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.
Several industrial processes, prior to the present invention, are known for swelling and dyeing textile yarns, including the hank dyeing process which produces high quality yarns. In this process, the yarns to be inflated and dyed are wound into skeins from twisting spools or handling cones; the skeins are placed in a large support by threading them on poles mounted horizontally. The hanks hang down from the upper pole and come to be placed around a lower pole located below it and above the lower mouth of the hanks, so that when the thread is relaxed it goes up and comes to touch the lower pole. The supports thus loaded are then placed in the dye tank to inflate and dye the yarn. The dyed yarns are then centrifuged to extract the liquid.
When they leave the centrifuge, the wires are rewound on a handling cone in a special winder. This process produces a high quality yarn, the price of which is inevitably high because current techniques for winding and rewinding the skeins are very slow and, moreover, require highly qualified personnel.
Another method for relaxing and swelling yarns is the conventional dyeing process in which the yarn is wound on a dye tube, then loaded onto carriers and dyed in an autoclave.
As in the hank dyeing process, the liquid is wrung out after dyeing, then the yarn is rewound on shipping cones by conventional means. This process produces a yarn that is inferior in quality to hank-dyed yarns, but is performed on fast winding and rewinding equipment. In addition, since the yarn is dyed under pressure, the dyeing time can be shortened, thereby increasing the production. Further, since the density of the bundles of yarn is greater in this process than in hank dyeing, it is possible to achieve better use of the space of the dyeing plant, due to the high loading per unit of floor surface.
The present invention therefore relates to a process for dyeing a bundle yarn, producing a dyed yarn whose quality is comparable to that of a hank dyed yarn.
French patent N 1365030 describes a process for dyeing a bundle of yarn in which the yarn is fed in the form of turns partially overlapping, in the annular space between an outer wall of a cylindrical pot and a tube. interior serving as a core. The pot rotates and advances axially with respect to the nozzle, so that the wire is deposited in said annular space in a series of helical layers. After filling, the pot is covered to retain the yarn and can be placed in a conventional dyeing machine where the treatment fluid is passed through the mass of yarn. Because of the way the yarn is laid out in the pot, it remains tension-free and can adapt to any degree of shrinkage on its own, without increasing its tension.
French patent N 906014 relates to a method of forming combed ribbons in bundles facilitating their dyeing, consisting in spreading the ribbon in superimposed circles in the form of an ascending spiral around the axis of the pot to form a homogeneous bundle and elastic.
The method according to the invention is characterized in that it is
roll an inflatable thread around a spit in circular loops
eccentric with respect to the spindle, on a rotating support coaxial with the spindle and rotating at an angular speed much lower than the
angular speed of winding of the wire, so that the wire loops,
each of which is plugged in, form a helical layer, we
remove the bundle of thread from said support, the thread is inflated on the
pin and dye the swollen package.
This process has the following advantages over
techniques described in the aforementioned patents:
1. The loops should not be confined between the wall of a
cylindrical pot and a central core may have a diameter
close to that of the final package, which makes winding easier without it being necessary to maintain the loops as they are formed, by means of a helical pressing member.
2. The finished package has more cohesion and can be handled without having to be contained in a cylindrical jar. Anywhere, the package can inflate outward. The central pin does not interfere with the inflation of the package inward.
3. The unwinding does not pose any particular problem.
An example of implementation of the method according to the invention is described below, with reference to the appended drawing, in which:
Fig. 1 is a schematic representation of the entire process.
Fig. 2 is a schematic perspective view of an improved winder used in the process.
Fig. 3 is a schematic representation of the distribution of the wire wound by the winder of FIG. 2.
Fig. 4 is a plan view of the pin transfer mechanism, in the on position.
Fig. 5 is a view similar to FIG. 4 showing the transfer of a spindle.
Fig. 6 shows the pin and position of the guidewires during wire winding.
Fig. 7 shows the position of the guidewires after removal and before inflation.
Figs. 8 and 9 show the position of the pin and the guide wires after the wire has been wound up and while it is ready to be inflated; and
fig. 10 shows the pin and wire after it has been inflated.
As explained above, the process is designed for dyeing all yarns having the particularity of being inflatable.
This feature can be described as the ability of a yarn to contract lengthwise while at the same time expanding radially so as to present a swollen appearance.
Many yarns have this property, among which those of Orlon acrylics, Dacrons bouffants, viscose blends, etc.
The method described opposite is particularly suitable for inflating bouffant Orlon yarns, as shown in FIG. 1.
In fig. 1, the yarn bundle wound on the spools is designated 10 and is mounted on a new and improved spindle mechanism 12. The yarn bundle 10, which is made of a swellable yarn, such as a spindle wire. 'Orlon, is placed in a pressurized steam chamber 14 for inflation.
After the bundle of yarn 10 has been inflated in this vapor chamber 14, it is delivered to a transfer device, designated in its entirety as 16, where it is transferred to a dye tube 17.
From the transfer device 16, the new bundle of yarn 18 is loaded onto a carriage 20 which transports it to the dye tank 22.
