Anneau de filature horizontal et son curseur La présente invention a pour objet un anneau de fila ture horizontal et son curseur.
L'expression anneau de filature englobe également les anneaux que l'on utilise pour la torsion. La présente invention a pour but de fournir un anneau de filature horizontal et son curseur, qui possède des propriétés d'un long service avant usure, indépen damment du fait que l'anneau soit d'un type poreux obtenu par frittage d'une poudre métallique ou qu'il soit d'un type massif en acier.
Les études stroboscopiques d'anneaux et de curseurs classiques de filage horizontal en fonctionnement, ainsi que l'examen des zones d'usure, font ressortir de façon incontestable que le curseur vient en contact avec l'anneau lors du fonctionnement à la vitesse maximum sous le côté intérieur du rebord horizontal. En d'autres termes, bien que le fil qui passe sous le curseur lors de son trajet vers la bobine tire le curseur vers l'intérieur en direction de l'axe de la broche, il n'en reste pas moins que la force centrifuge développée dans le curseur par suite de sa vitesse élevée de rotation sur l'anneau est suffisante pour surmonter la traction vers l'intérieur du fil, de sorte que l'extrémité interne du curseur est la seule qui touche l'anneau.
La partie du curseur qui entoure le rebord extérieur de l'anneau horizontal reste le plus fréquemment sans établir aucun contact avec l'anneau, ou bien ce contact est tellement léger que l'usure est insignifiante.
L'anneau de filature et son curseur de la présente invention sont caractérisés en ce que l'anneau comprend une âme circulaire sensiblement verticale et présente une face intérieure circulaire, formée d'une face intérieure de dessous sensiblement horizontale et d'une face intérieure incurvée vers le bas à partir de ladite face intérieure de dessous en direction de la face circulaire intérieure de l'âme, et en ce que le curseur porté par l'anneau a une forme telle que lorsque son extrémité intérieure vient en contact avec ladite face incurvée et que les parties res tantes du curseur occupent une position normale de fonc tionnement, aucune autre partie du curseur ne touche l'anneau.
De préférence, ladite âme présente une face circulaire intérieure verticale.
Le curseur porté par l'anneau peut présenter un re couvrement de matière synthétique sur son extrémité intérieure.
Le curseur est de préférence en acier, dont les qua lités de résistance à l'usure sont bonnes lors du frotte ment par le fil qui glisse sur le dessous, les extrémités du curseur pouvant être recouvertes d'une matière synthéti que telle que le nylon, une résine acétal ou le Delrin . Bien entendu, on pourrait construire le curseur en un autre matériau à la condition que ses extrémités, et sur tout l'extrémité intérieure, soient façonnées de manière à présenter une partie agrandie en une matière synthéti que en vue de l'établissement d'un contact de glissement avec l'anneau. On sait que toutes ces matières synthéti ques améliorent les qualités de résistance à l'usure de l'acier dans le cas particulier du contact avec un anneau de curseur.
Puisque, en utilisant un recouvrement en matière synthétique cette dernière est appliquée sur les parties du curseur qui sont normalement en contact avec l'anneau, on obtient en fin de compte un curseur dont la vie utile est plus longue que celle d'un curseur classique.
La technique consistant à construire les curseurs en deux matériaux pour en prolonger la vie en service est déjà ancienne, mais à la connaissance de la titulaire, on n'a jamais songé à construire un anneau horizontal de telle façon que la zone de contact avec le curseur se déplace progressivement vers le bas à mesure qu'aug mente la vitesse du curseur, et on n'a pas davantage songé à construire le curseur d'une façon classique mais en recouvrant l'une de ses extrémités ou les deux d'une couche relativement épaisse ou boule en une matière synthétique ayant un faible coefficient de frottement.
Le déplacement progressif vers le bas de la zone de contact est réalisé par l'établissement d'une surface incurvée en dedans et allant à partir de la paroi verticale intérieure de l'âme de support jusque sur le dessous de la surface annulaire horizontale de l'intérieur du rebord horizontal de l'anneau. On obtient ainsi un résultat qui n'est guère possible avec les constructions connues en ce sens que si les forces agissant sur le curseur changent pour obliger le curseur à venir dans une position de plus grand rayon, l'extrémité intérieure enrobée de la matière synthétique du curseur qui vient en contact avec l'anneau sera obli gée, lors de son mouvement vers l'extérieur, à descendre le long de la surface incurvée en direction d'une surface qui devient de plus en plus verticale.
