ITMI20081112A1 - Dispositivo per arricciare filoni di fibre sintetiche - Google Patents
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Description
Descrizione dell’invenzione industriale avente per titolo:
“Dispositivo per arricciare filoni di fibre sintetiche”
Riassunto del trovato
Viene descritto un dispositivo per arricciare a compressione filoni di fibre sintetiche con due rulli di arricciamento azionati, in cui i rulli di arricciamento formano fra di loro un’intercapedine. Ai rulli di arricciamento dal lato di uscita è associata una camera di compressione, formata da più piastre laterali e da una piastra superiore e da una piastra inferiore. La piastra superiore e la piastra inferiore presentano rispettivamente un’appendice di sagomatura estendentesi parallelamente agli associati rulli di arricciatura, laddove l’appendice di foggiatura superiore e l’appendice di foggiatura inferiore formano fra di loro un’entrata verso la camera di compressione e l’appendice di foggiatura superiore e l’appendice di foggiatura inferiore formano con gli associati rulli di arricciatura, rispettivamente un’intercapedine di tenuta, estendentesi per la lunghezza dei rulli di arricciatura. Specialmente per rulli di arricciatura assai lunghi per ottenere una stabilità sufficiente per l'arricciatura dei filoni di fibre secondo l’invenzione, per una lunghezza dei rulli di arricciatura superiore a 500 mm, l’appendice di foggiatura inferiore e l’appendice di foggiatura superiore vengono formate con un materiale, la cui rigidezza è definita da un modulo di elasticità di almeno 280 GPa,
(Figura 1)
Descrizione del trovato
L’invenzione riguarda un dispositivo per arricciare a compressione filoni di fibre sintetiche conformemente alla definizione introduttiva della rivendicazione 1.
Un dispositivo del genere in questione per arricciare a compressione filoni di fibre sintetiche è noto dal documento EP 0 582 129 A1.
Il noto dispositivo possiede due rulli di arricciatura cooperanti, azionati, fra i quali è formata un’intercapedine. Nel prolungamento dell'intercapedine fra i rulli dal lato di uscita una camera di compressione disposta direttamente a valle dei rulli di arricciatura. La camera di compressione viene formata da più pareti della camera associate ai rulli dì arricciatura per prolungare l’intercapedine fra i rulli. Così la camera di compressione verso i lati frontali dei rulli di arricciatura viene delimitata da due piastre laterali contrapposte e, in corrispondenza dei lati longitudinali dei rulli di arricciatura, viene delimitata da una piastra superiore e da una piastra inferiore, che si estendono per l’intera lunghezza dei rulli di arricciatura e sono disposti fra le piastre laterali. La piastra superiore e la piastra inferiore possiedono rispettivamente un’appendice di foggiatura, che, per formare un’entrata verso la camera di compressione, si estende parallelamente ai rulli di arricciatura e forma un’intercapedine di tenuta con l’associato rullo di arricciatura. A tale scopo le appendici di foggiatura della piastra superiore e della piastra inferiore sono realizzate restringentesi per disporre l’entrata della camera di compressione, a seconda della sua grandezza, è il più possibile vicino all’intercapedine fra i rulli. Al riguardo le appendici di foggiatura che si restringono si estendono per l’intera lunghezza dei rulli di arricciatura, che, a seconda del titolo delle fibre e della portata, nel noto dispositivo può arrivare fino a 360 mm.
Nella produzione di fibre a fiocchi, che preventivamente come nastro di fibre vengono arricciate mediante il noto dispositivo, esiste crescentemente l’esigenza di incrementare le produzioni. Tuttavia la larghezza del nastro di arricciatura, desiderata per l'arricciatura dei filoni di fibre, dovrà garantire che tutti i singoli filamenti portanti nel filone dì fibre ricevano il più possibile un’arricciatura uniforme. Filoni dì fibre troppo spessi e troppo stretti comportano pertanto un’arricciatura disuniforme. Invece filoni di fibre sottili e larghi richiedono maggiori larghezze di lavoro, che possono provocare instabilità e alterazioni specialmente nella zona di entrata della camera di compressione.
