<B>Appareil pour traiter un</B> fil <B>continu</B> La présente invention a pour objet un appareil pour traiter un fil continu.
Les fils, thermoplastiques élastifiés, sont composés de un ou plusieurs filaments continus, qui ont une tendance relativement permanente à friser, onduler ou boucler, de telle sorte que les étoffes fabriquées avec ces fils sont élastiques.
Les fils élastifiés que l'on trouve actuellement dans 1e commerce sont de deux types, dont les principes sont différents. Dans le premier type, le fil élastifié a reçu une contrainte de torsion, de telle sorte qu'il a tendance à vriller ou friser pour supprimer sa contrainte ;
dans le second type, le fil élastifié a reçu une contrainte créée en pliant le fil à angle aigu .et en le redressant ensuite en ligne droite, de telle sorte que ce fil, quand il n'est pas tendu, a tendance à friser ou à former des boucles.
Les fils du premier type sont appelés communément fils élastifiés à torsion éle vée ; les fils du second type sont appelés ordinai rement fils élastifiés sans, torsion , car l'élasticité de ces derniers ne résulte pas principalement d'une contrainte de torsion. L'appareil envisagé concerne ces fils élastifiés sans torsion.
La présente invention a pour but, en particulier, de fournir un appareil permettant de produire des fils thermoplastiques qui possèdent une élasticité ex trêmement élevée et conviennent remarquablement pour la fabrication des étoffes élastiques, lavables.
Le brevet principal No 345969 a pour objet un appareil pour traiter un fil continu, caractérisé en ce qu'il comprend une lame présentant une arête, des moyens pour déplacer ledit fil sous tension selon une trajectoire passant sur ladite arête de manière à former un angle aigu, l'arête étant disposée au sommet dudit angle aigu, des moyens pour chauffer le fil dans une partie de ladite trajectoire précédant ledit angle aigu,
et des moyens pour étirer le fil chaud d'une quantité déterminée avant qu'il passe sur ladite arête. L'appareil faisant l'objet de la pré sente invention est un appareil tel que défini ci- dessus et qui est, en outre,
caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de guidage du fil sur ladite arête comprenant un rouleau non chauffé placé immédiatement après ladite lame et sur lequel le fil est susceptible de glisser, de manière à se refroidir immédiatement après son passage sur la lame.
Le dessin annexé représente, schématiquement et à titre d'exemple, trois formes d'exécution de l'appa reil objet de l'invention.
La fia. 1 est une vue en élévation latérale de la première forme d'exécution.
La fia. 2 est une vue à plus grande échelle d'une partie représentée à la fia. 1.
La fia. 3 est une vue partielle en élévation fron- tale correspondant à la fia. 1.
La fia. 4 est une vue partielle de la seconde forme d'exécution.
La fia. 5 est une vue partielle en élévation laté rale de la troisième forme d'exécution.
La première forme d'exécution représentée aux fia. 1 à 3 comprend un support 10 portant une bobine 12 qui contient une réserve 14 de fil. Le fil 16 est tiré de la bobine 12 par une extrémité de celle-ci et passe à travers un guide-fil 17 disposé sur le prolongement de l'axe longitudinal de la bobine ;
le fil 16 passe ensuite dans une section d'un dispo- sitif double 18 d'avance du fil.
Le dispositif 18 d'avance du fil comprend deux rouleaux 19 .et 20 ; le rouleau 19 comprend une pre mière partie 21 et une seconde partie 22 ayant des diamètres différents ; le rouleau 20 comporte une première partie 23 et une deuxième partie 24 qui correspond respectivement aux parties 21 et 22 du rouleau 19.
Les parties 21 et 22 du rouleau 19, de même que les parties 23, 24 du rouleau 20, sont, de préférence, formées séparément; cependant, les rou leaux 19 et 20 peuvent être d'une seule pièce. On peut aussi utiliser deux dispositifs simples d'avance du fil, comme on le verra ultérieurement, à la place d'un seul dispositif double d'avance du fil.
On fait passer le fil 16 autour des parties 21, 23 des rouleaux 19, 20 en lui faisant faire un nombre de tours suffisant pour établir un contact par frottement capable d'empêcher un glissement appréciable du fil; celui-ci progresse ensuite jusqu'à un dispositif de chauffage 26 qui comprend une plaque 28 courbe présentant un rayon de courbure d'environ 2,4m, de manière à assurer un contact entre cette plaque et le fil 16.
