La présente invention a pour objet un appareil pour fabriquer du tissu à poil.
L'appareil selon l'invention a été mis au point en vue de la fabrication de tissus à poil sous la forme de tapis, mais il doit être entendu qu'il peut s'appliquer aux tissus à poil en général.
Il existe deux catégories principales de tapis et de procédés pour leur fabrication qui sont d'un usage général actuellement.
La premiére catégorie de tapis, que l'on peut qualifier de tapis traditionnels, comprend un élément de base tissé à partir de fils de chaîne et de fils de trame simultanément à l'insertion ou au levage du fil de poil. On peut citer, comme exemples de cette catégorie de tapis, les tapis Axminster et Wilton. Dans le cas des tapis Axminster, des longueurs de fil destinées à former des touffes de poil sont insérées à la ligne de serrage des fils de chaîne et des fils de trame de l'élément de base, en rangées successives s'étendant dans le sens de la trame, depuis des châssis tubulaires respectifs portant des bobines de fil à poil ou depuis des pinces qui saisissent des longueurs de fil à poil en touffe qui leur sont présentées à partir d'un râtelier et d'un mécanisme sélecteur associé commandé par une machine jacquard.
Dans le cas des tapis Wilton, du fil de poil est contenu dans l'élément de base sous forme de fils de chaîne; ces derniers sont soulevés du plan des fils de chaîne et des fils de trame de l'élément de base, à la ligne de serrage, par insertion de fils métalliques s'étendant dans le sens de la trame, qui sont ensuite retirés et qui portent des couteaux pour sectionner les boucles soulevées et former des touffes.
La seconde catégorie principale de tapis (généralement connus sous le nom de tapis fabriqués sur métiers à aiguilles) est formée à partir d'un élément de base tissé au préalable dans lequel des rangées successives de longueurs de fil de poil à touffe sont insérées par une rangée correspondante d'aiguilles pénétrant dans l'élément de base tissé au préalable et sont ensuite fixées en enduisant la face de l'élément de base opposée à celle d'où émergent les touffes, au moyen d'un liant pouvant faire prise.
Les tapis traditionnels peuvent être fabriqués avec des dessins, c'est-à-dire que les touffes de fil à poil forment un dessin, soit régulier, soit au hasard. La vitesse d'insertion de la rangée de touffes de poil s'étendant dans le sens de la trame est toutefois limitée par le procédé de fabrication et est, par exemple, de l'ordre de 15 à 20 rangées par minute.
Dans les tapis fabriqués sur métier à aiguilles, la vitesse d'insertion des rangées de touffes de poil est plus élevée, mais dans ce cas, on ne peut obtenir des dessins réguliers autres que des dessins trés simples, tels que des bandes s'étendant dans le sens de la longueur de l'élément de base, c'est-à-dire perpendiculairement à chaque rangée de touffes de poil insérée.
On a formulé différentes propositions pour la fabrication d'un tissu à poil, consistant à enduire un élément de base formé au préalable d'une couche d'adhésif et à presser des longueurs de fil à poil à touffes dans cet adhésif pour les faire adhérer à l'élément de base. Toutefois, ces propositions se sont révélées peu satisfaisantes pour différentes raisons, et pour autant qu'on le sache, aucune d'elles n'a rencontré un succès suffisant pour être appliquée sur une base commerciale.
Le but principal de la présente invention est de réaliser un appareil pour fabriquer du tissu à poil, qui permettra à des tissus portant des dessins comparables à ceux formés actuellement dans les tapis traditionnels d'être fabriqués à une plus grande vitesse ou plus économiquement, ou éventuellement avec une amélioration de chacun de ces facteurs.
Cet appareil comprend des moyens pour acheminer un élément de base formé au préalable et de l'adhésif le long d'un parcours d'acheminement à travers un poste d'attache de touffes de poil, et des moyens de manutention de fil pour faire avancer une rangée de longueurs de fil destinés à former les touffes de poil depuis.
une source de ces longueurs de fil jusqu'au poste d'attache et pour presser une première partie de chacune de ces longueurs dans l'adhésif sur l'élément de base, et est caractérisé en ce qu'il est prévu un organe de contrôle des touffes, situé à l'une des limites du poste d'attache, vers lequel l'élément de base au poste d'attache est avancé et présentant des faces opposées orientées dans le sens de la longueur du parcours d'acheminement au poste d'attache, un organe de poussée susceptible d'être déplacé vers et à l'écart de l'organe de contrôle des touffes le long d'un parcours qui s'étend dans la même direction générale que le parcours d'acheminement au poste d'attache, depuis une position située du côté amont du poste d'attache jusqu'à une position située entre l'organe de contrôle des touffes et le parcours d'acheminement,
et des moyens pour imprimer à l'organe de poussée un mouvement de va-et-vient le long du parcours d'acheminement, de manière que l'organe de poussée puisse pousser, au-delà de l'organe de contrôle des touffes, une seconde partie d'une longueur de fil dont la première partie a été adhérée à l'élément de base.
