On connaît plusieurs procédés industriels, antérieurs à la présente invention, pour gonfler et teindre des fils textiles, parmi lesquels le procédé de teinture en écheveaux qui produit des fils de haute qualité. Dans ce procédé, les fils à gonfler et à teindre sont bobinés en écheveaux à partir de bobines de retordeuse ou de cônes de manutention; on place les écheveaux dans un grand sup- port en les enfilant sur des perches montées horizontalement. Les échevaux pendent de la perche supérieure et viennent se placer autour d'une perche inférieure située au-dessous de celle- et audessus de la bouche inférieure des écheveaux, de sorte que quand le fil est relaxé il remonte et vient toucher la perche inférieure. On place ensuite les supports ainsi chargés dans la cuve de teinture pour gonfler et teindre le fil. Les fils teints sont ensuite centrifugés pour en extraire le liquide.
A leur sortie de la centrifugeuse, les fils sont rebobinés sur un cône de manutention dans un bobinoir spécial. Ce procédé pro duit un fil de haute qualité dont le prix est forcément élevé car les techniques actuelles de bobinage et de rebobinage des écheveaux sont très lentes et, de plus, exigent un personnel hautement qualifié.
Un autre procédé pour relaxer et gonfler les fils est le procédé de teinture classique dans lequel le fil est enroulé sur un tube à teindre, puis chargé sur des supports et teint dans un autoclave.
Comme dans le procédé de teinture en écheveaux, le liquide est essoré après teinture, puis le fil est réenroulé sur des cônes d'expédition par des moyens classiques. Ce procédé produit un fil dont la qualité est inférieure à celle des fils teints en écheveaux, mais est exécuté sur des équipements de bobinage et de rebobinage rapides. De plus, du fait que le fil est teint sous pression, la durée de la teinture peut être diminuée, augmentant ainsi la production. En outre, étant donné que la densité des paquets de fil est plus grande dans ce procédé que dans la teinture en écheveaux, il est possible d'obtenir une meilleure utilisation de l'espace de la teinturerie, en raison du chargement élevé par unité de surface du plancher.
La présente invention a donc pour objet un procédé pour teindre un fil en paquet, produisant un fil teint dont la qualité est comparable à celle d'un fil teint en écheveaux.
Le brevet français N 1365030 décrit un procédé pour la teinture d'un paquet de fil dans lequel le fil est amené sous la forme de spires se recouvrant partiellement, dans l'espace annulaire compris entre une paroi extérieure d'un pot cylindrique et un tube intérieur servant de noyau. Le pot tourne et avance axialement par rapport à la tuyère, de manière que le fil se dépose dans ledit espace annulaire en une série de couches hélicoïdales. Après remplissage, le pot est couvert pour retenir le fil et peut être placé dans une machine usuelle de teinture où l'on fait passer le fluide de traitement à travers la masse de fil. En raison de la manière dont le fil est disposé dans le pot, il demeure exempt de tension et peut s'adapter de lui-même à un degré quelconque de rétrécissement, sans accroitre sa tension.
Le brevet français N 906014 a trait à une méthode de formation de rubans de peigné en paquets facilitant leur teinture, consistant à étaler le ruban en cercles superposés sous forme d'une spirale montant autour de l'axe du pot pour former un paquet homogène et élastique.
Le procédé selon l'invention est caractérisé en ce que l'on en
roule un fil gonflable autour d'une broche en boucles circulaires
excentrées par rapport à la broche, sur un support rotatif coaxial à la broche et tournant à une vitesse angulaire très inférieure à la
vitesse angulaire d'enroulemnt du fil, afin que les boucles de fil,
dont chacune est embrochée, forment une couche hélicoïdale, on
enlève le paquet de fil dudit support, on fait gonfler le fil sur la
broche et on teint le paquet gonflé.
Ce procédé présente les avantages suivants par rapport aux
techniques décrites dans les brevets précités:
1. Les boucles ne devant pas être confinées entre la paroi d'un
pot cylindrique et un noyau central peuvent avoir un diamètre
voisin de celui du paquet final, ce qui rend le bobinage plus aisé sans qu'il soit nécessaire de maintenir les boucles au fur et à mesure de leur formation, au moyen d'un organe presseur hélicoïdal.
