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"Perfectionnements à l'étirage des matières thermo-plastiques
La présente invention est relative à l'étirage de matières thermo-plastiques sur les fils de bobinage.
Avec de nombreuses matières therrao-plastiques, il est une nécessité pratique, ou une convenance substantielle, de produire un rapide refroidissement de la matière étirée directement après son expulsion de la machine à étirer, de sorte que le fil recouvert peut promptement être manipulé et être enroulé sur un tambour sans déformation de la couche étirée sur l'endroit
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recouvert.
Comme exemple de matières requérant tel traitement, il y a les-polymères de l'éthylène et styrène et composés de ceux-ci avec une matière telle qu'une base. Le refroidissement est usuel lement effectué par passage du fil recouvert à l'intérieur et au travers d'un bain d'eau froide. Il a été trouvé qu'un tel procédé provoque la distorsion de la forme de la matière recou- vrante. Cela apparaît être dû à la brusque différence de tem- pérature existant entre la surface extérieure du fil et la surface intérieure du recouvrement en contact avec le fil, résultant de l'existence des différents moments d'établissement et de la contraction de la partie extérieure et intérieure.
La distorsion ainsi produite peut être cause de la séparation locale du recouvrement du fil en cet endroit aussi bien que des autres changements de la forme. Cette séparation sera particulièrement marquée là où une surépaisseur de matière recouvrante est appliquée.
Le difficulté a été tournée par l'étirage d'un recouvre- ment formé d'un certain nombre de couches concentriques, mais cela comprend le travail de la machine à étirer autant de fois qu'il y a de oouches et un changement de noyau et de filière pour chaque accroissement de diamètre si bien que la méthode devient tout-à-fait non commerciale. Des distorsions indiquées peuvent avoir comme résultat une perturbation des propriétés électriques du fil recouvert tel que la force de rupture et la caractéristique d'impédance.
Suivant l'invention, ces défauts sont supprimés en exécutant le refroidissement graduellement en passant le fil et son recouvrement étiré au travers d'un ou de plusieurs bains, qui décroissent en température d'une haute valeur pro- che du point de la première entrée jusqu'au minimum requis.
Par exemple la température au point de la première entrée peut être seulement un peu en-dessous de la température d'étira-
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ge et la température finale peut être à la température du local ou seulement un peu au-dessus de celle-ci.
Dans le cas d'étirage d'éthylène polymérisé un rang de température convenable serait de 90 C à 15 C. Par ce moyen de refroidissement graduel, toutes les influences violentes dues aux différences de température dans la matière et le dépôt et la contraction se maintiennent à une valeur légère et substantiellement uniforme sur toute la manière. En conséquen- ce, la production de vide par séparation;de matière de la sur- face du conducteur est prévenue.
Cette gradation de température peut être obtenue ou d'une manière saccadée ou par changement gradué de température du commencement à la fin.
L'invention sera décrite plus loin à l'aide de quelques dessins shhématiques qui illustrent à titre d'exemples l'ap- pareillage nécessaire pour appliquer l'invention.
Figure 1 est une élévation latérale, partiellement coupée d'une forme d'appareil dans lesquels le refroidissement de la matière étirée est gradué par paliers.
Figure 2 est une élévation latérale d'un appareil con- venant pour le refroidissement d'une manière continue.
Figures 4 et 5 sont des vues perspectives de détails montrés avec brisures, avec dessins sur une grande échelle.
L'invention a été développée en connexion avec l'isole- ment de conducteurs électriques par l'étirage d'une matière thermoplastique sur un fil et dans les figures le numéro 2 représenté un fil nu et le numéro 3 un fil qui a été recouvert de matière isolante thermoplastique par une méthode d'étirage.
En se référant en premier lieu à la figure 1 des dessins, le fil nu 2 passe horizontalement au travers d'une machine d'étirage 1 et pendant ce temps, il a été recouvert par la matière étirée.
Etant donné le réchauffement initial et provenant du
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travail de la machine d'étirage, il sort de celle-ci dans une condition de réchauffement. Pour rendre le fil 3 apte à être à nouveau manipulé, il est rafraich@ graduellement par passage dans une série d'échelons ou ét@@ages. A cet effet, le fil recouvert est passé au travers de trois passages 4, 5 et 6 chacun d'eux oontenant de l'eau freiche maintenue à une tempé- rature constante, la valeur de la température d'un dispositif de refroidissement étant différente des autres.
Le fil recouvert passe premièrement dans l'eau froide contenue dans le passage 4 et de celui-ci le fil passe dans l'eau froide du passage 5 et finalement dans l'eau du passage 6. La température de l'eau dans le passage 4 a la plus haute valeur. et est seulement à une faible température que la matiè- re thermoplastique quitte la machine d'étirage 1.
La température de l'eau froide dans le dernier passage 6 de la série a une valeur faible aux environs de la températur ambiante et l'eau du passage intermédiaire 5 est maintenue à une température moyenne entre la température de 4 et de 6.
