Appareil pour friser un fil thermoplastique La présente invention a pour objet un appareil pour friser un fil thermoplastique.
On sait que, en faisant passer un fil thermo plastique sous tension et à chaud le long d'un trajet linéaire comportant une partie à angle aigu, on con fère au fil une tendance permanente à s'enrouler sur lui-même. On connait déjà un appareil permettant d'effectuer un tel traitement. Cet appareil comporte une lame sur laquelle passe le fil, et dont une arête définit la partie à angle aigu du trajet du fil. Le fil est chauffé soit par la lame elle-même, soit par un dispositif de chauffage placé tout près de l'arête de la lame.
On considérait jusqu'ici généralement comme dé sirable -de maintenir la température du fil aussi cons tante que possible pendant son passage sur la partie anguleuse de son trajet, ou même d'augmenter sa température pendant ce passage.
Il est clair que, dans l'appareil connu, la tempé rature du côté du fil adjacent à l'arête est légèrement supérieure à celle du côté du fil éloigné de la lame, à cause de la faible conductibilité thermique du fil ; même lorsque le fil est chauffé avant de passer sur la lame, une partie du fil adjacente au tranchant se trouve sans aucun doute à une température légère ment supérieure à celle de l'autre côté du fil. On n'a pas jusqu'ici accordé une attention suffisante à ce gradient de température au travers du fil.
L'appareil faisant l'objet de l'invention est conçu de manière à s'opposer à ce gradient de tempéra ture, et il permet de produire un fil possédant une plus grande élasticité que les fils obtenus jusqu'à présent. Cet appareil comprend un dispositif- de chauffage du fil, une lame dont une arête est placée à proximité dudit dispositif, et un moyen pour tirer le fil sous tension et pour lui faire suivre un trajet le long duquel il est chauffé par ledit dispositif de chauffage, puis passe par-dessus ladite arête. II est caractérisé par un organe de refroidissement de la lame.
Des formes d'exécution préférées de l'appareil selon l'invention comportent un dispositif de main tien de la lame dans une position fixe par rapport au dispositif de chauffage du fil, et constituant égale ment l'organe de refroidissement de la lame. A cet effet, ce dispositif est en une matière possédant une conductibilité thermique relativement élevée et la lame est poussée fortement contre lui, de manière à perdre de la chaleur par conduction.
Le dispositif mentionné de maintien de la lame constitue un moyen exceptionnellement avantageux pour maintenir la lame à une basse température, de manière qu'elle exerce un effet de refroidissement sur le fil, pendant que celui-ci passe dans la partie anguleuse de son trajet. Il est d'une conception sim ple, ne possède aucune partie mobile et n'exige pas une circulation forcée d'un fluide de refroidissement.
Un système de circulation forcée servant à refroidir la lame doit comprendre au moins un moteur, une pompe et des conduits pour diriger le fluide; on voit donc que les dispositifs n'exigeant pas un tel sys tème sont extrêmement avantageux.
Un autre avantage de ce dispositif de maintien de lame réside dans le fait qu'aucun isolant n'est nécessaire pour maintenir la lame à une tempéra ture relativement basse. L'emploi d'un isolant calo rifique, non seulement produit un retard considérable dans l'établissement de la température caractéristi que de fonctionnement de la lame, mais exige aussi qu'on éloigne la lame du dispositif de chauffage du fil davantage qu'il n'est généralement désirable. Avec le dispositif de maintien de lame préféré, la lame atteint rapidement sa température caractéristique de fonctionnement et peut être disposée extrêmement près du dispositif de chauffage du fil, si on le désire.
Le dispositif de maintien de lame possède encore un autre avantage: il permet en effet de maintenir sensiblement à la même température les lames de plusieurs appareils pour friser des fils, de manière que les différents fils produits par ces appareils soient d'une qualité uniforme et puissent être combi nés pour former une pièce d'étoffe unique.
Si l'or gane de refroidissement aboutit à porter la lame d'un appareil d'élastification à une température sen siblement différente de la lame d'un autre appareil, les fils produits par les deux appareils peuvent ne pas avoir la même qualité. Si l'on combine ces deux fils pour former une étoffe, la différence de leurs qualités apparaît fréquemment et l'étoffe ne présente pas une apparence uniforme.
Avec le dispositif pré féré de maintien de lame, la quantité de chaleur reçue par la lame, dans des conditions données, est sensi blement constante d'un appareil à l'autre à cause de l'emplacement précis de la lame par rapport à l'élé ment de chauffage; la quantité de chaleur retirée de la lame dans les mêmes conditions est aussi sensi blement constante ; il en résulte que toutes les lames se trouvent à peu près à la même température et qu'on obtient ainsi des fils d'une qualité uniforme.