Cet agencement empêche les touffes d'une rangée nouvellement appliquée de recouvrir la zone de l'élément de base sur laquelle une rangée suivante de touffes doit être appliquée.
On décrira maintenant l'invention, à titre d'exemple, en se reportant au dessin annexé, où:
les fig. 1 à 6 sont des illustrations schématiques de stades successifs de la fabrication de tissu à poil par un appareil conforme à l'invention;
la fig. 7 est une vue de profil et en élévation d'une forme d'exécution de cet appareil où l'on a omis, pour des raisons de clarté, les plaques latérales et certaines autres parties;
la fig. 8 est une vue partielle, de profil et en élévation, à une échelle plus grande de l'appareil représenté à la fig. 7;
;
la fig. 9 est une vue partielle de profil et en élévation et à une échelle plus grande encore de l'appareil représenté à la fig. 7, montrant en détail des organes de l'appareil correspondant à ceux illustrés dans les fig. 1 à 6, et
la fig. 10 est le schéma d'un circuit du dispositif d'actionnement pneumatique de cet appareil.
Selon les opérations illustrées dans les fig. 1 à 6 on avance un élément de base 10 formé au préalable jusqu'à un poste 1 1 d'attache du poil et on avance simultanément un adhésif jusqu'à ce poste pour permettre le collage de longueurs de fil à poils en touffes, telles que la longueur désignée par 12, à l'élément de base, en une rangée s'étendant en travers de cet élément, transversalement à la direction d'avancement indiquée par la flèche 13 dans la fig. 1.
De préférence, I'adhésif est acheminé au poste d'attache par
l'élément de base même et, dans ce cas, cet adhésif se présente
sous la forme d'un enduit 14 préalablement appliqué sur l'une des
faces de l'élément de base. Cet enduit se trouve avantageusement
dans un état initial non collant de sorte que l'on peut emmagasi
ner l'élément de base sous la forme d'un rouleau.
L'adhésif préféré 14 est un adhésif fondu chaud qui contient
comme constituant principal, ou comme l'un des constituants
principaux, une résine thermoplastique. Cet adhésif fondu chaud
est solide et non collant à la température ambiante, mais devient
collant après un chauffage modéré, puis fluide lorsqu'on le
chauffe à des températures plus élevées. Quand il est à la température ambiante, L'adhésif possède une souplesse suffisante pour éviter une rigidité excessive du tissu à poil terminé et pour éviter une craquelure de la couche d'adhésif lorsqu'on fléchit l'élément de base.
Un adhésif fondu chaud approprié est celui vendu sous le nom commercial de Thermoflow 7504 par la société Evode Limited
de Stafford, en Angleterre. Un adhésif approprié typique contient
de 20 à 50% en poids d'un copolymère d'acétate d'éthylènevinyle, de 15 à 40% en poids d'une résine rendant le produit collant, telle que la colophane de bois, et de 25 à 60% en poids d'une charge, par exemple une charge minérale telle que le kaolin.
L'adhésif peut en outre contenir des cires, un stabilisant et un plastifiant.
L'adhésif est amené à l'état visqueux avant d'arriver au poste
d'attache 1 1 au moyen d'un dispositif de chauffage ayant la forme
d'une plaque chaude 15 au-dessus de laquelle l'élément de base 10
passe en se dirigeant vers le poste d'attache. La plaque chaude est
en contact avec la face de l'élément de base opposée à celle sur
laquelle est formée la couche d'adhésif 14. La plaque chaude 15
est par exemple maintenue à une température se situant entre 75
et 110 C et ses dimensions de même que la vitesse d'avancement
de l'élément de base sont telles que la température d'équilibre est
atteinte avant que l'adhésif et l'élément de base quittent la plaque
chaude.
Au poste d'attache 11, I'élément de base 10 enduit d'adhésif
est supporté par un cylindre 16 entraîné en rotation selon l'avance
exigée pour l'élément de base, comme indiqué par la flèche 13.