2. Le paquet terminé a plus de cohésion et peut être manipulé sans devoir être contenu dans un pot cylindrique. Partout, le paquet peut se gonfler vers l'extérieur. La broche centrale ne gêne pas le gonflement du paquet vers l'intérieur.
3. Le dévidage ne pose aucun problème particulier.
Un exemple de mise en oeuvre du procédé selon l'invention est décrit ci-après, en référence au dessin annexé, dans lequel:
La fig. 1 est une représentation schématique de l'ensemble du procédé.
La fig. 2 est une vue schématique en perspective d'un bobinoir perfectionné utilisé dans le processus.
La fig. 3 est une représentation schématique de la distribution du fil enroulé par le bobinoir de la fig. 2.
La fig. 4 est une vue en plan du mécanisme de transfert des broches, en position de marche.
La fig. 5 est une vue analogue à la fig. 4 montrant le transfert d'une broche.
La fig. 6 montre la broche et la position des fils de guidage pendant le bobinage du fil.
La fig. 7 montre la position des fils de guidage après l'enlèvement et avant le gonflage.
Les fig. 8 et 9 montrent la position de la broche et des fils de guidage après que le fil a été bobiné et alors qu'il est prêt à être gonflé; et
la fig. 10 montre la broche et le fil après que celuici a été gonflé.
Comme il a été expliqué ci-dessus, le procédé est conçu pour la teinture de tous les fils ayant la particularité d'être gonflables.
Cette particularité peut être décrite comme l'aptitude d'un fil à se contracter dans le sens de la longueur en se dilatant en même temps dans le sens radial de façon à présenter un aspect gonflé.
De nombreux fils ont cette propriété, parmi lesquels ceux d' Orlon acryliques, Dacrons bouffants, mélanges de viscose, etc.
Le procédé décrit cicontre convient particulièrement bien au gonflage des fils d' Orlon bouffants, de la manière représentée sur la fig. 1.
Sur la fig. 1, le paquet de fil enroulé sur les bobines est désigné par la référence 10 et est monté sur un nouveau mécanisme de broche perfectionné 12. Le paquet de fil 10, qui est constitué par un fil pouvant être gonflé, tel qu'un fil d' Orlon , est placé dans une chambre de vapeur sous pression 14 aux fins de gonflage.
Après que le paquet de fil 10 a été gonflé dans cette chambre de vapeur 14, il est délivré à un dispositif de transfert, désigné en son entier par 16, dans lequel il est transféré sur un tube à teindre 17.
Du dispositif de transfert 16, le nouveau paquet de fil 18 est chargé sur un chariot 20 qui le transporte à la cuve de teinture 22.
Le dispositif de transfert 16 se compose essentiellement d'une bande sans fin 24 sur laquelle sont fixées un certain nombre de broches verticales 26 comportant à leur base une plaque d'ar- rêt 28. A partir de l'entrée ou de l'extrémité de gauche du brin supérieur de la bande 24, une série d'opérations sont exécutées pour produire le nouveau paquet perfectionné 18. A la position A, une plaque de verrouillage 30 est enfilée sur la broche 26. A la position B, un tube à teindre 17 est enfilé sur la broche 26 de sorte que l'une de ses extrémités pénètre dans une ouverture centrale de la plaque 30 et y est tenue. Ensuite, sur la position C, une plaque de support perforée 32 est enfilée sur le tube à teindre 17. Après cela, la broche se rend à la position D, où le fil gonflé est enlevé du mécanisme de broche 12 et est placé sur le tube à teindre 17.
A la position E, une seconde plaque de support perforée 32 est placée audessus du fil gonflé et une seconde plaque de verrouillage 30 est placée au-dessus de la seconde plaque de support 32. Ensuite, un organe 34' mû par la pression est actionné à la position F de manière à s'appliquer contre la seconde plaque de verrouillage 30 afin de diminuer la hauteur du paquet de fil, produisant ainsi le paquet ou rouleau compact 18, que l'on voit à la position G.