Un autre avantage du dispositif de maintien de lame réside dans le fait qu'il constitue un moyen simple et efficace pour refroidir rapidement le fil après qu'il est passé dans la partie anguleuse de son trajet. Avec ce dispositif de maintien de lame, il est possible de faire passer le fil en contact avec une face de la lame, immédiatement après qu'il est passé sur le tranchant, et puisque la lame se trouve à une température relativement basse, il en résulte que le fil est refroidi très rapidement.
On décrit ci-après, à titre d'exemple et en réfé rence au dessin annexé, une forme d'exécution pré férée de l'appareil faisant l'objet de l'invention, et une variante.
La fig. 1 est une vue schématique en perspective de ladite forme d'exécution.
La fig. 2 est une vue en plan avant d'un détail de la fig. 1.
La fig. 3 est une coupe suivant la ligne III-III de la fig. 2.
La fi-. 4 est une vue en plan avant d'une va riante du détail représenté à la fia. 2.
La fig. 5 est une vue en plan arrière du détail représenté à la fi-. 4.
La fig. 6 est une coupe suivant la ligne VI-VI de la fig. 4. L'appareil représenté aux fia. 1 à 3 comprend un bobinage 10 d'alimentation en fil, qui est monté sur un bâti non représenté. Un fil 12 venant du bobinage d'alimentation 10 passe à travers un guide 14 et un dispositif régulateur de tension 16. Ce dis positif 16 sert à supprimer les fluctuations de ten sion du fil et à le tendre davantage ; le guide 14 permet de retirer le fil du bobinage par une extré mité de celui-ci.
Après le régulateur de tension 16, le fil passe en contact avec un dispositif de chauffage 18 cons titué par une plaque longue et relativement étroite en acier inoxydable. La plaque de chauffage 18 com prend une face arrière 20, deux bords opposés 22, 24, et une face supérieure 26 de contact avec le fil, qui est convexe et possède un rayon de courbure compris entre 10 cm et 25 cm, de manière à assu rer un contact continu du fil. La plaque de chauf fage 18 doit avoir une largeur suffisante pour que le fil passant sur elle soit chauffé à la température désirée ; elle est aussi mince que le permettent la résistance et la rigidité nécessaires.
Cette plaque 18 est chauffée au moyen d'un courant électrique ; elle est connectée à cet effet par deux conducteurs élec triques 28 et 30 à un transformateur réglable 32, qui est alimenté en énergie électrique par une source (non représentée) et par l'intermédiaire de conduc teurs 34 et 36.
Après être passé sur la face 26 de la plaque de chauffage 18, le fil 12 passe autour de l'arête d'une lame 38 portée par un dispositif de maintien 40 que l'on décrira en détail plus loin. Le fil vient en suite en contact avec la face inférieure de la lame 38 et arrive sur un galet de guidage 42. De là, il se dirige vers un dispositif d'avancement du fil 44, comprenant une paire de poulies ou cabestans en traînés 46 et 48. Le fil passe une ou plusieurs fois autour des poulies 46 et 48, puis sur une poulie folle 50, et de là traverse un guide 52, pour arriver enfin à un dispositif 54 de recueil du fil, du type à anneau et broche. Le fil est recueilli par ce dispo sitif 54 sous la forme d'un bobinage ordinaire.
Le dispositif 40 de maintien de lame comprend un organe allongé d'agrafage 56 en acier à ressort, qui s'étend en travers de la face arrière 20 de la pla que de chauffage 18. Les extrémités de l'organe d'agrafage 56 comportent chacune une échancrure donnant naissance, aux coins de l'organe 56,à des pattes 58, 60, 62 et 64 ; ces pattes ont une forme telle qu'elles s'engagent sur les bords opposés 22, 24 de la plaque de chauffage 18 et qu'elles position nent ainsi avec précision l'organe d'agrafage 56 par rapport à l'élément de chauffage. Une plaque allon gée de dissipation de chaleur 66 est fixée près de l'une de ses extrémités, par des vis 68, sur une face de l'organe d'agrafage 56.
Une partie de la plaque 66 est formée en un creux 72 immédiatement en dessous d'un bord de la plaque de chauffage 18. La profondeur de ce creux est telle que la surface supé rieure de la plaque 66, à l'intérieur du creux 72, est déportée au-delà du plan de la surface inférieure de l'extrémité fixée de cette plaque. La lame 38 est logée dans ce creux 72.
L'extrémité non supportée de la plaque 66 est en forme de fourche de manière à former deux ailettes 74, 76, séparées par une fente 78 ouverte à une ex trémité ; cette fente est parallèle à un côté de la plaque. La fente 78 doit avoir une largeur suffisante pour recevoir facilement un fil à traiter ; d'autre part, elle doit avoir une longueur au moins suffi sante pour traverser le creux 72, et cela pour des raisons que l'on exposera plus loin.. Les ailettes 74 et 76 font saillie vers l'extérieur à partir du dessous de la plaque de chauffage 18 ; elles constituent des ailettes de refroidissement par convection, servant à dissiper la chaleur en dehors de la plaque tout en tière.