Au-dessus du parcours d'avance de l'élément de base 10 vers le
poste d'attache 11, une fente 17 est présentée par un dispositif de
contrainte. La fente s'étend transversalement au parcours
d'avance, sur toute la largeur de l'enduit d'adhésif 14 que porte
l'élément de base et a une largeur (mesurée suivant la direction
d'avancement de l'élément de base) qui est inférieure à une lon
gueur de fil 12 à touffe. Le dispositif de contrainte est constitué
par une paroi terminale d'un carter 18 et une face terminale d'une
plaque 19 qui constituent les limites opposées de la fente. Le
carter 18 et la plaque 19 présentent des faces supérieures horizon
tales respectives qui se trouvent dans un même plan et en travers
desquelles les longueurs de fil 12 à touffes sont attirées, ainsi
qu'on va le décrire.
Une rangée d'extrémités de fils à poils en touffe est présentée à
un poste de saisie 20 par l'une quelconque d'un certain nombre de
sources différentes de fil à poil.
Comme le montrent les fig. 1 à 6, une source de fil à poil est
constituée par un certain nombre de bobines, telles que 21, dont
chacune porte un certain nombre d'enroulements juxtaposés de fil
à poil dans la séquence de couleurs requise. Les extrémités des fils
émergent d'entre les dents d'un peigne 22 prévu sur un châssis
supportant les bobines de sorte que les extrémités des fils à poil
sont présentées d'une manière générale horizontalement, comme
indiqué en 23.
Les bobines peuvent être supportées d'une manière connue,
par des chaînes ou des organes flexibles similaires passant sur des
pignons de chaîne ou par un support polygonal qui est monté à
rotation près du poste de saisie pour présenter des bobines succes
sives à celui-ci. En variante, la source de fil peut être constituée
d'un râtelier comprenant un certain nombre de bobines, suffisant
pour présenter un groupe d'extrémités de fils de couleurs diffé
rentes dans chaque position le long de la rangée, et des supports
respectifs pour recevoir chaque groupe d'extrémités de fils diffé
remment colorés, des dispositifs jacquard ou d'autres dispositifs
sélecteurs étant prévus pour positionner sélectivement les supports
et amener l'extrémité de fil coloré requise au poste de saisie dans
chaque position le long de la rangée pour chaque cycle opératoire.
Pour amener les longueurs de fil formant les touffes de poil du
poste de saisie 20 à l'élément de base 10 enduit d'adhésif se trou
vant au poste d'attache 11, il est prévu des dispositifs de manuten
tion du fil comportant des pinces 24. Les pinces 24 peuvent glisser
sur la face supérieure du carter 18 pour se rapprocher et s'écarter
du poste de saisie des fils, suivant une direction approximative
ment parallèle au parcours d'avancement le long duquel l'élément
de base 10 se déplace vers le poste d'attache. Dans la fig. 1,
L'appareil est illustré au début d'un cycle opératoire, les pinces 24
étant positionnées près de la fente 17, du côté de celle-ci se trouvant à l'écart du poste de saisie 20. Les pinces avancent vers le
poste de saisie du fil et s'ouvrent simultanément au contact de
galets 25 respectifs avec des plaques 26 montées sur les branches
supérieures des pinces.
Pendant l'avance des pinces vers le poste
de saisie du fil, la position des galets 25 reste inchangée, bien que
ceux-ci puissent tourner autour de leur axe.
Quand les pinces 24 atteignent le poste 20 de saisie du fil, comme indiqué dans la fig. 2, les extrémités de fil 23 se trouvent entre les mâchoires des pinces. Les galets 25 sont ensuite relevés, pour permettre aux pinces de se fermer sous l'action de leur ressort 27 et de serrer fermement les extrémités de fil. Comme indiqué à la fig. 3, les pinces sont ensuite retirées du poste de saisie du fil et quand la longueur de fil requise pour former une touffe a été extraite de la bobine 21, un couteau 28 descend au contact du fil, près du peigne 22, et est animé d'un mouvement de va-et-vient transversalement au fil pour sectionner celui-ci. Le couteau est ensuite relevé. Comme le montre la fig. 4, après sectionnement par le couteau 28, des extrémités de fils émergent encore à travers le peigne 22.
Les pinces 24 sont retirées jusqu'à ce qu'elles soient revenues dans la position illustrée dans la fig. 1, entraînant ainsi les longueurs 12 de fil à touffes jusqu'à des positions où elles chevauchent la fente 17. Les galets 25 redescendent à ce moment pour ouvrir les mâchoires des pinces.