C'est ainsi que, lors d'un mouvement radial vers l'extérieur du curseur, non seulement la résistance à ce mouvement vers l'exté rieur est accrue, mais encore la surface interne en acier du curseur adjacente au bord intérieur de l'anneau hori zontal est empêchée de venir en contact avec l'anneau. Si les forces changent de façon que le curseur soit tiré davantage vers la broche, la partie intermédiaire du cur seur sera maintenue en permanence à l'écart de l'anneau.
Si le curseur est amené sur une telle distance vers l'inté rieur que son extrémité extérieure vienne en contact avec l'âme ou avec le dessous du rebord extérieur de l'anneau, ce sera encore la matière synthétique qui recouvre l'ex trémité extérieure du curseur qui viendra en contact avec l'anneau et non la partie en acier du curseur.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'anneau et son curseur, selon l'in vention.
La fig. 1 en est une coupe transversale à très grande échelle.
La fig. 2 représente un fragment de la fig. 1, et en particulier la position de l'extrémité du curseur par rap port à l'anneau dans les conditions de filature dans les quelles le curseur a été forcé à se mouvoir vers l'exté rieur, et la fig. 3 représente un autre fragment de la fig. 1 montrant le rapport entre le curseur et l'anneau, pou vant exister dans l'éventualité où le curseur serait obligé de se mouvoir vers l'intérieur par rapport à l'anneau.
A la fig. 1, on a représenté à beaucoup plus grande échelle un anneau horizontal de filature qui apparaît en coupe verticale. La figure représente également un réser voir d'huile pouvant alimenter l'anneau en huile dans le cas où cet anneau serait fabriqué en une poudre métalli que, mais il va de soi que la nouvelle construction qui va maintenant être décrite est aussi bien applicable aux anneaux en une poudre métallique frittée qu'aux anneaux massifs en acier. En raison des difficultés de l'entretien d'un graissage adéquat d'un anneau massif en acier, la durée du curseur est plus grande quand on utilise ce der nier avec des anneaux formés de poudres métalliques du type autolubrifiant.
L'anneau dont il va être question est du type en pou dre métallique et il comprend une base circulaire 2 qui se fixe normalement au rail porte-anneau d'une façon usuelle. Une âme circulaire 4 s'étend vers le haut à par tir de la base et porte sur le dessus un anneau horizon tal 6. Sur un côté de la base 2 est monté un réservoir d'huile 8 dont la construction est usuelle et qui contient une masse de feutre 10 et une mèche 12. Une autre mèche 13 qui entoure l'anneau permet de transmettre l'huile à une série de mèches verticales 14 dont le rôle est de distribuer rapidement l'huile à toutes les parties de l'anneau. Les diverses mèches qui viennent d'être décrites et dont le rôle est d'amener rapidement l'huile à toutes les parties d'un anneau poreux ne font pas partie de l'invention et par conséquent ne seront pas décrites plus en détail.
Pour mieux apprécier les dimensions de l'anneau du type intéressant l'invention, on indiquera que dans un anneau horizontal type, la dimension horizontale de l'anneau 6 entre le point A et le point B peut être de l'ordre de 3,2 mm, la dimension verticale entre le point C et le point D peut être de 1,45 mm, et le diamètre de l'anneau tout entier est de 63,5 mm. Ces dimensions ne présentent d'ailleurs aucun caractère limitatif et l'inven tion permet de construire des anneaux et des curseurs ayant toutes les dimensions nécessaires.
En ayant présentes à l'esprit les dimensions indiquées, on comprend que le curseur en acier 16 est un fil d'un très petit diamètre. Les extrémités du curseur sont recou vertes de boules d'une matière synthétique 18 et 19, par exemple le nylon, une résine acétal ou le Delrin , caractérisée par son faible coefficient de frottement dans le cas où les anneaux de filage sont en poudre métalli que frittée ou en acier.
Bien entendu, on pourrait utiliser d'autres matières synthétiques possédant d'autres pro priétés équivalentes et d'autre part, les revêtements syn thétiques 18 et 19 ont une dimension calculée de façon à empêcher les parties adjacentes du curseur à venir en contact avec les parois de dessous de l'anneau.
En poursuivant la description de l'anneau, on remar quera que lorsqu'on l'observe en coupe verticale, l'exté rieur de l'anneau en 20 présente sensiblement la même courbure que son intérieur en 22. Le dessous de l'exté rieur que l'on voit en 24 s'étend horizontalement vers l'intérieur jusqu'à sa rencontre avec la paroi verticale de l'âme circulaire 4 dans l'angle 26. Cependant, la structure intérieure est entièrement différente.