Après que le fil recouvert 3 est passé dans l'eau des trois passages, il est roulé sur un tambour 7 et peut alors être roulé et froissé sur un dévidoir ou autre comme il peut être exigé, la matière thermoplastique ayant été à cet étage suf- fisamment refroidie et durcie pour être apte à être manipulée sans dommages.,'
Joignant le bout de chaque passage, il est prévu un tuyau supplémentaire 14 pour eau froide. La température de cette eau est la même pour chacun des passages et est à la température du local.
Le passage 4 est muni d'une colonne chauf- fante 8 et le passage 5 d'une oolonne chauffante 9 et les températures dans les deux passages sont maintenues aux valeurs désirées en contrôlant le volume de vapeur passant par unité de temps dans les col@@es par des valves régulatrices 10 et 11.
L'eau froide est fournie continuellement à chaque passage et le @
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surplus d'eau coule à chaque bout dans un réservoir 12 qui conduit l'eau au tuyau 13 pour être déversée.
Les trois passages sont arrangés l'un derrière l'autre et le niveau de l'eau froide dans chaque passage est tel que le fil recouvert 3 est immergé quand il passe au travers des passages. Le niveau de l'eau dans chaque passage est maintenu constant et l'eau se déversant des passages coule dans les @ réservoirs 12 prévus à chaque bout de chaque passage*
En figure 4, le numéro 15 indique le barrage de bout d'un passage. Il est échancré en 16 au milieu de la largeur du passage.
L'éohanorure est ouverte à sa partie supérieure et chaque portion supérieure a ses cotés rectilignes. A soif bout infé- rieur, l'échancrure se termine dans une portion bulbeuse 17 au travers duquel le fil recouvert 3 passe aisément. Une échancrure similaire est prévue à chaque bout de chaque passage.
L'eau en surplus, comme dit ci-dessus, coule hors des passages 4, 5 et 6 dans les réservoirs 12. Les derniers sont placés sous les portions bulbeuses 17 des échancrures comme indiqué en figure 1, ainsi le fil recouvert 3 passe dans les passages respectifs au-dessus des sommets des réservoirs 12 et non au travers. La partie restante du bout du passage montrée en figure 4 sera décrite en figures 2 et 3. Le fil recouvert 3 passe dans une ouverture horizontale de la machine à étirer 1 au tambour 7 qui est monté à une hauteur convenable au bout, le passage et le tambour étent arrangés de telle sorte que le fil recouvert ne prend pas contact avec le passage au travers duquel il passe.
Cela est particulièrement désirable pendant les premiers moments de refroidissement quand la matière thermo- plastique est comparativement douce*
Les passages peuvent être faits relativement' longs et étroite, celui de tête 6 étant quelque peu plus long que les deux autres qui peuvent être de la même longueur.
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Les trois passages et leurs réservoirs de décharge peuvent être construits suivant la structure désirée.
En figure l, la température de l'eau froide dans les passages 4 et 5 est contr8lée par admission continuelle d'@@@ froide à ces passages et en maintenant et par admission de différentes quantités de vapeur par unité de temps à la même tempéretu- re/et pression aux serpentins disposés dans les passages*
Figure 2 illustre une variante pour maintenir la température à la valeur constante demandé.
L'eau chaude est fournie au passage 4, par exemple de la figure 1, d'un bouilleur 18 par une pompe 19 qui délivre l'eau à une chambre de mélange 20 à laquelle ensuite est ainsi fournie de l'eau froide au travers d'un tuyau 21 et une valve 22.
La température de l'eau dans le bouilleur est maintenue à une valeur constante par un réchauffeur immergé à contrôle thermostatique 23. La valve 22 est contrôlée par un thermo couple 24 monté dans le passage. Le réchauffeur @mmergé à oontr8le thermostatique 23 contrôle la température de l'eau délivrée à la chambre de mélange 20 et la température de l'eau délivrée au passage est contrôlée par un thermo-couple 24 qui opère par ouverture ou fermeture de la valve 22 suivant l'effet produit sur la température de l'eau par le fil recouvert 3 passant autravers de l'eau. Une substantielle et constante fourniture d'eau chauffée est délivrée au passage, l'excès s'éooulant par des barrages prévus à chaque bout du passage.
Le majeure portion de cette eau retourne par gravité au travers des tuyaux 25 au bouilleur 18 dans lequel de l'eau additionnelle a été introduite par une valve. 22, une quantité équivalente coulera en-dehors tu bout du passage dans un tuyau 26.
Les arrangements du barrage sont montrés en figure 4. le côté 27 du passage étant continué en forme de chambre 28 qui reçoit l'excès d'eau du passage et la retourne eu travers de tuyaux 25 à un bouilleur 23 comme susdit. Les chambres 28 ayant
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des faces 29 pourvues d'ouvertures 30 en forme dtU ouverts par dessus et en ligne avec les échanorures 16 et prévues pour une ample aisance du fil recouvert 3.