Quand les mâchoires des pinces s'ouvrent, les longueurs 12 de fil à touffes sont engagées par un organe de pression 29 qui est monté en vue d'un mouvement alternatif vertical dans la fente 17.
L'organe de pression entre en contact avec une partie médiane de chaque longueur 12 de fil à touffe et pousse cette partie, par la fente 17, dans la couche d'adhésif 14 recouvrant l'élément de base au poste d'attache. Comme l'adhésif a été porté par la plaque chaude 15 à une température à- laquelle il est mou et collant, la partie médiane de chaque longueur de fil à touffe peut être poussée facilement dans l'adhésif et, ëventuellement, au contact de l'élément de base.
Les parties terminales de chaque longueur 12 de fil à touffe suivent la partie médiane de celle-ci dans la fente 17. On verra, d'après la fig. 5, que les limites de la fente sont espacées de la couche d'adhésif 14 mais s'en rapprochent suffisamment pour garantir que les extrémités de chaque longueur 12 de fil à touffe restent à l'intérieur de la fente 17 quand la partie médiane de cette longueur de fil est pressée dans la couche d'adhésif. Ces parties terminales sont donc obligées de prendre une position redressée par rapport à l'élément de base 10.
Le cylindre 16 peut s'ajuster verticalement par rapport au carter 18 et à la plaque 19, de sorte que, quelle que soit la longueur de fil à poil débitée, une moitié au plus de la partie de chaque longueur de fil qui émerge de la couche d'adhésif reste à l'intérieur de la fente 17 quand la partie médiane de cette longueur est pressée dans l'adhésif.
Quand la-partie médiane de chaque longueur 12 de fil à touffe a été pressée dans la couche d'adhésif 14,1'organe de pression 29 est retiré de la fente 17 vers le haut, jusqu'à la position illustrée dans la fig. 6, position dans laquelle cet organe est écarté des pinces 24 quand ces dernières sont à nouveau avancées vers le poste de saisie 20. Après retrait de l'organe de pression 29, le cycle opératoire est achevé.
Pendant un stade final d'avancement des pinces 24 vers le poste de saisie du fil, un organe de poussée 30 s'avance en travers du fond de la fente 17 pour pousser hors de celle-ci les touffes de poil nouvellement appliquées et les amener dans la position que montre la fig. 2. L'organe de poussée est avantageusement monté en vue d'un mouvement alternatif dans le carter 18 et comprend une queue de manoeuvre 31 qui ressort de l'extrémité de gauche du carter pour engager une partie du dispositif de manoeuvre des pinces non représenté dans les fig. 1 à 6.
On notera que la plaque 19 présente, au voisinage de la fente 17, un rebord tourné vers le bas 32, qui constitue un organe limite et sépare une longueur 12 de fil à touffe, pressée dans la fente 17, d'une longueur de fil adjacente précédemment appliquée.
La manoeuvre de l'organe de poussée 30 déplace les longueurs 12 du fil à touffes depuis une position dans laquelle elles sont en contact avec une face du rebord 32 jusqu'à une position dans laquelle elles sont en contact avec la face opposée de celle-ci.
Quand les longueurs de fil formant les touffes passent sous la bride, elles sont nécessairement quelque peu pliées, mais elles peuvent ensuite se redresser car il existe sous la partie principale de la plaque 19 un espace suffisant pour recevoir la pleine hauteur des touffes sans faire fléchir ou écraser celles-ci. Quand les touffes de poil sont déplacées par l'organe de poussée 30, depuis la fente 17 vers une position située sous la plaque 19, l'élément de base 10 avance d'un pas, sur une distance correspondant à l'espacement entre deux rangées adjaçentes de touffes.
I1 est clair que pendant les phases illustrées dans les fig. 5 et 6, la source de fil à poil est manoeuvrée pour amener une autre rangée d'extrémités de fils 23 au poste de saisie.
En se reportant maintenant aux fig. 7, 8 et 9, qui représentent une forme d'exécution de l'appareil pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, les pièces de celuici qui ont été évoquées à propos des fig. 1 à 6 sont désignées par les mêmes numé ros de référence.