La surface totale et la masse de la plaque 66 sont, de préférence, grandes par rapport à celles de la lame 38, de façon que la plaque assure une dissi pation effective de la chaleur. La masse de la plaque 66 doit être généralement égale, par exemple, à au moins quatre à dix fois celle de la lame, et sa surface totale doit être généralement au moins égale à une valeur comprise entre deux et cinq fois celle de la lame. La plaque 66 est formée de préférence d'une matière possédant une conductibilité thermique rela tivement élevée, supérieure, par exemple, à 0,1 et de préférence à 0,3 calorie par seconde et par degré centigrade, de manière que le gradient de tempéra ture dans cette plaque soit très faible et que la cha leur en soit rapidement évacuée.
Les matières pré férées, compte tenu du prix, pour former la plaque 66, sont l'aluminium, le cuivre, ou des alliages de l'un et l'autre de ces métaux, en raison de la conduc- tibilité thermique élevée de ceux-ci. La distance sur laquelle les ailettes 74 et 76 s'étendent à partir du dessous de la plaque de chauffage dépend d'un cer tain nombre de facteurs, en particulier de la surface totale de la plaque 66 et de la quantité de chaleur qui doit être dissipée ; cependant, une distance com prise entre 6 mm et 24 mm est généralement suffi sante.
La lame 38, en acier à ressort au carbone, dit acier bleu , ou en acier inoxydable, est disposée en dessous des pattes 62 et 64 et repose à l'intérieur du creux 72. L'organe d'agrafage 56 est façonné de manière que les pattes 62, 64 pénètrent dans le creux 72 et s'appuient fortement contre le fond de celui- ci, comme on le voit sur le dessin, à moins qu'elles n'en soient empêchées par la présence d'une lame.
On voit, par conséquent, que, quand une lame est placée dans le creux 72, elle est pressée entre les pattes 62, 64 et la plaque 66,à cause de la nature élastique de l'organe d'agrafage 56, et elle est séparée de l'élément de chauffage par une distance fixe, qui est déterminée par l'épaisseur des pattes 62, 64. L'épaisseur minimum des pattes 62, 64, à leur point de contact avec la lame 38, est déterminée unique ment par la nécessité de donner à ces pattes une résistance suffisante pour remplir leur fonction. En règle générale, l'épaisseur des pattes 62, 64, à leur point de contact avec la face supérieure de la lame, ne doit pas dépasser 200 à 500 fois le dia mètre du fil à traiter et de préférence 25 à 50 fois ce diamètre.
L'angle de la lame 38, par rapport à une ligne tangente à la surface d'engagement du fil, de l'élé ment de chauffage, près du bord inférieur de celui- ci (en regardant le dessin), est déterminé par l'angle que fait avec cette ligne la surface de support du creux 72. Comme la distance entre le creux 72 et le point de fixation de la plaque 66 sur l'organe d'agra fage 56 est grande, par rapport à l'épaisseur de la lame 38, cet angle ne dépend pratiquement pas de l'épaisseur de celle-ci. En outre, il peut varier de un ou deux degrés, sans qu'une modification notable se produise dans le fil obtenu. On peut, par exemple, donner à cet angle une valeur atteignant 900 ou même davantage et l'on peut aussi le réduire jusqu'à 10o, ou même en dessous.
Toutes choses égales, on peut dire, en règle générale, que plus l'angle est petit, plus le degré d'élasticité obtenu est grand ; cepen dant, quand l'angle est trop petit, on constate une plus grande difficulté pour maintenir la plaque 66 à une faible température, à cause de sa proximité de l'élément de chauffage. En général, on obtient les meilleurs résultats quand l'organe d'agrafage 56 est formé de manière que l'angle entre le plan de la lame et la ligne tangente à la surface d'engagement du fil de la plaque de chauffage ait une valeur com prise à peu près entre 200 et 40o.
La largeur de la lame ne présente pas une grande importance, pourvu qu'elle soit suffisamment étroite pour pouvoir être logée dans le creux 72, puisque sa position est déterminée par le fait que son bord d'engagement du fil bute contre le bord avant du creux 72.
La longueur -de la lame est également sans im portance, pourvu qu'elle ait une longueur suffisante pour s'étendre en travers de la fente 78 ; cependant, il est généralement avantageux d'utiliser une lame relativement longue de manière que l'on puisse, dans le cas où un point du bord d'engagement du fil est usé, déplacer la lame longitudinalement à l'intérieur du creux 72, afin de placer une nouvelle section du tranchant sur le trajet du fil.