Dans la figure 3, le refroidissement du. fil recouvert 3 est pratiqué d'une manière continue et emploie un seul passage 31.
Le fil recouvert voyage dans un chemin sensiblement horizontal de la machine d'étirage 1 au tambour dtenroulement 7, allant, par ce chemin, au tambour, au travers du passage 31. Le fil entre dans le passage par la gauche et émerge à droite et l'eau est maintenue à différentes températures de telle sorte qu'au bout de gauche elle est plus chaude qu'au bout de droite. L'eau est maintenue à une température constante dans le passage et l'eau froide à la température du local est admise au travers du tuyau 14 joignant le bout de droite du passage et coule devant le bout de gauche du passage. Joignant le fond du passage 31 un tube 32 est placé pouvant admettre la vapeur à sa gauche au travers d'un tube 33, la vapeur sortant au travers d'une sortie de tuyau 34.
Le tube s'étend sur une certaine longueur le long du passage devant son bout à eau froide, c'est-à-dire levant le bout auquel l' eau froide est admise au travers le tuyau 14. Comme l'eau froide ooule partir du bout de sortie du passage vers le bout d'entrée, elle est continuellement réchauffée par la valeur admise par le tube 32 et la température de l'eau augmente progressivement quand elle coule d'un bout à l'autre du passage. Le passage 31 à son entrée de gauche, c'est-à-dire le bout auquel entre le fil recouvert 3 dans le passage, est construit comme montré en figure 4, la charnu bre 28 ayant un tuyau 35 conduisant à la vidange.
L'écoulement de l'eau fraîche de la sortie à l'entrée du passage 31 est effectué en disposant le passage horizontalement et en prévoyant au bout déentrée de l'échanonre 16 se terminant à son bout inférieur dans la portion bulbeuse 17 comme montré en figure 4, et il est prévu une cloison de bout au bout d'entrée du passage de moindre épaisseur qu'à l'opposé au bout de sortie du passage, l'excès
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d'eau étant déchargé continuellement au travers l'échancrure 16.
Le passage 31 a une longueur importante et il est arran- gé avec le tambour 7 ainsi qu'avec la machine d'étirage 1 de telle manière que le fil recouvert 3 passe dans un chemin hori- zontal de la machine au tambour 7. Dans sa traversée au tra- vers de l'eau fraiohe, le fil ne doit pas touoher le passage sauf à l'endroit où il sort du passage. A cet endroit, le fil recouvert a été refroidi d'une¯quantité suffisante pour permet- tre le froissement de la matière reoouvrante contre la feuille caoutchoutée 36 (voir figure 5) ayant un trou central au tra- vers duquel passe le fil dans son voyage vers le tambour 7.
La feuille de caoutchouc est fixée à la paroi de bout 37 par un plat en orampon 38 et boulon 39, le plat 38 ayant un trou 40 pour permettre au fil recouvert de passer au travers avec facilité, la feuille de caoutchouc ayant un effet de couverture pour le trou 40.
Dans l'arrangement montré en figure 3, il sera entendu que la température de l'eau du passage 31 est plus élevée au bout auquel le fil entre dans l'eau et graduellement décroît vers le bout opposé du passage et aussi que la matière thermo- plastique est refroidie graduellement en passant au travers de l'eau d'un bout du passage à l'autre.
Il sera aussi entendu que la conduite du tambour 7 sera en relation avec la vitesse à laquelle le fil recouvert quitte la maohine d'étirage 1.
Le réchauffage du passage ou des passages par l'emploi de vapeur est une méthode convenable là où l'emploi de la vapeur est profitable, mais d'autres méthodes de réchauffage que l'on peut désirer employer, le réchauffage électrique,par exemple, étant employé. De plus, la méthode de refroidissement contins, décrite en référence à la figure 3 peut varier dans les moyens pour obtenir un éooulement d'eau froide de la sortie à m'entrée du passage. Ce résultat, par exemple, peut être obtenu
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en inclinant le passage à un angle approprié, l'eau s'écoulant au bout chaud du passage comme décrit ci-dessus.
En effectuant le refroidissement de la matière thermoplastique par l'appareil montré en figure 1, le refroidissement est effectué par étages et continuellement par l'appareil montré en figure 3. Dans les deux cas, le refroidissement de la matière se fait graduellement, remédiant de ce fait aux difficultés indiquées ci-dessus causées par le refroidissement brusque de la matière quand elle quitte la machine d'étirage.
La longueur de l'espace de refroidissement demandéepar la mthode perfectionnée est très peu différente de cette demandée par la méthode actuelle employant de l'eau froide d'un bout à l'autre.
Dans cette description, le moyen de refroidissement se réfère au mot "eau" parce qu'il apparaît que l'eau est généralement le moyen le plus convenable à l'emploi; il n'est cependant pas exclu d'après l'invention que l'on puisse employer un autre liquide ou fluide pour le refroidissement.