L’invenzione si pone ora il compito di realizzare un dispositivo del genere menzionato all’inizio, in cui i filoni di fibre sintetiche in larghezze di nastro superiori a 500 mi possono essere arricciati con elevata uniformità sull’intera larghezza del nastro.
Secondo l'invenzione, il problema viene risolto in quanto per una lunghezza dei rulli di arricciatura > 500 mm l’appendice di foggiatura inferiore e l’appendice di foggiatura superiore sono fatte con un materiale, la cui rigidezza viene definita da un modulo di elasticità di almeno 280 GPa.
Ulteriori vantaggiosi sviluppi dell’invenzione sono definiti dalle caratteristiche e dalle combinazioni di caratteristiche delle sottorivendicazioni.
È risultato che all’aumentare delle larghezze di arricciatura la sollecitazione delle appendici di foggiatura nella zona di entrata della camera di compressione per effetto dei filoni di fibre entranti provoca un’inammissibile allargamento della sezione trasversale di entrata. Tali variazioni di forma alle estremità libere delle appendici di foggiatura portano tuttavia forzatamente a variazioni delle intercapedini di tenuta fra le appendici di foggiatura e i rulli di arricciatura. Per poter ottenere in tal caso il più possibile distanze minime per evitare indesiderati contatti abrasivi è risultato che a partire da una determinata lunghezza dei rulli di arricciatura e quindi a partire da una determinata lunghezza delle appendici di foggiatura è necessario un considerevole irrigidimento dell’appendice di foggiatura, L’invenzione ha il particolare vantaggio che gli spessori parietali dell’appendice di foggiatura, specialmente nella zona di entrata della camera di compressione, possono rimanere invariati. Così rispetto ail’intercapedine fra i rulli è possibile realizzare aperture della camera di compressione adattate, relativamente piccole, anche nel caso di grandi diametri dei rulli di arricciatura. Con l'invenzione è possibile che le appendici di foggiatura, di per sé note nella loro forma, possano essere impiegate in maniera invariata anche per larghezze dì arricciatura di oltre 1.000 mm.
Per migliorare la rigidezza della zona dì entrata della camera di compressione nonché le intercapedini di tenuta formate fra le appendici di foggiatura e i rulli di arricciatura, conformemente ad un ulteriore sviluppo particolarmente preferito le rigidezze del materiale dell’appendice di foggiatura inferiore e le rigidezze del materiale dell’appendice di foggiatura superiore vengono realizzate uguali, i materiali essendo formati preferibilmente da una sostanza dura sinterata.
Poiché le superfici sull'appendice di foggiatura, realizzate per la guida delle fibre nonché per la formazione delle intercapedini di tenuta, richiedono una finissima lavorazione meccanica, si è affermato specialmente l’impiego di sostanze dure sinterate a base di carburi di titanio. Tali sostanze dure sinterate, note ad esempio anche con la denominazione commerciale di ferro-titanite, nonostante l’elevata rigidezza del materiale sono lavorabili meccanicamente in maniera convenzionale.
Al riguardo è particolarmente vantaggioso l’ulteriore sviluppo dell'invenzione, in cui l'appendice di foggiatura inferiore con la piastra inferiore nonché l’appendice di foggiatura superiore con la piastra superiore sono realizzate rispettivamente in un unico pezzo. In tal modo è possibile evitare punti di collegamento fra l’appendice di foggiatura nonché le piastre. Per poter realizzare camere di compressione il più possibile strette il dispositivo secondo l’invenzione preferibilmente viene realizzato in modo tale che l’appendice di foggiatura inferiore e l’appendice di foggiatura superiore rispettivamente alle loro estremità libere presentano uno stretto bordo longitudinale con una sezione trasversale ad angolo acuto. In tal modo l’entrata della camera di compressione può essere disposta direttamente a breve distanza dalle intercapedini fra ì rulli.