The transfer device 16 consists essentially of an endless belt 24 on which are fixed a number of vertical pins 26 having at their base a stop plate 28. From the inlet or the end left side of the upper run of the web 24, a series of operations are performed to produce the new improved pack 18. At position A, a locking plate 30 is threaded over spindle 26. At position B, a tube with dye 17 is threaded over the pin 26 so that one of its ends enters a central opening of the plate 30 and is held there. Next, at position C, a perforated support plate 32 is threaded over the dye tube 17. After that, the spindle moves to position D, where the swollen yarn is removed from the spindle mechanism 12 and is placed on the pin. tube to be dyed 17.
At position E, a second perforated support plate 32 is placed above the swollen yarn and a second locking plate 30 is placed above the second support plate 32. Then, a pressure-driven member 34 'is actuated. at position F so as to rest against the second locking plate 30 in order to decrease the height of the bundle of yarn, thus producing the compact bundle or roll 18, which is seen at position G.
Referring to Figs. 2 to 10 and more particularly in FIGS. 2 and 3, the new winding technique will now be explained. As briefly discussed above, it is proposed to produce a yarn package which combines the advantages of hank dyed yarn and spool dyed yarn. To this end, the bundle must have the following characteristics: (1) the wire must be arranged in such a way that it can be contracted without tightening itself; (2) the density of the bundle should be low in order to allow the yarn to move during inflation and (3) the arrangement of the yarn should be such as to allow easy and efficient winding and rewinding at a satisfactory production rate .
For this purpose, the winding mode shown in FIG. 3 in which the yarn is fed by a winding tube 34 following a helix to a turntable 36, so that the yarn forms a bundle composed of an ascending series of loops 37 surrounding the center line of the tray 36. This result is essentially obtained from the fact that the axis of the winding tube occupies an eccentric position with respect to the axis of the spindle mechanism 12 and that this winding tube 34 rotates at a speed much greater than that of the plate 36. For this purpose, the winding device shown schematically in FIG. 2.
Fig. 2 shows only one of the multiple stations of a machine in which the yarn 38 to be inflated and dyed is supplied to the vacuum cleaner 40 by means of two tightening rollers 41 and 42 suitably driven. Compressed air is introduced into the vacuum cleaner 40 through an inlet 44 and carries the wire 38 through the rotating winding tube 34. This winding tube 34 is mounted in pads or windings 46 and 48 located on it. support members 50 and 52 and can be adjusted relative to them to adjust the position of its output relative to the axis of the spindle 12. A pulley 54 is mounted on the winding tube 34 between the bearings 46 and 48, and is in contact with a drive tape 56 which rotates it.
Near the pulley 54 is mounted on the side opposite to the drive band 56, a brake 58 cooperating with a piston 60 to stop the rotation of the winding tube 34, when necessary.
The spindle mechanism 12 is supported under this winding tube 34 by a frame 62 so as to receive the wire from the tube 34. On the frame 62 is mounted a bearing 64 which supports a shaft 66 passing through upper 68 and lower 70 plates. a pivot mechanism 72. The shaft 66 is surrounded, between the two plates 68 and 70, by a spacer 74 welded or otherwise fixed to the two plates 68 and 70 in order to keep them spaced. To the shaft 66 is fixed, by suitable means, a toothed wheel 75 on which meshes a chain 76, which chain is connected to, and is driven by, the rod 78 of the piston of a double-acting pneumatic cylinder 80. A free toothed wheel 82 is rotatably supported on the shaft 66 and is in contact with a chain 84 which drives the pins of the neighboring station.
In a similar manner, the chain 76 meshes with a free toothed wheel of the spindle of the neighboring station opposite that of the spindle against which the chain 84 is applied.
At each station, the pivot mechanism 72 supports two pins 12, so that one of the pins can work while the other is unloaded. At the end of the upper and lower plates 68 and 70 is rotatably supported a cup 86 to which is fixed a pulley 88 against which comes to rest the drive tape 90 which extends along the machine in order to simultaneously drive the spindles of all stations. A cam 92 is attached to the base of the bowl 86 and rotates therewith for purposes which will be specified later.
Near the spindle mechanism 12 is slidably mounted on rods 94 a transverse plate 96 which controls the winding of the wire on the spindle. Two plates 98 are pivotally mounted on the transverse plate 96, semicircular segments 100 being attached to these plates 98, which segments, when pressed against each other, as in FIG. 2, support the turntable 36 in a predetermined position. The position of the plate 96 is controlled by a pneumatic cylinder 101 which exerts a downward force on this plate 96 by a rod 102 and a chain 104 allowing the plate 96 to lower at a predetermined rate under the pressure exerted. by the cylinder piston 101.
The spindle mechanism 12 essentially consists of the turntable 36, the bowl 86, a perforated cylindrical central element 105 which has a solid end 106 which slips into a hollow extension of the base of the bowl in order to holding the pin vertically, a number of elongated thin metal rods 108 which pivot on upper 110 and lower 112 collars, these collars being held on central member 105 by some means, such as set screws.