Le côté de dessous de l'intérieur de l'anneau 28 ne présente qu'une portion horizontale limitée et commence rapidement à tourner vers le bas de façon à définir une surface à courbure continue vers le bas 30 qui rejoint la surface verticale intérieure de l'âme 4 à peu près au point 32, de sorte que l'on obtient une surface à courbure régulière conti nue depuis le dessous 28 jusqu'à l'âme 4. Cette surface courbe 30 constitue la principale caractéristique de l'in vention en ce qui concerne la construction de l'anneau, et on va s'efforcer maintenant d'en faire ressortir les avan tages.
Le fil en train d'être filé descend à partir d'un guide en queue de cochon disposé au-dessus de la broche comme on le voit en 34, et il passe ensuite sous le cur seur 16 pour se mouvoir latéralement (en 36) sur son trajet vers la bobine. Lorsque le curseur a atteint sa pleine vitesse de fonctionnement, les forces centrifuges sont telles que le curseur occupe à peu près la position indi quée à la fig. 1 dans laquelle seule l'extrémité 19 sera en contact avec l'anneau. Les autres parties du curseur 16, y compris son extrémité extérieure 18, ne touchent pas l'anneau en un point quelconque et par conséquent toute l'usure est concentrée sur la boule 19 en matière synthétique et sur la partie de la surface courbe 30 avec laquelle la boule 19 est en contact.
Si les forces qui agissent sur le curseur changent de façon que le curseur tende à se mouvoir vers le dehors en prenant une position de plus grand rayon, une telle action reste autorisée mais l'ampleur du mouvement est limitée. Cette position particulière est représentée à la fi-. 2 sur laquelle on voit que la boule 19 sur l'extrémité du curseur 16 a été forcée vers le dehors, mais en rai son de la courbure de la surface 30, cette course vers l'extérieur est accompagnée d'une légère descente vers une position où la surface qui se rapproche davantage de la verticale équilibre l'excédent de la force vers l'exté rieur. A ce point particulier, la course vers l'extérieur du curseur est interrompue et on remarquera que tous les points du curseur restent toujours hors de contact avec l'anneau, sauf en ce qui concerne la boule 19.
Le point d'usure sur la boule 19 est lui aussi légèrement déplacé le long de la zone abaissée d'usure sur l'anneau. On prolonge ainsi la vie utile à la fois du curseur et de l'anneau. Cependant, il convient de ne pas oublier que les curseurs s'usent plus rapidement que les anneaux. II en résulte que le but principal de la matière synthétique en 18 et en 19 sur les extrémités du curseur est de pro longer la vie utile du curseur sans aucunement réduire son efficacité et sans augmenter le taux d'usure de l'anneau.
A la fi-. 3, on a représenté la position qu'on obtient lorsque les forces changent de sorte que le curseur se déplace sur un trajet de rayon réduit. Ici, le curseur 16 a été déplacé vers la droite et pendant ce processus, la boule 19 a grimpé le long de la surface circulaire courbe 30 pour atteindre la paroi horizontale de dessous 28. En atteignant cette position, la boule 18 vient en contact avec la face verticale extérieure de l'âme 4, en limitant ainsi toute nouvelle course vers l'intérieur du curseur et en mettant le curseur en contact avec l'anneau en deux points.
Les forces du fil 3a agissant sur le curseur 16 peuvent comporter une composante dirigée davantage vers le bas, auquel cas la boule 19 risque de se séparer de la face de dessous 28 en ne laissant qu'un unique point de contact entre le curseur et l'anneau, à l'empla cement de la boule 18. Dans ce cas, le curseur demeure toujours hors de contact du corps principal de l'anneau. Dans d'autres cas, également possibles, l'intérieur du cur seur vient en contact avec la partie supérieure de l'anneau, mais un tel contact ne serait qu'accidentel et l'usure par frottement qui en serait le résultat est négli geable.
II ressort de ce qui précède que la surface intérieure courbe 30 de l'anneau n'empêche nullement son utilisa tion avec des curseurs qui ne portent pas de matière synthétique de faible coefficient de frottement sur leurs extrémités. De même, le curseur décrit portant des bou les terminales en matière synthétique d'un faible coeffi cient de frottement avec l'acier ou une poudre métalli que frittée, pourrait être utilisé efficacement avec un anneau horizontal d'une construction classique, c'est- à-dire une construction ne présentant pas la caractéristi que nouvelle d'une surface intérieure courbe telle que 30.
Horizontal spinning ring and its cursor The present invention relates to a horizontal spinning ring and its cursor.
The term spinning ring also encompasses rings that are used for twisting. The object of the present invention is to provide a horizontal spinning ring and its slider, which has properties of a long service before wear, regardless of the fact that the ring is of a porous type obtained by sintering a powder. metallic or solid steel type.