La lame 38 doit généralement dépasser l'élément de chauffage, suffisamment pour que son bord d'en gagement du fil coupe une ligne tangente à la partie inférieure de la surface 26 d'engagement du fil. Il en résulte un trajet extrêmement satisfaisant pour le fil, puisque celui-ci reste en contact avec l'élément de chauffage jusqu'à l'extrémité de la surface d'en gagement du fil et n'est pas cependant replié à l'en droit où il quitte cette surface.
Toutefois, le tranchant de la lame ne doit pas généralement se trouver à une distance du bord de la surface d'engagement du fil 26 de l'élément de chauf fage, dépassant 300 à 600 fois le diamètre du fil ; lorsque la plaque de chauffage est très épaisse, il est généralement préférable d'accepter un léger cou- dage du fil au bord de la surface 26, afin que la limite supérieure indiquée pour cette distance ne soit pas dépassée.
On voit qu'il est facile de construire l'appareil décrit ci-dessus à partir d'un métier ordinaire à filer ou à retordre. Il suffit d'ajouter le dispositif de chauf fage comprenant la plaque de chauffage 18, le dispo sitif 40 de maintien de lame, le régulateur de tension 16 et, dans certains cas, un dispositif de guidage pour réaliser un trajet approprié du fil.
Dans le cas d'un métier à retordre, les poulies 46 et 48 peuvent constituer le dispositif habituel d'alimentation en fil ; dans le cas d'un métier à filer, le dispositif d'ali mentation peut constituer les deux poulies d'avance- ment. On voit également qu'une seule plaque de chauffage d'une longueur considérable peut servir pour plusieurs lames réparties à des intervalles cor respondant respectivement à chaque emplacement d'un métier ;
il est cependant généralement désira ble, avec une telle disposition, que la plaque de chauffage soit isolée, entre les différents emplace ments des lames, pour réduire les pertes de chaleur.
Pour utiliser l'appareil des fig. 1 à 3, on fait passer un fil venant du bobinage d'alimentation 10 à travers le régulateur de tension, on l'amène en contact avec la surface supérieure de la plaque de chauffage 18, entre les pattes 58, 60 et entre les pattes 62, 64 ; on le fait passer à travers la fente 78, sur le tranchant de la lame 38, puis en travers de la surface inférieure de la lame.
Puisque la pro fondeur du creux 72 est plus grande que l'épaisseur de la plaque 66, et puisque la fente 78 s'étend au- delà du creux de la plaque 66, le fil ne vient à aucun moment en contact avec une surface quelconque du dispositif de maintien de lame, s'il est correctement centré à l'intérieur de la fente 78 en passant autour du tranchant de la lame. On élimine ainsi la néces- sitéd'un polissage ou d'un durcissement poussé d'une surface quelconque du dispositif de maintien de lame et l'on peut maintenir la tension du fil à une valeur minimum.
Quand l'appareil a été garni correctement de fil, on porte la plaque de chauffage 18 à une tempéra ture appropriée en réglant le transformateur 32 ; même si la plaque de chauffage devient très chaude, la lame 38 est maintenue à une température relati vement faible, puisqu'elle n'est pas en contact direct avec l'élément de chauffage et qu'une grande partie de sa surface se trouve en contact avec la plaque 66.
On fait alors fonctionner le dispositif d'avance ment 44 et le dispositif de recueil 54, de manière que le fil soit tiré le long de son trajet avec une vi tesse appropriée ; il faut ensuite vérifier la tension du fil, puis régler le régulateur 16, si cela est néces saire, pour donner à la tension une valeur correcte. Les limites appropriées de fonctionnement pour la vitesse du fil, sa tension, la température de l'élément de chauffage, ainsi que les limites des autres varia bles, telles que le rayon de courbure du tranchant de la lame et le diamètre du fil, sont connues. On ne discutera pas, par conséquent, de ces limites d'une manière détaillée.
Dans la variante représentée aux fig. 4 à 6, on voit une plaque de chauffage 80, analogue à celle représentée sur les figures précédentes, et un organe d'agrafage 82 s'étendant en travers de la surface arrière de la plaque .80. L'organe 82 est muni de pattes 84, 85, 86 et 87, qui s'engagent sur les bords opposés de la plaque 80, de manière à positionner avec précision l'organe d'agrafage 82 par rapport à l'élément de chauffage.
Un organe coudé 92 de dissipation de chaleur est fixé sur l'organe d'agrafage 82 par des vis 88 et 90. Cet organe 92 est constitué par une matière possédant une conductibilité thermique relativement élevée ; il est muni de deux ailettes de refroidisse ment 94, 96, qui s'étendent à partir de l'élément de chauffage 80. Les ailettes 94 et 96 remplissent le même rôle que les ailettes 74 et 76 de la forme d'exécution décrite précédemment.