The rods 108 normally occupy the working position shown in FIGS. 2 and 6, but can be rotated to an outermost position where they are pressed against the ends of L-elements 114 welded or otherwise fixed to the legs 116 of the plate, or alternatively can rotate to a position in which they are pressed against the central cylindrical element 105, as shown in FIGS. 8-10.
The operation of this machine will now be described.
Under normal operating conditions, air is continuously admitted into the vacuum cleaner 40 and the delivery of the yarn 38 to be inflated and dyed is regulated by the clamping rollers 41 and 42 which stop and start. automatically thanks to an appropriate control system (not shown). Fig. 2 shows the spindle as the pivot mechanism has rotated to a position where pulley 88 has contacted drive tape 90 and cam 92 has pressed against pin 118 and has come into contact with pin 118. pushed back (FIG. 4) so as to close the semi-circular segments 100 under the turntable 36. The winding tube 34 is not running and the vacuum cleaner is not supplied with wire.
As the spindle 12 rotates, the metal rods 108 rotate, due to the friction of the plate 36 against the segments 100, to the position shown in FIGS. 2 and 6, where the base of the wires 108 is prevented from moving further outward by the inside diameter of the cup 86. Then, if it is desired to form a bundle of wire, the plate 36 is raised to the position. sketched in fig. 6 by actuating the pneumatic cylinder 101, which raises the cross plate 96 and the semicircular members 100 by pushing the plate 36 upwards to the position indicated. Then, the brake 58 is released and the clamping rollers 41 and 42 are started to deliver thread to the vacuum cleaner 40.
As mentioned above, winding tube 34 rotates much faster than the platen and spindle to produce an upward series of loops of wire.
In the preferred embodiment of the invention, the tube 34 rotates at a speed of the order of 2200 rpm, while the spindle rotates at 15 rpm in order to lay a considerable number of loops at each vertical position. of the platen 36. Then, to raise the height of the wire bundle, the chain 104 allows the cross plate 96 to descend at a predetermined speed under the pressure of the piston of the pneumatic cylinder 101. The cross plate 96 and the tray 36 descend to 'that the actuating element 120 meets a suitably disposed contact 122. When the contact 122 is actuated, the brake 58 is applied to slow the rotation of the winding tube 34 and to disconnect the drive from the clamping rollers 41 and 42.
After that, the thread 38 supplied to the spindle tends to form small loops around the top of the center of the spindle and then to break as the tension increases as a result of slowing down the delivery of the thread to the drive tube 34, since the rollers clamps 41 and 42 no longer operate, while the spindle 12 continues to rotate at its normal speed.
As briefly explained above, the semicircular segments 100 are welded, or otherwise secured, to the plates 98 which are pivotally connected to the peg 118. The peg 118 can slide into the slot 124 of the pin. transverse plate 96. Two levers 126 and 128 are pivotally mounted at one end of a pillar 128 fixed to the upper face of the transverse plate, one end of one of the levers 126 being connected to an upright 130 fixed to one of the plates 98, while the other lever 126 is pivotally connected to a second upright 132 fixed to the other plate 98. To the uprights 130 and 132 is attached a spring 134 which recalls the plates 98 towards each other.
When the package is fully formed on pin 12 and is ready to be removed, an empty pin is placed in the cup 86 of the other pin of the pivot mechanism 72 and air is introduced through the inlet 136 of the cylinder. 80 in order to move the chain 76 in a clockwise direction so as to turn the spindle carrying the full package and the empty spindle in this direction. When the full package begins to rotate, the cup 86 rests against one of the semicircular segments 100, causing them to open, which rotates the plates 98 against the force of the spring 134. At the same time, the peg 118 slides towards the semicircular segments in the slot 124 as a result of the pivoting of the plates 98.
When the pin 118 exceeds half of the slot, the spring 134 causes the segments 100 to open completely and lock them in the open position, since this pin is positively pushed to the anterior position shown in FIG. 5. The pivot mechanism continues to rotate clockwise 180 until the empty spindle comes under the winding tube 34 and the cam 92 rests against the pin 118. and pushes it back, closing the semicircular segments 100 under the plate 36 in preparation for winding a new bundle of wire.
The newly wound wire bundle which now occupies the position previously occupied by the empty pin, can then be removed from the cup 86, after which, the rods 108 are rotated to their outermost position, so that they are applied against the ends of the L-shaped elements 114 to firm up the package which has just been wound up (fig. 7). Then, the rods are rotated inwards, against the central element 105 as shown in fig. 8 and 9 in order to leave a space 136 around the pin to allow the yarn to swell when it is placed in the pressurized steam chamber 14. The bundle of yarn is then placed in the steam chamber 14 to inflate it and make it the package shown in fig. 10.
It should be noted that the height of the bundle of wire tends to decrease during inflation, since the length of the wire decreases during this operation. The swollen yarn bundle is then processed as described above.
It can easily be seen that the bundle of yarn produced by the process of the invention has both the characteristics of a skein-dyed yarn and those of a conventional spooled bundle. The winding described above thus produces a package in which the yarn is wound in a compact yet loose manner and which can be easily puffed up and dyed.