En se référant aux fig. 2 à 10 et plus particulièrement aux fig. 2 et 3, on va expliquer maintenant la nouvelle technique de bobinage. Comme il a été exposé brièvement ci-dessus, on se propose de produire un paquet de fil qui associe les avantages du fil teint en écheveaux et du fil teint sur bobine. A cette fin, le paquet doit avoir les caractéristiques suivantes: (1) le fil doit être disposé de manière à pouvoir se contracter sans se serrer lui-même; (2) la densité du paquet doit être faible afin de permettre au fil de se déplacer pendant le gonflage et (3) la disposition du fil doit être telle qu'elle permet un bobinage et un rebobinage aisés et efficaces à une cadence de production satisfaisante.
A cette fin, on utilise le mode de bobinage représenté sur la fig. 3 dans lequel le fil est délivré par un tube d'enroulement 34 suivant une hélice vers un plateau tournant 36, de sorte que le fil forme un paquet composé d'une série ascendante de boucles 37 entourant la ligne médiane du plateau 36. Ce résultat est essentiellement obtenu du fait que l'axe du tube d'enroulement occupe une position excentrique par rapport à l'axe du mécanisme de broche 12 et que ce tube d'enroulement 34 tourne à une vitesse beaucoup plus grande que celle du plateau 36. A cette fin, on utilise le dispositif de bobinage représenté schématiquement sur la fig. 2.
La fig. 2 ne présente que l'un des postes multiples d'une machine dans laquelle le fil 38 devant être gonflé et teint est fourni à l'aspirateur 40 au moyen de deux rouleaux de serrage 41 et 42 convenablement entraînés. De l'air comprimé est introduit dans l'aspirateur 40 par une entrée 44 et transporte le fil 38 à travers le tube rotatif d'enroulement 34. Ce tube d'enroulement 34 est monté dans des coussinets ou des enroulements 46 et 48 situés sur des éléments de support 50 et 52 et peut être réglé par rapport à ceux-ci pour ajuster la position de sa sortie par rapport à l'axe de la broche 12. Une poulie 54 est montée sur le tube d'enroulement 34 entre les coussinets 46 et 48, et est au contact d'un ruban d'entraînement 56 qui le fait tourner.
Prés de la poulie 54 est monté du côté opposé au ruban d'entraînement 56, un frein 58 co- opérant avec un piston 60 pour arrêter la rotation du tube d'enroulement 34, quand cela est nécessaire.
Le mécanisme de broche 12 est supporté sous ce tube d'enroulement 34 par un châssis 62 de manière à recevoir le fil du tube 34. Sur le châssis 62 est monté un palier 64 qui supporte un arbre 66 traversant des plaques supérieure 68 et inférieure 70 d'un mécanisme de pivotement 72. L'arbre 66 est entouré, entre les deux plaques 68 et 70, par une entretoise 74 soudée ou fixée d'autre manière aux deux plaques 68 et 70 afin de les maintenir espacées. A l'arbre 66 est fixée, par des moyens appropriés, une roue dentée 75 sur laquelle engrène une chaîne 76, chaîne qui est reliée à, et est entraînée par, la tige 78 du piston d'un cylindre pneumatique à double effet 80. Une roue dentée libre 82 est supportée à rotation sur l'arbre 66 et est au contact d'une chaîne 84 qui entraîne les broches du poste voisin.
D'une manière analogue, la chaîne 76 engrène sur une roue dentée libre de la broche du poste voisin opposé à celui de la broche contre laquelle s'applique la chaîne 84.
A chaque poste, le mécanisme de pivotement 72 supporte deux broches 12, de sorte que l'une des broches peut travailler pendant que l'on décharge l'autre. A l'extrémité des plaques supérieure et inférieure 68 et 70 est supportée en rotation une cuvette 86 à laquelle est fixée une poulie 88 contre laquelle vient s'appliquer le ruban d'entraînement 90 qui s'étend le long de la machine afin d'entraîner simultanément les broches de tous les postes. Une came 92 est fixée à la base de la cuvette 86 et tourne avec celle-ci à des fins qui seront précisées par la suite.