Strobe studies of conventional horizontal spinning rings and sliders in operation, as well as examination of wear areas, indisputably show that the slider comes in contact with the ring when operating at maximum speed under the inner side of the horizontal rim. In other words, although the wire that passes under the slider on its way to the spool pulls the slider inward toward the spindle axis, the centrifugal force remains developed in the slider as a result of its high speed of rotation on the ring is sufficient to overcome the inward pull of the wire, so that the inner end of the slider is the only one that touches the ring.
The part of the slider which surrounds the outer edge of the horizontal ring most frequently remains without making any contact with the ring, or else this contact is so light that the wear is insignificant.
The spinning ring and its slider of the present invention are characterized in that the ring comprises a substantially vertical circular core and has a circular inner face, formed of a substantially horizontal underside inner face and a curved inner face. down from said inner bottom face towards the inner circular face of the core, and in that the slider carried by the ring has a shape such that when its inner end comes into contact with said curved face and that the remaining parts of the cursor occupy a normal operating position, no other part of the cursor touches the ring.
Preferably, said core has a vertical inner circular face.
The slider carried by the ring may have a covering of synthetic material on its inner end.
The slider is preferably made of steel, the wear resistance qualities of which are good when rubbed by the wire which slides on the underside, the ends of the slider possibly being covered with a synthetic material such as nylon. , acetal resin or Delrin. Of course, the slider could be constructed from another material provided that its ends, and over the entire inner end, are shaped so as to present an enlarged portion of a synthetic material for the purpose of establishing a sliding contact with the ring. It is known that all of these synthetic materials improve the wear resistance qualities of steel in the particular case of contact with a slider ring.
Since, by using a synthetic material covering, the latter is applied to the parts of the slider which are normally in contact with the ring, one ultimately obtains a slider whose useful life is longer than that of a conventional slider. .
The technique of constructing sliders in two materials to prolong their service life is already old, but to the knowledge of the holder, no one has ever considered constructing a horizontal ring such that the contact area with the cursor moves progressively downwards as the speed of the cursor increases, and no more thought has been given to constructing the cursor in a conventional way but by covering one or both of its ends with a relatively thick layer or ball of a synthetic material having a low coefficient of friction.
The gradual downward displacement of the contact area is achieved by establishing a curved surface inwardly and extending from the inner vertical wall of the support core to the underside of the horizontal annular surface of the inside the horizontal edge of the ring. A result is thus obtained which is hardly possible with known constructions in the sense that if the forces acting on the slider change to force the slider to come into a position of greater radius, the inner end coated with the synthetic material of the cursor which comes into contact with the ring will be obliged, as it moves outward, to descend along the curved surface towards a surface which becomes more and more vertical.
Thus, upon radial outward movement of the slider, not only is the resistance to this outward movement increased, but also the inner steel surface of the slider adjacent to the inner edge of the slider. hori zontal ring is prevented from coming into contact with the ring. If the forces change so that the cursor is pulled further towards the spindle, the middle part of the cursor will be kept away from the ring at all times.
If the slider is brought such a distance inward that its outer end comes into contact with the core or with the underside of the outer edge of the ring, it will still be the synthetic material covering the outer end. of the slider which will come into contact with the ring and not the steel part of the slider.
The accompanying drawing shows, by way of example, an embodiment of the ring and its slider, according to the invention.
Fig. 1 is a cross section on a very large scale.
Fig. 2 shows a fragment of FIG. 1, and in particular the position of the end of the slider relative to the ring under the spinning conditions in which the slider has been forced to move outward, and FIG. 3 shows another fragment of FIG. 1 showing the relationship between the cursor and the ring, which may exist in the event that the cursor is forced to move inward with respect to the ring.
In fig. 1, a horizontal spinning ring has been shown on a much larger scale which appears in vertical section. The figure also shows an oil tank capable of supplying the ring with oil in the event that this ring is made of a metallic powder, but it goes without saying that the new construction which will now be described is also applicable to rings in sintered metal powder than in solid steel rings. Due to the difficulties of maintaining adequate lubrication of a solid steel ring, the life of the slider is greater when using the latter with rings formed from metal powders of the self-lubricating type.
The ring which will be discussed is of the type made of metal powder and it comprises a circular base 2 which is normally fixed to the ring carrier rail in a usual manner. A circular core 4 extends upwards from the base and carries on top a horizontal ring tal 6. On one side of the base 2 is mounted an oil tank 8, the construction of which is usual and which contains a mass of felt 10 and a wick 12. Another wick 13 which surrounds the ring makes it possible to transmit the oil to a series of vertical wicks 14 whose role is to quickly distribute the oil to all the parts of the ring . The various wicks which have just been described and whose role is to rapidly supply oil to all the parts of a porous ring do not form part of the invention and consequently will not be described in more detail.