L'organe 92 de dissipation de chaleur s'étend au- delà d'un bord de la plaque de chauffage 80 ; il comporte un creux 98 tourné vers le haut, immédia tement en dessous du bord de l'élément de chauf fage, comme on le voit sur le dessin. Le creux 98 a une largeur suffisante pour maintenir une lame 100, analogue à celle décrite précédemment en se référant aux fie. 1 à 3 ; ce creux 98 fournit une sur face creuse de support recevant la lame 100.
Cette surface de support doit être parallèle au plan de la lame, quand celle-ci fait l'angle désiré avec une ligne tangente à la surface d'engagement du fil de l'élément de chauffage 80, près du bord inférieur de celui-ci ; la surface supérieure de l'organe 92 fait un angle légèrement plus faible avec ladite ligne, pour des raisons qui apparaîtront clairement un peu plus loin.
L'organe 92 de dissipation de chaleur comporte une fente 102, qui s'étend à partir du bord avant de cet organe et perpendiculairement à l'axe longitu dinal de la lame 100, à travers le creux 98, de ma nière à permettre le passage du fil autour du bord d'engagement du fil de la lame<B>100.</B> L'organe 92 comporte aussi une gorge 104 s'étendant à partir de l'intervalle entre les ailettes 94, 96 jusqu'à la fente 102. Le fond de la gorge 104 doit être paral lèle au plan de la lame 100 ; sa profondeur doit être suffisante pour qu'un fil tiré en travers de la face inférieure de la lame 100 puisse passer suivant la longueur de la gorge sans toucher les surfaces de limitation de celle-ci.
Puisque la surface de support, dans le creux 98, fait un angle avec le plan de la surface supérieure de l'organe 92, on voit que la gorge 104 peut avoir une profondeur plus faible vers l'arrière de l'organe 92 (en regardant le dessin), en réalisant ainsi une plus grande épaisseur de ma tière au-dessus de la partie arrière de la gorge et, par conséquent, une plus grande résistance. Les pattes 86 et 87 pénètrent dans le creux 98 et s'appuient normalement contre le fond de celui- ci, en l'absence d'une lame, grâce à l'élasticité de l'organe d'agrafage 82.
Quand on introduit une lame entre les pattes 86, 87 et le fond du creux 98, cette lame est poussée fortement contre l'organe de dissi pation de chaleur, tout en étant retenue à une dis tance fixe de l'élément de chauffage, cette distance étant égale à l'épaisseur des pattes 86, 87. Comme dans la forme d'exécution décrite précédemment, un alignement correct de la lame est assuré par le fait que son bord bute contre le bord avant du creux 98.
Le fonctionnement est analogue à celui de la forme d'exécution décrite précédemment. On tire un fil par-dessus l'élément de chauffage 80, entre les pattes 84, 85 et entre les pattes 86, 87 ; on le fait passer ensuite à travers la fente 102 pour l'amener en contact avec le bord d'engagement du fil de la lame 100, puis en travers de la surface inférieure de la lame, entre les ailettes 94, 96 et en même temps à l'intérieur de la gorge 104. Il n'est pas néces saire que le fil soit en contact avec une surface quel conque du dispositif de maintien de lame ; comme dans la forme d'exécution précédente, on peut faci lement déplacer la lame, de manière à en présenter une nouvelle partie au fil, sans déranger son aligne ment.
Apparatus for crimping a thermoplastic yarn The present invention relates to an apparatus for crimping a thermoplastic yarn.
It is known that by passing a thermoplastic yarn under tension and hot along a linear path having an acutely angled part, one confers on the yarn a permanent tendency to wind on itself. An apparatus is already known for carrying out such a treatment. This apparatus comprises a blade on which the wire passes, and of which an edge defines the part at acute angle of the path of the wire. The wire is heated either by the blade itself or by a heater placed close to the edge of the blade.
Hitherto it was generally considered desirable to keep the temperature of the wire as constant as possible during its passage over the angular part of its path, or even to increase its temperature during this passage.
It is clear that, in the known apparatus, the temperature on the side of the wire adjacent to the edge is slightly higher than that on the side of the wire remote from the blade, because of the low thermal conductivity of the wire; even when the wire is heated before passing over the blade, part of the wire adjacent to the cutting edge is undoubtedly at a slightly higher temperature than on the other side of the wire. Sufficient attention has not yet been paid to this temperature gradient across the wire.
The apparatus which is the object of the invention is designed in such a way as to oppose this temperature gradient, and it makes it possible to produce a yarn having a greater elasticity than the yarns obtained so far. This apparatus comprises a device for heating the wire, a blade having an edge placed near said device, and means for drawing the wire under tension and for making it follow a path along which it is heated by said heating device. , then passes over said ridge. It is characterized by a member for cooling the blade.
Preferred embodiments of the apparatus according to the invention comprise a device for holding the blade in a fixed position relative to the device for heating the wire, and also constituting the member for cooling the blade. For this purpose, this device is made of a material having a relatively high thermal conductivity and the blade is pushed strongly against it, so as to lose heat by conduction.