L'appareil comprend un support 33 pour un rouleau 34 d'élément de base 10 enduit d'adhésif, le support étant agencé de manière que le rouleau puisse tourner librement afin de permettre d'en extraire l'élément de base. L'appareil comprend en outre un cylindre d'appel 35 qui peut être entraîné à une vitesse déterminée pour extraire l'élément de base du rouleau 34 à une vitesse uniforme. Du cylindre d'appel, l'élément de base passe autour des rouleaux d'un accumulateur 36 qui intervient pour maintenir dans l'élément une tension essentiellement uniforme en aval du cylindre d'appel et permettre une accumulation variable de l'élément de base afin de compenser les variations dans l'allure à laquelle il est extrait du rouleau 34 par rapport à la vitesse à laquelle il passe dans le reste de appareil.
De l'accumulateur 36, l'élément de base 10 passe sur des rouleaux de guidage 37, puis sur la surface de la plaque chaude 15 pour se diriger vers le cylindre 16 au poste d'attache. A partir du poste d'attache, l'élément de base est guidé par d'autres cylindres de guidage 38, au-dessus de la surface d'une seconde plaque chaude 39, vers un rouleau 40 sur lequel l'élément de base garni de touffes est enroulé pour l'emmagasiner. Le rouleau 40 est supporté par une paire de cylindres 41 dont l'un au moins est entraîné pour faire tourner le rouleau et enrouler sur celui-ci l'élément de base.
Ainsi qu'on le décrira ci-après, le couteau 28,1'organe de pression 29 et les galets 25 d'ouverture des pinces sont actionnés pneumatiquement. Pour faire avancer et reculer les pinces 24, actionner l'élément de poussée 30 et avancer l'élément de base 10 au poste d'attache, il est prévu un dispositif de commande qui comprend un moteur électrique 42. L'arbre de sortie du moteur 42 est accouplé à une unité 43 d'entraînement à vitesse variable, qui est accouplé au moyen d'une transmission à courroie dentée à un réducteur de vitesse 44. L'élément de sortie rotatif du réducteur est accouplé, par une autre transmission à courroie, à une poulie fixée sur un arbre d'entraînement 45.
Il est prévu des pinces 24 disposées en une rangée s'étendant le long du poste d'attache et dont le nombre dépend de la largeur de la partie de l'élément de base dans laquelle des touffes de poil doivent être implantées. Une des extrémités d'une tige de manoeuvre 46 correspondante est fixée à la branche inférieure de chaque pince, la tige s'éloignant du poste d'attache. L'autre extrémité de chaque tige 46 de manoeuvre de pince est raccordée par un élément articulé à l'extrémité supérieure d'un bras 47 attaché à un axe 48 s'étendant sur toute la longueur de la rangée de pinces. Une extrémité de l'axe 48 traverse une plaque latérale 49 de l'appareil et un bras 50 est fixé à l'extrémité en saillie de l'axe, de manière à se disposer radialement à celui-ci.
Une extrémité du bras 50, éloignée de l'axe 48, est reliée par une tringle 51 à un levier 52 de manoeuvre des pinces. Le levier 52 est disposé pour osciller autour d'un pivot 53 sous la commande d'une came 54 portée par l'arbre d'entraînement 45 et engageant un galet de came 55 prévu sur le levier 52. Le galet est poussé au contact de la came par un ressort 56 attaché entre le levier 52 et une partie de la structure du bâti de l'appareil.
La tringle 51 est reliée par un pivot à un bossage qui peut être
ajusté suivant la longueur du levier 52 afin de faire varier la
longueur effective de celui-ci. La tringle 51 comprend un tendeur permettant d'ajuster aussi la longueur effective. Quand le levier 52
oscille autour de son pivot 53, Faxe 48 est entraîné dans cette
oscillation et les pinces sont animées d'un mouvement alternatif
les rapprochant et les écartant du poste 20 de saisie de fil.
L'ampleur du mouvement des pinces et la position de repos de celles-ci peuvent être modifiées en réglant la longueur effective du
levier 52 et de la tringle 51 respectivement.
Comme indiqué précédemment, chacun des organes de poussée 30 est muni d'une queue de manoeuvre 31 qui émerge du carter 18. Cette queue de manoeuvre est disposée pour venir au contact d'une butée 57 que porte la tige 46 de manoeuvre de pince, à son extrémité voisine du bras 47. Quand les pinces 24 avancent en direction du poste de saisie de fil, la butée 57 entre en contact
avec la queue de manoeuvre 31 et fait avancer l'organe de pous
sée 30 en travers du fond de la fente 17 pour chasser de celle-ci une touffe nouvellement formée. La butée 57 peut s'ajuster par rapport à la tige 46 de manoeuvre de pince tant dans le sens la rapprochant que dans le sens l'écartant de la queue de manoeuvre 31. L'organe de poussee est ramené vers l'arrière par un ressort de rappel non représenté.