Per ottenere, anche nel caso di grande lunghezze dei rulli di arricciatura, una sufficiente stabilità dei bordi longitudinali in corrispondenza delle appendici di foggiatura, la sezione trasversale dei bordi longitudinali è realizzata preferibilmente con un angolo nell’intervallo da 10° fino a 30°.
Per ottenere un’entrata delicata dei fiioni di fibre nella camera di compressione, preferibilmente, viene realizzata una superficie inclinata dì entrata in corrispondenza dei bordi longitudinali contrapposti delle appendici di foggiatura. Le superfici inclinate di entrata in corrispondenza dei bordi longitudinali al riguardo vantaggiosamente presentano un angolo di inclinazione < 30°.
Per ottenere un effetto di tenuta il più possibile elevato fra i rulli di arricciatura e le rispettive appendici di foggiatura della piastra superiore e della piastra inferiore, il che è necessario specialmente per un trattamento a vapore delle fibre all'interno della camera di compressione, l’appendice di foggiatura inferiore e l’appendice di foggiatura superiore di fronte ai rulli di arricciatura presentano rispettivamente una superficie di tenuta, che è realizzata per l’adattamento alla forma del rispettivo rullo di arricciatura mediante più arrotondamenti e/oppure mediante più segmenti conìformì. In tal modo sull’intera lunghezza dell’intercapedine di tenuta è possibile realizzare più strettoie, che indipendentemente dalla tolleranza di posizione fra i rulli di arricciatura e la camera di decompressione portano ad un’elevata ermeticità.
Alcuni esempi dì realizzazione del dispositivo secondo l'invenzione sono in seguito descritti più dettagliatamente in base ai disegni allegati.
In particolare:
la figura 1 mostra schematicamente una vista in sezione trasversale di un primo esempio di realizzazione del dispositivo secondo l’invenzione,
la figura 2 mostra schematicamente una vista in sezione trasversale della camera di compressione dell’esempio di realizzazione secondo la figura 1,
la figura 3 mostra schematicamente una vista in sezione longitudinale della piastra superiore dell’esempio di realizzazione secondo la figura 1 ,
la figura 4 mostra schematicamente una vista in sezione longitudinale di un esempio dì realizzazione di una piastra inferiore.
Nelle figure t e 2 è rappresentato schematicamente in più viste un primo esempio di realizzazione del dispositivo secondo l'invenzione. La figura 1 mostra l’esempio di realizzazione in una vista in sezione longitudinale e la figura 2 in una vista in sezione trasversale. La seguente descrizione, se non viene fatto alcuno espresso riferimento ad una delle figure, vale per entrambe le figure.
Il dispositivo per l'arricciatura a compressione di filoni di fibre sintetiche, come ad esempio un cavo di fibre oppure una tow, sostanzialmente è formato da due rulli di arricciatura 1 e 2, supportati girevoli in un’incastellatura di macchina (qui non rappresentata), nonché dalla camera di compressione 6 inserita a valle dei rulli di arricciatura 1 e 2, fra il rullo di arricciatura superiore 1 e il rullo di arricciatura inferiore 2 è formata un’intercapedine 3 per poter introdurre un filone di fibre e arricciarle mediante pressoflessione. Ognuno dei rulli di arricciatura 1 e 2 viene formato, rispettivamente da un corpo cilindrico 4 e da un asse 5 del rullo collegato solidale alla rotazione con il corpo cilindrico 4. Gli assi 5 del rullo di arricciatura 1 superiore e del rullo di arricciatura inferiore 2 sono supportati rispettivamente girevoli e accoppiati con una unità di azionamento (qui non rappresentata) per azionare i rulli di arricciatura 1 e 2.