The aforementioned device for maintaining the blade constitutes an exceptionally advantageous means of maintaining the blade at a low temperature, so that it exerts a cooling effect on the wire, while the latter passes through the angular part of its path. It is of a simple design, has no moving parts and does not require forced circulation of a coolant.
A forced circulation system for cooling the blade must include at least a motor, a pump and ducts to direct the fluid; it can therefore be seen that the devices which do not require such a system are extremely advantageous.
Another advantage of this blade holder is that no insulation is required to keep the blade at a relatively low temperature. The use of heat insulator not only produces a considerable delay in establishing the characteristic operating temperature of the blade, but also requires that the blade be moved further away from the wire heater than it is. is generally not desirable. With the preferred blade holder, the blade quickly reaches its characteristic operating temperature and can be placed extremely close to the wire heater, if desired.
The blade holding device has yet another advantage: it makes it possible to maintain the blades of several devices for crimping threads at substantially the same temperature, so that the different threads produced by these devices are of uniform quality and can be combined to form a single piece of fabric.
If the cooling organ results in bringing the blade of one stretching device to a significantly different temperature from the blade of another device, the threads produced by the two devices may not be of the same quality. If these two yarns are combined to form a fabric, the difference in their qualities frequently occurs and the fabric does not have a uniform appearance.
With the preferred blade holder, the amount of heat received by the blade, under given conditions, is substantially constant from device to device because of the precise location of the blade relative to the blade. heating element; the quantity of heat withdrawn from the slide under the same conditions is also sensibly constant; the result is that all the blades are at approximately the same temperature and thus obtain threads of uniform quality.
Another advantage of the blade holding device lies in the fact that it constitutes a simple and effective means for rapidly cooling the wire after it has passed through the angular part of its path. With this blade holder, it is possible to pass the wire in contact with one face of the blade, immediately after it has passed over the cutting edge, and since the blade is at a relatively low temperature, it as a result, the wire is cooled very quickly.
Described below, by way of example and with reference to the appended drawing, a preferred embodiment of the apparatus forming the subject of the invention, and a variant.
Fig. 1 is a schematic perspective view of said embodiment.
Fig. 2 is a front plan view of a detail of FIG. 1.
Fig. 3 is a section taken along line III-III of FIG. 2.
The fi-. 4 is a front plan view of a variant of the detail shown in fia. 2.
Fig. 5 is a rear plan view of the detail shown in FIG. 4.
Fig. 6 is a section taken along line VI-VI of FIG. 4. The apparatus shown in fia. 1 to 3 comprises a wire feed coil 10, which is mounted on a frame not shown. A wire 12 coming from the supply winding 10 passes through a guide 14 and a voltage regulator device 16. This device 16 serves to suppress fluctuations in the tension of the wire and to tighten it further; the guide 14 allows the wire to be removed from the winding by one end thereof.
After the voltage regulator 16, the wire passes into contact with a heater 18 consisting of a long and relatively narrow plate of stainless steel. The heating plate 18 com takes a rear face 20, two opposite edges 22, 24, and an upper face 26 of contact with the wire, which is convex and has a radius of curvature of between 10 cm and 25 cm, so as to ensure continuous contact of the wire. The heating plate 18 must be of sufficient width for the wire passing over it to be heated to the desired temperature; it is as thin as the necessary strength and stiffness will allow.
This plate 18 is heated by means of an electric current; it is connected for this purpose by two electrical conductors 28 and 30 to an adjustable transformer 32, which is supplied with electrical energy by a source (not shown) and by means of conductors 34 and 36.
After passing over the face 26 of the heating plate 18, the wire 12 passes around the edge of a blade 38 carried by a holding device 40 which will be described in detail below. The wire then comes into contact with the underside of the blade 38 and arrives on a guide roller 42. From there, it goes towards a device for advancing the wire 44, comprising a pair of pulleys or trailing capstans 46 and 48. The wire passes one or more times around pulleys 46 and 48, then over an idle pulley 50, and from there passes through a guide 52, to finally arrive at a device 54 for collecting the wire, of the ring and pin type. . The wire is collected by this device 54 in the form of an ordinary coil.
The blade holder 40 comprises an elongated spring steel stapler 56 which extends across the rear face 20 of the heater plate 18. The ends of the staple member 56 include each a notch giving rise, at the corners of the member 56, to tabs 58, 60, 62 and 64; these tabs have a shape such that they engage on the opposite edges 22, 24 of the heating plate 18 and thus precisely position the stapling member 56 with respect to the heating element. An elongated heat dissipating plate 66 is secured near one of its ends, by screws 68, to one face of the stapling member 56.
