvoir être mesurée avec précision et peut cependant être maintenue à une valeur très uniforme, comme on peut le constater d'après la qualité du fil produit.
La fig. 6 représente une variante de la tige de chauffage. La tige de chauffage 42' représentée sur cette figure peut être substituée à la tige de chauf fage 42 de la fig. 1 ; elle est étudiée pour faciliter l'opération d'enfilage. Un bras de guidage 64' est disposé à proximité de la périphérie de la tige 42' pour guider une extrémité de fil et pour l'amener en contact avec la surface de la tige ;
une lame 69', comportant une arête vive, est disposée à une dis tance appropriée du bras 64' et se trouve aussi tout près de la périphérie de la tige de chauffage. Un manchon rotatif 75 est porté par la tige 42', entre le bras 64' et la lame 69' ; ce manchon est du type fendu, de manière qu'on puisse l'appliquer à l'inté rieur d'une gorge périphérique de la tige 42', avec sa surface -extérieure au niveau de la surface de la tige de chauffage. Ce manchon 75 serre la tige de chauffage 42' avec une force suffisante pour ne pas pouvoir tourner accidentellement, mais insuffisante pour empêcher de le faire tourner quand on le désire.
Plusieurs broches courtes 76 s'étendent radialement à partir du manchon 75 ; ces broches possèdent une surface polie coopérant avec le fil. Pour procéder à (enfilage, il n'est pas nécessaire de faire passer le fil à la main autour de la tige de chauffage ; il vaut mieux amener l'extrémité du fil à partir du bras 64', la placer sur l'une des broches 76, puis la faire passer autour de la lame 69'.
Pour régler la tension imposée au fil par sa friction sur la tige de chauffage 42', il suffit alors de faire tourner le manchon 75 de manière à augmenter ou diminuer l'arc total sui vant lequel le fil est en contact avec la surface de la tige de chauffage. II est évident que le contact du fil avec la broche 76 contribue aussi à tendre le fil dans une certaine mesure, de telle sorte qu'on peut mettre le fil en contact avec la tige de chauffage sur un arc total plus petit qu'en l'absence du manchon 75, pour lui appliquer finalement une tension donnée.