La plaque 28 est chauffée par une résis tance électrique intérieure qui est alimentée en cou rant électrique par des conducteurs 30 et 32 ; on utilise d'autre part un dispositif, non représenté, qui permet de faire pivoter le dispositif 26 de chauffage du fil à partir de sa position de fonctionnement quand on ne veut pas chauffer le fil à cet endroit.
A partir du dispositif de chauffage 26, le fil 16 passe sur un second dispositif 33 d'avance du fil ; ce dispositif 33 comprend deux rouleaux 34 et 36. Un dispositif de chauffage permet de chauffer au moins une partie annulaire de la surface périphéri que du rouleau 34 ;
ce dispositif de chauffage peut comprendre un anneau conducteur fixe disposé à l'intérieur du rouleau 34, tout près de la face inté rieure de celui-ci. Deux conducteurs 37 et 38 four nissent le courant audit anneau.
Un rouleau 39 est disposé tout près de la partie annulaire chauffée de la surface périphérique du rouleau 34; ce rouleau 39 comporte de préférence une surface périphérique métallique et lisse ; une lame 40, présentant une arête aiguë 41, s'étend dans l'intervalle compris entre les rouleaux 34 et 39. Après avoir fait plusieurs tours sur les rouleaux 34 et 36, le fil 16 est tiré à partir du rouleau 34 jusque sur le rouleau 39 en suivant un trajet à angle aigu (fig. 2) autour de l'arête 41 qui occupe le sommet de cet angle.
La lame 40 est maintenue en position par un support 42 qui, de préférence, est constitué en un métal conducteur de la chaleur et possède une masse relativement grande par comparaison avec celle de la lame 40, de manière que celle-ci soit maintenue à une température relativement faible par rapport à celle du rouleau 34.
On peut utiliser un dispositif non représenté pour faire pivoter le sup port 42 et la lame 40 à partir de leur position de fonctionnement, quand on veut mettre le fil en place.
A partir du rouleau 39, le fil 16 passe sur un rouleau de graissage 43 et arrive dans la seconde section du dispositif 18 d'avance ; il fait ainsi plu sieurs tours sur les parties 22, 24 des rouleaux 19, 20.
Le rôle du rouleau de graissage 43 est d'apph- quer un lubrifiant sur le fil, de manière qu'on puisse tricoter celui-ci directement à partir du bobinage sur lequel il est recueilli. Le fil quittant le rouleau 20 passe autour d'une poulie de guidage 44, puis à tra- vers un guide 46, pour arriver à un dispositif récep- teur 48 du type connu comprenant un anneau et un curseur.
Il est généralement désirable d'introduire une légère torsion dans le fil à cet endroit, de sorte qu'un tel dispositif à anneau et à curseur est avanta geux. Toutefois, si on ne désire pas introduire cette torsion, on peut naturellement employer un autre dispositif récepteur.
Un dispositif d'entraînement (non représenté) permet d'entraîner au moins un rouleau de chacun des dispositifs 18 et 33 d'avance du fil ; on peut entraîner les deux rouleaux de chaque dispositif d'avance de manière qu'ils présentent la même vitesse périphérique.
Cependant, il est normalement avantageux de n'entraîner que le plus grand des deux rouleaux dans chacun des dispositifs d'avance et de laisser tourner librement le plus petit. Le synchro nisme des dispositifs 18 et 33 d'avance du fil doit être constant, de manière que le degré d'allongement ou de contraction subi par le fil en passant d'un dispositif à l'autre soit sensiblement constant. Cha que dispositif d'entraînement peut comprendre, si on le désire,
un changement de vitesse pour modifier la vitesse relative de rotation des rouleaux dans les deux dispositifs d'avance du fil ; cependant, ce chan gement de vitesse n'est pas normalement nécessaire, puisqu'il est facile de réaliser des vitesses relatives variées d'avance du fil en remplaçant les rouleaux des deux dispositifs d'avance par d'autres rouleaux de différents diamètres.
Normalement, la vitesse de rotation et les diamètres des rouleaux doivent être tels que le fil soit allongé, en passant de la première section du dispositif d'avance 18 au dispositif d'avan ce 33, et qu'il puisse se contracter, ou tout au moins ne soit pas allongé, en passant du dispositif d'avance 33 à la seconde section du dispositif d'avance 18.
Un dispositif d'entraînement non représenté est également utilisé pour le rouleau 39, de manière à entraîner ce rouleau avec une vitesse périphérique inférieure, supérieure ou égale à la vitesse périphéri que du rouleau 34 ; non seulement le rouleau 39 sert à guider le fil dans sa trajectoire à angle aigu autour de l'arête 41 de la lame 40, mais il sert à refroidir le fil immédiatement après son contact avec l'arête 41. D'autre part, il peut aussi contribuer à commander la tension du fil, au passage de celui-ci autour de l'arête 41 de la lame 40.