A portion of the plate 66 is formed as a recess 72 immediately below an edge of the heating plate 18. The depth of this recess is such that the top surface of the plate 66, within the recess 72 , is offset beyond the plane of the lower surface of the fixed end of this plate. The blade 38 is housed in this hollow 72.
The unsupported end of the plate 66 is fork-shaped so as to form two fins 74, 76, separated by a slot 78 open at one end; this slot is parallel to one side of the plate. The slit 78 must have a sufficient width to easily receive a yarn to be treated; on the other hand, it must have a length at least sufficient to pass through the hollow 72, and this for reasons which will be explained below. The fins 74 and 76 protrude outwards from the underside of the heating plate 18; they constitute convection cooling fins, serving to dissipate heat out of the entire plate.
The total area and mass of plate 66 is preferably large compared to that of blade 38, so that the plate provides effective heat dissipation. The mass of the plate 66 should generally be equal to, for example, at least four to ten times that of the blade, and its total area should generally be at least equal to a value between two and five times that of the blade. The plate 66 is preferably formed of a material having a relatively high thermal conductivity, for example greater than 0.1 and preferably 0.3 calories per second per degree centigrade, so that the temperature gradient ture in this plate is very weak and the heat is quickly evacuated from it.
The preferred materials, considering the price, for forming the plate 66, are aluminum, copper, or alloys of either of these metals, owing to the high thermal conductivity of those -this. The distance that the fins 74 and 76 extend from the underside of the heating plate depends on a number of factors, in particular the total area of the plate 66 and the amount of heat that needs to be. dissipated; however, a distance between 6 mm and 24 mm is usually sufficient.
The blade 38, of carbon spring steel, called blue steel, or of stainless steel, is disposed below the legs 62 and 64 and rests inside the recess 72. The stapling member 56 is shaped in such a way that the tabs 62, 64 penetrate into the hollow 72 and bear strongly against the bottom thereof, as can be seen in the drawing, unless they are prevented from doing so by the presence of a blade.
It can be seen, therefore, that when a blade is placed in the recess 72, it is pressed between the tabs 62, 64 and the plate 66, due to the resilient nature of the stapling member 56, and it is separated from the heating element by a fixed distance, which is determined by the thickness of the legs 62, 64. The minimum thickness of the legs 62, 64, at their point of contact with the blade 38, is determined only by the need to give these legs sufficient strength to fulfill their function. As a general rule, the thickness of the tabs 62, 64, at their point of contact with the upper face of the blade, should not exceed 200 to 500 times the diameter of the wire to be treated and preferably 25 to 50 times this diameter. .
The angle of the blade 38, with respect to a line tangent to the wire engaging surface of the heater, near the lower edge thereof (looking at the drawing), is determined by l The angle which the supporting surface of the recess 72 makes with this line. Since the distance between the recess 72 and the point of attachment of the plate 66 to the stapling member 56 is large, relative to the thickness of the blade 38, this angle does not depend practically on the thickness thereof. In addition, it can vary by one or two degrees, without a significant change occurring in the yarn obtained. One can, for example, give this angle a value up to 900 or even more and one can also reduce it to 10o, or even below.
All things being equal, it can be said, as a general rule, that the smaller the angle, the greater the degree of elasticity obtained; however, when the angle is too small, there is a greater difficulty in maintaining the plate 66 at a low temperature, due to its proximity to the heating element. In general, the best results are obtained when the stapling member 56 is formed such that the angle between the plane of the blade and the line tangent to the wire engaging surface of the heating plate has a value of com taken roughly between 200 and 40o.
The width of the blade is not of great importance, as long as it is narrow enough to fit into the recess 72, since its position is determined by the fact that its wire engaging edge abuts against the leading edge of the blade. hollow 72.
The length of the blade is also unimportant, provided it is of sufficient length to extend across slot 78; however, it is generally advantageous to use a relatively long blade so that, in the event that a point of the thread engaging edge is worn, the blade can be moved longitudinally within the recess 72 in order to to place a new section of the cutting edge in the path of the wire.
The blade 38 should generally protrude the heater element, enough that its wire engagement edge intersects a line tangent to the bottom of the wire engagement surface 26. This results in an extremely satisfactory path for the wire, since the latter remains in contact with the heating element to the end of the wire engaging surface and is not however folded back in. right where it leaves this surface.
However, the cutting edge of the blade should not generally be at a distance from the edge of the wire engaging surface 26 of the heater element, exceeding 300 to 600 times the diameter of the wire; when the heating plate is very thick, it is generally preferable to accept a slight bending of the wire at the edge of the surface 26, so that the upper limit indicated for this distance is not exceeded.
It can be seen that it is easy to construct the apparatus described above from an ordinary spinning or twisting machine. It suffices to add the heating device comprising the heating plate 18, the device 40 for holding the blade, the tension regulator 16 and, in certain cases, a guide device to achieve an appropriate path of the wire.