To better appreciate the dimensions of the ring of the type of interest to the invention, it will be indicated that in a typical horizontal ring, the horizontal dimension of the ring 6 between point A and point B can be of the order of 3, 2mm, the vertical dimension between point C and point D can be 1.45mm, and the diameter of the whole ring is 63.5mm. These dimensions are moreover in no way limiting and the invention makes it possible to construct rings and sliders having all the necessary dimensions.
Bearing in mind the dimensions indicated, it will be understood that the steel slider 16 is a wire of a very small diameter. The ends of the slider are covered with balls of a synthetic material 18 and 19, for example nylon, an acetal resin or Delrin, characterized by its low coefficient of friction in the case where the spinning rings are in metallic powder. sintered or steel.
Of course, one could use other plastics having other equivalent properties and on the other hand, the synthetic coatings 18 and 19 have a dimension calculated so as to prevent the adjacent parts of the slider from coming into contact with the slider. walls below the ring.
Continuing the description of the ring, it will be noted that when observed in vertical section, the exterior of the ring at 20 has substantially the same curvature as its interior at 22. The underside of the exterior laughter shown at 24 extends horizontally inward until it meets the vertical wall of circular core 4 in corner 26. However, the interior structure is entirely different.
The underside of the inside of the ring 28 has only a limited horizontal portion and quickly begins to rotate downward to define a continuously downwardly curved surface 30 which meets the inside vertical surface of the ring. 'core 4 at approximately point 32, so that a uniformly curved surface is obtained which continues from the underside 28 to the core 4. This curved surface 30 constitutes the main characteristic of the invention. what concerns the construction of the ring, and we will now try to bring out the advantages.
The thread being spun descends from a pigtail guide arranged above the spindle as seen at 34, and then passes under the core 16 to move laterally (at 36) on its way to the coil. When the slider has reached its full operating speed, the centrifugal forces are such that the slider occupies approximately the position shown in fig. 1 in which only the end 19 will be in contact with the ring. The other parts of the slider 16, including its outer end 18, do not touch the ring at any point and therefore all the wear is concentrated on the synthetic ball 19 and on the part of the curved surface 30 with which the ball 19 is in contact.
If the forces acting on the cursor change so that the cursor tends to move outward taking a position of greater radius, such action remains authorized but the extent of movement is limited. This particular position is shown in fi-. 2 on which it can be seen that the ball 19 on the end of the slider 16 has been forced outward, but due to the curvature of the surface 30, this outward stroke is accompanied by a slight descent towards a a position where the surface which comes closer to the vertical balances the excess force outward. At this particular point, the outward stroke of the cursor is interrupted and it will be noted that all the points of the cursor always remain out of contact with the ring, except for the ball 19.
The wear point on the ball 19 is also moved slightly along the lowered wear area on the ring. The useful life of both the slider and the ring is thus extended. However, it should be remembered that sliders wear out faster than rings. As a result, the main purpose of the synthetic material at 18 and 19 on the ends of the slider is to extend the useful life of the slider without in any way reducing its efficiency and without increasing the rate of wear of the ring.
At the fi-. 3, the position obtained when the forces change so that the cursor moves on a path of reduced radius has been shown. Here the cursor 16 has been moved to the right and during this process the ball 19 has climbed along the curved circular surface 30 to reach the horizontal wall below 28. On reaching this position the ball 18 comes into contact with it. the exterior vertical face of the core 4, thus limiting any new travel towards the interior of the cursor and placing the cursor in contact with the ring at two points.
The forces of the wire 3a acting on the slider 16 may have a component directed more downwards, in which case the ball 19 risks separating from the underside 28 leaving only a single point of contact between the slider and the 'ring, at the location of the ball 18. In this case, the cursor always remains out of contact with the main body of the ring. In other cases, also possible, the inside of the core comes into contact with the upper part of the ring, but such contact would only be accidental and the wear by friction which would be the result is negligible. .
It emerges from the foregoing that the curved inner surface 30 of the ring in no way prevents its use with sliders which do not carry synthetic material of low coefficient of friction on their ends. Likewise, the slider described carrying terminal blocks in synthetic material of a low coefficient of friction with steel or a sintered metal powder, could be used effectively with a horizontal ring of a conventional construction, it is - that is to say a construction which does not have the new characteristic of a curved inner surface such as 30.