Si le rouleau 39 est entraîné de manière que sa vitesse superficielle soit exactement égale à celle du rouleau 34, la ten sion du fil passant autour de l'arête 41 est détermi née principalement par la tendance du fil à se con tracter après avoir été libéré de la forte tension qui a servi à l'allongement ; cependant, en entraînant le rouleau 39 de manière que sa vitesse périphérique dépasse celle du rouleau 34, on peut augmenter la tension du fil passant sur l'arête 41 ; en entraînant le rouleau 39 de manière que sa vitesse périphérique soit inférieure à celle du rouleau 34, on peut au con traire diminuer la tension du fil.
La vitesse périphé rique relative de la partie 22 du rouleau 19 et du cylindre 34 exerce aussi un effet sur la tension du fil passant sur l'arête de la lame, puisque la relation- entre ces deux vitesses détermine le degré suivant lequel le fil peut se contracter en passant du dispo sitif d'avance 33 à la seconde section du dispositif d'avance 18, et la force <I>avec</I> laquelle le fil tend à se contracter diminue quand le degré de la contrac tion permise augmente.
On voit, par conséquent, que la tension du fil passant autour de l'arête de la lame peut être modifiée : 1) en faisant varier la vitesse périphérique du rouleau 39 par rapport à la vitesse périphérique du rouleau 34 ; 2) en faisant varier la vitesse périphérique de la partie 22 du rouleau 19 par rapport à la vitesse périphérique du rouleau 34 ; 3) en faisant varier les caractéristiques de frottement de la surface du rouleau 39.
Pour faire fonctionner l'appareil, on monte le fil à partir de la- bobine 12, comme on l'a expliqué pré cédemment. Si on désire que le fil soit à une tempé rature élevée au moment où il passe autour de l'arête de la lame 40, on porte à la température voulue le dispositif de chauffage intérieur au cylindre 34, en faisant passer un courant à travers les conducteurs 37 et 38 ;
si la température à laquelle le fil doit passer autour de l'arête 41 est approximativement la même que celle à laquelle il doit être allongé à chaud, on peut ne pas alimenter le dispositif de chauffage 26 et le retirer de sa position de fonction nement. Dans ces conditions, l'allongement du fil se produit principalement à l'endroit où le fil vient en contact avec la surface du rouleau 34.
Si on désire que le fil soit allongé d'un pourcentage supé rieur de quelques unités pour cent, on peut utiliser des rouleaux 34, 36 dont les surfaces, périphériques présentent une conicité correspondante et on peut réaliser une partie ou la totalité de l'allongement du fil pendant que celui-ci .effectue plusieurs tours sur ces deux rouleaux.
Si on veut que le fil passe à froid autour de l'arête 41 de la lame 40, il ne faut pas alimenter le dispositif de chauffage intérieur au cylindre 34 et on porte alors le dispositif de chauf fage 26 à la température de fonctionnement désirée en faisant passer un courant électrique à travers les conducteurs 30 et 32.
Quand le ou les dispositifs de chauffage du fil se .trouvent à une température appropriée, on fait fonctionner l'appareil qui ne demande plus aucune surveillance, sauf au moment où un fil se casse et quand la réserve de fil 14 sur la bobine 12 est sur le point de s'épuiser.
On n'a représenté qu'une seule position de l'ap pareil, mais il est évident que l'appareil est conçu de manière qu'un bâti unique puisse lui donner plu sieurs positions; en réalité, il est facile de fabriquer un appareil à positions multiples en modifiant un métier ordinaire à retordre, tel que celui fabriqué par la société Universal Winding Company et dési gné par l'appellation Tordoir Atwood Modèle 10B .
Pour effectuer une telle modification, il suffit d'ajouter au métier, pour chaque position, les deux dispositifs d'avance du fil, le dispositif dé support de la lame, le rouleau 39 et les différents dispositifs de chauffage du fil.
La seconde forme d'exécution représentée à la fig. 4 diffère de la première en ce que le fil se rapproche et s'éloigne toujours de l'arête de la lame suivant un certain angle dans un plan parallèle à l'arête. Ceci est avantageux dans certains cas, comme on l'expliquera plus loin.
Dans cette forme d'exécu tion, un fil 16' progresse à partir d'un rouleau 34', correspondant au rouleau 34 du dispositif d'avance 33 de l'appareil des fig. 1 à 3, en suivant un trajet à angle aigu autour de l'arête d'une lame 40'.