In the case of a twisting loom, the pulleys 46 and 48 can constitute the usual device for feeding yarn; in the case of a spinning machine, the feed device can constitute the two advance pulleys. It can also be seen that a single heating plate of considerable length can serve for several blades distributed at intervals corresponding respectively to each location of a loom;
however, it is generally desirable, with such an arrangement, for the heating plate to be insulated between the different locations of the blades, to reduce heat loss.
To use the apparatus of fig. 1 to 3, a wire is passed from the supply winding 10 through the voltage regulator, brought into contact with the upper surface of the heating plate 18, between the legs 58, 60 and between the legs 62, 64; it is passed through slot 78, over the cutting edge of blade 38, and then across the undersurface of the blade.
Since the depth of the recess 72 is greater than the thickness of the plate 66, and since the slit 78 extends beyond the recess of the plate 66, the wire does not come in contact with any surface at any time. of the blade holder, if it is correctly centered inside the slot 78 passing around the edge of the blade. This eliminates the need for thorough polishing or hardening of any surface of the blade holder and the thread tension can be kept to a minimum.
When the apparatus has been properly lined with wire, the heating plate 18 is brought to a suitable temperature by adjusting the transformer 32; even if the heating plate becomes very hot, the blade 38 is kept at a relatively low temperature, since it is not in direct contact with the heating element and much of its surface is in contact with the heating element. contact with plate 66.
The advancement device 44 and the collecting device 54 are then operated so that the thread is drawn along its path with an appropriate speed; you must then check the thread tension, then adjust regulator 16, if necessary, to give the tension the correct value. Appropriate operating limits for wire speed, wire tension, heating element temperature, as well as limits for other variables, such as the radius of curvature of the blade edge and wire diameter, are known. These limits will therefore not be discussed in detail.
In the variant shown in FIGS. 4 to 6, there is seen a heating plate 80, similar to that shown in the preceding figures, and a stapling member 82 extending across the rear surface of the plate .80. The member 82 is provided with tabs 84, 85, 86 and 87, which engage on the opposite edges of the plate 80, so as to precisely position the stapling member 82 relative to the heating element. .
An elbow member 92 for heat dissipation is fixed to the stapling member 82 by screws 88 and 90. This member 92 is made of a material having a relatively high thermal conductivity; it is provided with two cooling fins 94, 96, which extend from the heating element 80. The fins 94 and 96 fulfill the same role as the fins 74 and 76 of the embodiment described above .
The heat dissipating member 92 extends beyond an edge of the heating plate 80; it has a hollow 98 facing upwards, immediately below the edge of the heating element, as can be seen in the drawing. The recess 98 has a sufficient width to hold a blade 100, analogous to that described above with reference to fies. 1 to 3; this hollow 98 provides a hollow support surface receiving the blade 100.
This support surface should be parallel to the plane of the blade, when the blade makes the desired angle with a line tangent to the wire engagement surface of heating element 80, near the lower edge thereof. ; the upper surface of the member 92 makes a slightly smaller angle with said line, for reasons which will become clear a little later.
The heat dissipation member 92 has a slot 102, which extends from the front edge of this member and perpendicular to the longitudinal axis of the blade 100, through the recess 98, so as to allow the passage of the wire around the wire engaging edge of the blade <B> 100. </B> The member 92 also has a groove 104 extending from the gap between the fins 94, 96 to the slot 102. The bottom of the groove 104 must be parallel to the plane of the blade 100; its depth must be sufficient so that a wire drawn across the underside of the blade 100 can pass along the length of the groove without touching the limiting surfaces thereof.
Since the support surface, in the recess 98, makes an angle with the plane of the upper surface of the member 92, it is seen that the groove 104 may have a shallower depth towards the rear of the member 92 (in looking at the drawing), thus achieving a greater thickness of the material above the rear part of the throat and, consequently, greater resistance. The tabs 86 and 87 penetrate into the hollow 98 and rest normally against the bottom of the latter, in the absence of a blade, thanks to the elasticity of the stapling member 82.
When a blade is inserted between the tabs 86, 87 and the bottom of the recess 98, this blade is pushed strongly against the heat dissipating member, while being retained at a fixed distance from the heating element, this blade distance being equal to the thickness of the tabs 86, 87. As in the embodiment described above, correct alignment of the blade is ensured by the fact that its edge abuts against the front edge of the recess 98.
The operation is similar to that of the embodiment described above. A wire is drawn over the heating element 80, between the legs 84, 85 and between the legs 86, 87; it is then passed through slot 102 to contact the wire engaging edge of blade 100, then across the undersurface of the blade, between fins 94, 96 and at the same time inside the groove 104. It is not necessary for the wire to be in contact with any surface of the blade holder; as in the previous embodiment, the blade can easily be moved, so as to present a new part of it to the wire, without disturbing its alignment.