In corrispondenza dei lati frontali dei rulli di arricciatura 1 e 2 sono disposte due piastre laterali 7.1 e 7.2 che chiudono a tenuta l’intercapedine 3 in corrispondenza dei lati frontali formata fra i rulli di arricciatura 1 e 2. Le piastre laterali 7.1 e 7.2 si estendono oltre alla zona di entrata dell’intercapedine 3 fra i rulli e formano contemporaneamente le pareti laterali della camera dì compressione 6. Fra le piastra laterali 7.1 e 7.2 dal lato di uscita è formata la camera di compressione 6 mediante una piastra superiore 8 e mediante una piastra inferiore 9. La piastra superiore 8 in corrispondenza dell'estremità rivolta verso il rullo di arricciatura 1 presenta un’appendice di foggiatura 10, che con la propria estremità libera si estende parallelamente al rullo di arricciatura 1 e forma un’intercapedine di tenuta 13.1. La piastra inferiore 9 parimenti alla propria estremità libera, rivolta verso il rullo di arricciatura 2, presenta un’appendice di foggiatura inferiore 11 che si estende parimenti per l’intera lunghezza del rullo dì arricciatura 2 e forma con questo un’intercapedine di tenuta 13,2. Le estremità libere delle appendici di foggiatura 10 e 11 formano fra dì loro un’entrata 15 per la camera di compressione 6.
Per illustrare ulteriormente l’esempio di realizzazione secondo le figure 1 e 2 si fa ora riferimento aggiuntivamente alia figura 3. Nella figura 3 è mostrato un dettaglio della vista in sezione trasversale, anche figura 1 , nella zona dì entrata della camera di compressione. Al riguardo è rappresentata soltanto la piastra superiore 8 della camera di compressione 6.
Come risulta dalla figura 3, la piastra superiore 8 e l'appendice di foggiatura superiore 10 vengono formate da due parti. Il piano di divisione al riguardo è esemplificativo. Fondamentalmente esiste anche la possibilità che il piano di divisione si estende in direzione orizzontale e comprenda soltanto la zona di entrata della camera dì compressione 6. L’appendice di foggiatura 10 e la piastra superiore 8 formano una parete superiore in comune 19 della camera servente a guidare il filone di fibre portato nella camera di compressione 6. All’estremità libera l’appendice di foggiatura 10 presenta un bordo longitudinale 12.1 che si estende per l’intera lunghezza del rullo di arricciatura 1. Il bordo longitudinale 12.1 è realizzato di sezione dì trasversale ad angolo acuto. A tale scopo la parete interna 19 della camera e la superfìcie di tenuta 14.1, realizzata all'estremità frontale dell’appendice di foggiatura 10, sono disposte reciprocamente sotto un angolo acuto. La sezione trasversale del bordo longitudinale 12.1 forma in particolare un angolo nell’intervallo da 10° fino a 30°. La superficie 14.1 nell’ulteriore andamento è formata da più arrotondamenti 17.1 e 17.2, che insieme al bordo longitudinale presentano una forma che si adatta al rullo di arricciatura 1 . Pertanto fra l’appendice di foggiatura 10 e il rullo di arricciatura 1 nella zona della superficie di tenuta 14.1 viene formata l’intercapedine di tenuta 13.1. L’angolo fra la parete interna 19 della camera e la superficie di tenuta 14.1 nell’ambito del bordo longitudinale 12.1 è contrassegnato con a. Gli arrotondamenti 17.1 e 17.2 della superficie di tenuta 14.1 presentano raggi differenti indicati nella figura 3 con R2. Per migliorare l'entrata dei filoni di fibre dall'intercapedine fra i rulli nell’entrata 15 della camera di compressione 6, in corrispondenza del bordo longitudinale 12.1 è ricavata una superficie inclinata di entrata 16. La superfìcie di entrata 16 inclinata rispetto alla parete 19 della camera rappresenta un angolo di inclinazione β < 30°.
Per una lunghezza dei rulli di arricciatura 1 e 2 superiore a 500 mm, per ottenere una sufficiente stabilità dell’entrata 15 nonché delle intercapedini di tenuta 13.1 e 13.2 sul lato dì uscita delle intercapedini 3, l’appendice di foggiatura 10, nonché l'appendice di foggiatura 11 sono fatte con un materiale, la cui rigidezza è definita da un modulo di elasticità di almeno 280 GPa. In tal modo si ottiene già una rigidezza superiore del 25% rispetto alle appendici di foggiatura fatte di acciaio. Così le appendici di foggiatura 10 e 11 preferibilmente vengono realizzate con materiali duri sinterati. A causa della possibilità di lavorazione meccanica si sono affermati specialmente materiali duri sinterati a base di carburi di titanio, noti ad esempio con la denominazione commerciale di ferrotitanite. Un tale materiale duro sinterato, basato su carburi di titanio, presenta un modulo di elasticità di 294 GPa, cosicché si ottiene già un sostanziale irrigidimento specialmente dei bordi longitudinali.