Prés du mécanisme de broche 12 est montée à glissement sur des tiges 94 une plaque transversale 96 qui commande l'enroulement du fil sur la broche. Deux plaques 98 sont montées à pivotement sur la plaque transversale 96, des segments semi-circulaires 100 étant fixés à ces plaques 98, segments qui, quand ils sont appliqués l'un contre l'autre, comme sur la fig. 2, supportent le plateau tournant 36 dans une position prédéterminée. La position de la plaque 96 est commandée par un cylindre pneumatique 101 qui exerce une force orientée vers le bas sur cette plaque 96 par une tige 102 et une chaîne 104 permettant a la plaque 96 de s'abaisser à une vitesse prédéterminée sous la pression exercée par le piston du cylindre 101.
Le mécanisme de broche 12 se compose essentiellement du plateau tournant 36, de la cuvette 86, d'un élément central cylindrique perforé 105 qui comporte une extrémité pleine 106 qui s'engage à glissement dans un prolongement creux de la base de la cuvette afin de maintenir la broche verticalement, d'un certain nombre de tiges minces métalliques allongées 108 qui pivotent sur des colliers supérieur 110 et inférieur 112, ces colliers étant tenus sur l'élément central 105 par un moyen quelconque, tel que des vis de blocage.
Les tiges 108 occupent normalement la position de travail représentée sur les fig. 2 et 6, mais peuvent être tournées sur une position extrême extérieure où elles sont appliquées contre les extrémités d'éléments en L 114 soudés ou fixés d'une autre manière aux branches 116 du plateau, ou encore peuvent tourner sur une position suivant laquelle elles sont plaquées contre l'élément central cylindrique 105, comme le montrent les fig. 8-10.
On va décrire maintenant le fonctionnement de cette machine.
Dans des conditions de fonctionnement normales, de l'air est admis en continu dans l'aspirateur 40 et la délivrance du fil 38 devant être gonflé et teint est réglée par les rouleaux de serrage 41 et 42 qui s'arrêtent et se mettent en marche automatiquement grâce à un système de commande approprié (non représenté). La fig. 2 montre la broche au moment où le mécanisme de pivotement a tourné à une position dans laquelle la poulie 88 est venue au contact du ruban d'entraînement 90 et où la came 92 s'est ap- pliquée contre la cheville 118 et l'a repoussée vers l'arrière (fig. 4) de manière à fermer les segments semi-circulaires 100 sous le plateau tournant 36. Le tube d'enroulement 34 n'est pas en marche et l'aspirateur n'est pas alimenté en fil.
Etant donné que la broche 12 tourne, les tiges métalliques 108 pivotent, par suite de la friction du plateau 36 contre les segments 100, sur la position représentée sur les fig. 2 et 6, où la base des fils 108 est empêchée de se déplacer davantage vers l'extérieur par le diamètre intérieur de la cuvette 86. Ensuite, si l'on veut former un paquet de fil, on élève le plateau 36 sur la position esquissée sur la fig. 6 en actionnant le cylindre pneumatique 101, ce qui élève la plaque transversale 96 et les éléments semi-circulaires 100 en repoussant le plateau 36 vers le haut à la position indiquée. Ensuite, on desserre le frein 58 et les rouleaux de serrage 41 et 42 se mettent en marche pour délivrer du fil à l'aspirateur 40.
Comme il a été mentionné ci-dessus, le tube d'enroulement 34 tourne beaucoup plus vite que le plateau et la broche pour produire une série ascendante de boucles de fil.
Dans la forme de réalisation préférée de l'invention, le tube 34 tourne à une vitesse de l'ordre de 2200 tr/mn, tandis que la broche tourne à 15 tr/mn afin de poser un nombre considérable de boucles à chaque position verticale du plateau 36. Ensuite, pour élever la hauteur du paquet de fil, la chaîne 104 permet à la plaque transversale 96 de descendre à une vitesse prédéterminée sous la pression du piston du cylindre pneumatique 101. La plaque transversale 96 et le plateau 36 descendent jusqu'à ce que l'élément d'actionnement 120 rencontre un contact 122 disposé de manière convenable. Quand le contact 122 est actionné, le frein 58 s'applique pour ralentir la rotation du tube d'enroulement 34 et pour désaccoupler l'entraînement des rouleaux de serrage 41 et 42.