Le fil s'enroule ensuite ;partiellement autour d'un rou leau 39' qui correspond au rouleau 39 de l'appareil des fig. 1 à 3 et qui remplit les mêmes fonctions. Bien que l'axe de rotation du rouleau 34', l'axe lon gitudinal de l'arête de la lame 40' et l'axe de rota tion du rouleau 39' se trouvent .tous dans des plans verticaux et parallèles, l'axe longitudinal de l'arête .
de la lame 40' est incliné par rapport à l'axe de rota tion du rouleau 34' et l'axe de rotation du rouleau 39' est incliné par rapport à l'axe longitudinal de l'arête de la lame 40'. Il en résulte que le fil est guidé par les rouleaux 34', 39' de manière à se pré senter obliquement par rapport à l'arête de la lame 40', comme on le voit clairement sur la fig. 4.
On peut facilement faire varier les angles d'approche et de départ du fil; par rapport à l'arête de la lame, dans des plans parallèles à cette arête,
en modifiant l'angle d'inclinaison de l'axe longitudinal de la lame 40' par rapport à l'axe de rotation du rouleau 34' et en changeant d'autre part l'angle d'inclinaison de l'axe de rotation du rouleau 39' par rapport à l'axe longitudinal de l'arête de la lame 40'. Un guide-fil 50 permet de faire passer le fil 16' dans un plan ver tical jusqu'à l'organe suivant de l'appareil.
La troisième forme d'exécution représentée sur la fig. 5 présente dans certains cas un. avantage sur les précédentes du fait qu'elle permet de présenter plus facilement le fil obliquement à l'arête de la lame. Dans cette forme d'exécution, un fil 16" passe sur un dispositif double 18" d:'avance du fil, qui corres pond au dispositif double d'avance 18 de l'appareil représenté sur les fig. 1 à 3.
Le fil passe ensuite sur un système de chauffage 26" et arrive sur un deuxiè me dispositif 33" d'avance du fil ; il traverse ensuite un guide 52 et arrive sur un deuxième dispositif de chauffage 54.
Ce dispositif 54 comprend une plaque d'une matière conductrice de la chaleur et compor tant une face supérieure légèrement incurvée sur laquelle le fil doit s'engager ; cette plaque est main tenue à une température élevée par un corps de chauffe quelconque.
Le dispositif de chauffage 54 correspond au dispositif de chauffage disposé à Fin térieur du cylindre 34, dans l'appareil des fig. 1 à 3, et il remplit les mêmes fonctions, avec cette diffé- rence qu'il ne peut pas servir facilement à chauffer 11e fil pour l'opération d'allongement à chaud et qu'il faut normalement employer pour cette opération le dispositif de chauffage 26".
Une lame 40" est disposée de manière que son arête s'étende à proximité d'un bord latéral du dis positif de chauffage 54 et que le fil suive, à partir de ce dispositif, une trajectoire à angle aigu autour de l'arête de la lame 40", cette arête étant placée au sommet de cet angle. Le fil 16" s'enroule ensuite partiellement sur la surface périphérique d'un rou leau 39", qui correspond au rouleau 39 de l'appareil des fig. 1 à 3 et qui remplit la même fonction que ce dernier.
Le fil 16" traverse ensuite un guide 56 et arrive sur le dispositif 18" d'avance du fil. Le fil passe alors autour d'une poulie de guidage 44" avant d'arriver à un dispositif récepteur non représenté.
Le fonctionnement de l'appareil de la fig. 5 est analogue dans son ensemble à celui de l'appareil des fig. 1 à 3 ; cependant, le dispositif de chauffage 26" est normalement utilisé pour l'opération d'allon gement à chaud, tandis que dans l'appareil des fig. 1 à 3 le dispositif de chauffage 26 n'est utilisé qu'à certains moments.
Il y a encore une autre différence entre les appareils de la fig. 5 et des fig. 1 à 3 ; en effet, l'appareil de la fig. 5 comporte un moyen sim ple pour disposer le fil obliquement par rapport à l'arête da la lame ; pour obtenir ce résultat, il suffit de placer les guide-fils 52, 56 dans des plans verti caux différents, transversaux par rapport à l'axe de rotation du rouleau 39".
On peut alors commander facilement les angles d'approche et d'éloignement du fil, par rapport à l'arête de la lame 40", dans des plans parallèles à celle-ci, en modifiant la dis tance entre les plans verticaux, qui sont transversaux par rapport à l'axe de rotation du rouleau 39" et dans lesquels se trouvent les guide-fils 52, 56.