Nell’esempio di realizzazione rappresentato nelle figure 1 e 2 l’appendice di foggiatura 11 è realizzata identica all’appendice di foggiatura superiore 10, laddove l'appendice dì foggiatura inferiore 11 è tenuta specularmente simmetrica rispetto all’appendice di foggiatura superiore 10.
Nella figura 4 è mostrato un ulteriore esempio di realizzazione di una piastra inferiore 9 in una vista in sezione trasversale parziale, come quella che sarebbe impiegabile ad esempio nell’esempio di realizzazione secondo le figure 1 e 2. L’esempio di realizzazione della piastra inferiore 9 è sostanzialmente identico al precedente esempio di realizzazione, cosicché a questo punto vengono illustrate soltanto le differenze.
La piastra inferiore 9 e l'appendice di foggiatura inferiore 11 sono realizzati in un unico pezzo, cosicché sia l’appendice di foggiatura 11 sia anche la piastra inferiore 9 sono fatte di un materiale duro sìnterato. Questa realizzazione ha in particolare il vantaggio che la parete interna 19 della camera, formata dall’appendice di foggiatura 11 e della piastra inferiore 9, presenta un’elevata resistenza all’usura.
L’appendice di foggiatura inferiore 11 alla propria estremità libera presenta un bordo longitudinale 12.2 che è realizzato di sezione trasversale ad angolo acuto. La superficie di tenuta 14.2 e la parete interna 19 della camera formano un angolo a nell'intervallo fra 10° e 30°.
Nell’ulteriore andamento all’estremità frontale libera dell’appendice di foggiatura inferiore 11 la superficie di tenuta 14.2 viene formata da più segmenti coniformi 18.1 e 18.2. ognuno dei segmenti coniformi 18.1 e 18.2 presentano una differente angolazione. L’angolazione nella figura 4 è rappresentata dagli angoli y1 e γ2 che si hanno fra una verticale e la superficie di tenuta 14.2.
Pertanto la superficie di tenuta 14.2 viene formata sostanzialmente da tre segmenti conici, laddove il primo segmento conico rappresenta il bordo longitudinale 12.2. Nella zona di raccordo sono realizzate preferibilmente arrotondamenti. Fra la superficie di tenuta 14.2 e il rullo di arricciatura 2 qui non rappresenta viene formata un’intercapedine di tenuta che nel proprio andamento presenta più strettoie. In tal modo vantaggiosamente si possono ottenere elevati effetti di tenuta. Così l’esempio di realizzazione del dispositivo secondo l’invenzione è anche particolarmente adatto per effettuare, all'interno della camera di compressione, un trattamento a vapore sulle fibre.
Nella zona di entrata la parete interna 19 della camera all’estremità libera dei bordo longitudinale 12.2 viene formata da una superficie inclinata di entrata 16, che, rispetto all’ulteriore andamento della parete 19 della camera, presenta un angolo di inclinazione β. L’angolo di inclinazione β in tal caso è parimenti < 30°.
Gli esempi dì realizzazione, rappresentati nelle figure da 1 fino a 4, del dispositivo secondo l’invenzione sono particolarmente adatti per realizzare grandi larghezze di arricciatura in linee di lavorazione delle fibre. Così i rulli di arricciatura possono essere impiegati vantaggiosamente con lunghezze fino a 1 .000 mm e oltre, per arricciare un nastro di fibre oppure una tow.