Après cela, le fil 38 fourni à la broche tend à former de petites boucles autour du sommet du centre de celle puis à se casser lorsque la tension augmente par suite du ralentissement de la délivrance du fil au tube d'entraînement 34, puisque les rouleaux de serrage 41 et 42 n'opèrent plus, alors que la broche 12 continue de tourner à sa vitesse normale.
Comme il a été expliqué brièvement ci-dessus, les segments semi-circulaires 100 sont soudés, ou fixés d'autre manière, aux plaques 98 qui sont reliées à pivotement à la cheville 118. La cheville 118 peut glisser dans la fente 124 de la plaque transver sale 96. Deux leviers 126 et 128 sont montés à pivotement à l'une des extrémités d'un pilier 128 fixé sur la face supérieure de la plaque transversale, l'une des extrémités de l'un des leviers 126 étant reliée à un montant 130 fixé à l'une des plaques 98, tandis que l'autre levier 126 est relié à pivotement à un second montant 132 fixé à l'autre plaque 98. Aux montants 130 et 132 est fixé un ressort 134 qui rappelle les plaques 98 I'une vers l'autre.
Quand le paquet est formé complètement sur la broche 12 et est prêt à être enlevé, on place une broche vide dans la cuvette 86 de l'autre broche du mécanisme de pivotement 72 et on introduit de l'air par l'entrée 136 du cylindre 80 afin de déplacer la chaîne 76 dans le sens des aiguilles d'une montre de manière à tourner la broche portant le paquet plein et la broche vide dans ce sens. Lorsque le paquet plein commence à tourner, la cuvette 86 s'applique contre l'un des segments semicirculaires 100, provoquant l'ouverture de ceux-ci, ce qui fait pivoter les plaques 98 à l'encontre de la force du ressort 134. En même temps, la cheville 118 glisse vers les segments semi-circulaires dans la fente 124 par suite du pivotement des plaques 98.
Quand la cheville 118 dépasse la moitié de la fente, le ressort 134 provoque l'ouverture complète des segments 100 et le verrouillage de ceuxci en position d'ouverture, puisque cette cheville est poussée positivement sur la position antérieure représentée sur la fig. 5. Le mécanisme de pivotement continue de tourner dans le sens des aiguilles d'une montre de 180 jusqu'à ce que la broche vide vienne se placer sous le tube d'enroulement 34 et que la came 92 s'applique contre la cheville 118 et repousse celleci vers l'arrière, en refermant les segments semi-circulaires 100 sous le plateau 36 en préparation au bobinage d'un nouveau paquet de fil.
Le paquet de fil nouvellement bobiné qui occupe maintenant la position précédemment occupée par la broche vide, peut alors être enlevé de la cuvette 86, après quoi, on fait pivoter les tiges 108 sur leur position extrême vers l'extérieur, de sorte qu'elles s'appliquent contre les extrémités des éléments en L 114 pour raffermir le paquet qui vient d'être bobiné (fig. 7). Ensuite, on fait tourner les tiges vers l'intérieur, contre l'élément central 105 comme le montrent les fig. 8 et 9 afin de ménager un espace 136 autour de la broche pour permettre au fil de gonfler quand il est placé dans la chambre de vapeur sous pression 14. On place ensuite le paquet de fil dans la chambre de vapeur 14 pour le gonfler et réaliser le paquet représenté sur la fig. 10.
Il est à noter que la hauteur du paquet de fil tend à diminuer pendant le gonflage, puisque la longueur du fil diminue pendant cette opération. Le paquet de fil gonflé est ensuite traité de la manière décrite ci-dessus.
On voit aisément que le paquet de fil produit par le procédé de l'invention possède à la fois les caractéristiques d'un fil teint en écheveaux et celles d'un paquet bobiné classique. L'enroulement décrit ci-dessus produit ainsi un paquet dans lequel le fil est bobiné d'une manière compacte et cependant lâche et qui peut être facilement gonflé et teint.