Legenda
1 Rullo di arricciatura superiore
2 Rullo di arricciatura inferiore
3 Intercapedine fra i rulli
Corpo del rullo
Asse del rullo
Camera di compressione
.1, 7.2 Piastra laterale
Piastra superiore
Piastra inferiore
10 Appendice di foggiatura superiore 11 Appendice di foggiatura inferiore 12.1 , 12.2 Bordo longitudinale
13.1, 13.2 Intercapedine di tenuta
14.1 , 14.2 Superfìci di tenuta
15 Entrata
16 Superficie inclinata di entrata 17.1 , 17.2 Arrotondamento
18.1, 18.2 Segmento conìforme
19 Parete della camera
Claims (8)
- Rivendicazioni 1. Dispositivo per arricciare a compressione filoni di fibre sintetiche con due rulli di arricciatura azionati (1, 2), che formano fra di loro un’intercapedine (3), e con una camera di compressione (6), che dal lato di uscita è associata ai rulli di arricciatura (1, 2) ed è formata da più piastre laterali (7.1 , 7.2) e da una piastra superiore (8) e da una piastra inferiore (9), laddove la piastra superiore (8) la piastra inferiore (9) presentano rispettivamente un’appendice di foggiatura (10, 11) estendentesi parallelamente all’associato rullo di arricciatura (1, 2), laddove l’appendice di foggiatura superiore (10) e l’appendice di foggiatura inferiore (11) formano fra di loro un'entrata (15) verso la camera di compressione (6), e laddove inoltre l'appendice di foggiatura superiore (10) e l’appendice di foggiatura inferiore (11) formano con l’associato rullo di arricciatura (1, 2), rispettivamente un'intercapedine di tenuta (13.1, 13.2), che si estende per la lunghezza del rullo di arricciatura (1, 2), caratterizzato dal fatto che con la lunghezza dei rulli di arricciatura (1, 2) superiore a 500 mm l’appendice di foggiatura inferiore (11) e l’appendice di foggiatura superiore (10) sono fatte con un materiale la cui rigidezza è definita dal modulo di elasticità di almeno 280 GPa.
- 2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che le rigidezze del materiale deil'appendice di foggiatura inferiore (11) del materiale dell’appendice di foggiatura superiore (10) sono uguali e che entrambi i materiali sono formati da una sostanza dura sinterata.
- 3. Dispositivo secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che la sostanza dura sinterata è prodotta a base di carburi di titanio.
- 4. Dispositivo secondo la rivendicazione 1 oppure 3, caratterizzato dal fatto che l’appendice di foggiatura inferiore (11) con la piastra inferiore (9), nonché l’appendice di foggiatura superiore (10) con la piastra superiore (8) sono realizzate rispettivamente in un unico pezzo.
- 5. Dispositivo secondo la rivendicazione da 1 fino a 4, caratterizzato dal fatto che l’appendice di foggiatura inferiore (11) e l’appendice di foggiatura superiore (10) rispettivamente in corrispondenza delle loro estremità libere presentano uno stretto bordo longitudinale (12.1, 12.2) con una sezione trasversale ad angolo acuto.
- 6. Dispositivo secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che la sezione trasversale dei bordi longitudinali (12.1, 12.2) presenta un angolo (a) da 10° fino a 30°.
- 7. Dispositivo secondo la rivendicazione 5 oppure 6, caratterizzato dal fatto che i bordi longitudinali (12.1, 12.2) rispetto all’entrata (15) della camera di compressione (6) presentano rispettivamente una superficie inclinata di entrata (16) e che le superfici inclinate di entrata (16) in corrispondenza dei bordi longitudinali (12.1, 12.2) sono formate da rispettivamente un angolo di inclinazione (β) inferiore a
- 8. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni da 1 fino a 7, caratterizzato dai fatto che l’appendice di foggiatura inferiore (11) e l’appendice di foggiatura superiore (10) rispetto ai rulli di arricciatura (1, 2) presentano rispettivamente una superficie di tenuta (14.1; 14.2), che, per l’adattamento alla forma del rispettivo rullo di arricciatura (1, 2), è formata da più arrotondamenti (17.1 , 17.2) e/oppure da più segmenti coniformi (18.1 , 18.2).
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