L'un des rouleaux additionnels de guidage 38a est disposé pour être entraîné par intermittence au moyen d'une autre came fixée sur l'arbre d'entraînement 45. Cette came est disposée pour faire osciller l'élément d'entrée d'un embrayage à béquille une fois par tour de l'arbre d'entraînement; l'élément de sortie de cet embrayage est accouplé au rouleau 38a et fait avancer celui-ci unidirectionnellement d'un pas pour chaque tour de l'arbre d'entraînement. On peut régler l'étendue du mouvement d'oscillation de l'élément d'entrée de l'embrayage, de manière à pouvoir ajuster l'avance de l'élément de base 10 au poste d'attache pendant chaque cycle opératoire du dispositif de manutention du fil.
Un galet 25 d'ouverture des pinces est prévu pour chaque paire de celles-ci. Les galets 25 sont montés chacun de manière pivotante sur une barre de commande 58 qui s'étend sur toute la longueur de la rangée de pinces. La barre 58 d'ouverture des pinces est montée sur les extrémités inférieures de tiges de piston de vérins 59. Le nombre de vérins 59 prévu dépendra de la longueur de la rangée de pinces et on pourrait prévoir, par exemple, trois de ces vérins.
L'organe de pression 29 est un organe en forme de lame qui s'étend de manière continue sur toute la longueur de la fente 17.
Cet organe est porté par les tiges de piston de vérins 60 qui sont au nombre de deux, par exemple.
Le couteau 28 a aussi la forme d'une lame qui s'étend de manière continue sur toute la longueur de la rangée d'extrémités de fils présentées au poste de saisie 20. Le couteau est monté pour glisser d'un mouvement alternatif longitudinal sur un chariot fixé aux extrémités inférieures des tiges de piston de vérins 61 qui sont, par exemple, au nombre de deux. Pour animer le couteau 28 d'un mouvement alternatif par rapport au chariot, il est prévu un seul vérin horizontal 62, qui est monté d'un côté de l'appareil et qui est accouplé au couteau 28 par des tringles qui permettent le mouvement vertical du couteau par rapport au vérin 62.
Le circuit pneumatique, qui comprend les vérins 59 à 62, est illustré schématiquement dans la fig. 10. Ce circuit comprend un raccord d'alimentation 63, qui conduit à travers un filtre 64 à une soupape régulatrice de pression 65. Cette soupape est raccordée par un graisseur 66 et une soupape de réglage 67 aux orifices d'entrée désignés par 68.
La manoeuvre des vérins 59 à 62 est commandée par neuf soupapes 69 à 77, dont les cames de commande sont montées sur
L'arbre 45. Ces cames sont disposées pour assurer la séquence d'opérations suivante:
- les vérins 59 se contractent pour fermer les pinces;
- les vérins 61 sont déployés pour abaisser le couteau;
- les vérins 62 sont déployés pour déplacer longitudinalement le couteau;
- les vérins 61 se contractent pour relever le couteau;
- les vérins 62 se contractent;
- les vérins 59 sont déployés pour ouvrir les pinces;
- les vérins 60 sont déployés pour abaisser l'organe de
pression;
- les vérins 60 se contractent pour relever l'organe de pres
sion.
Il est entendu que les phases de cette séquence peuvent se
chevaucher dans une certaine mesure, une phase étant commencée
avant que la phase précédente soit achevée. On envisage que la
séquence se répétera environ quatre-vingts fois par minute.
L'appareil est donc destiné à implanter des touffes de poil dans
l'élément de base à une vitesse approximative de 80 rangées par
minute.
La construction des pinces est décrite de façon plus détaillée
dans l'exposé d'invention du brevet suisse N" 568850.
The present invention relates to an apparatus for manufacturing pile fabric.
The apparatus according to the invention has been developed for the manufacture of pile fabrics in the form of rugs, but it should be understood that it can be applied to pile fabrics in general.
There are two main categories of carpets and methods for their manufacture which are in general use today.
The first category of carpets, which can be termed traditional carpets, comprises a basic element woven from warp yarns and weft yarns simultaneously with the insertion or lifting of the pile yarn. Examples of this category of rugs include the Axminster and Wilton rugs. In the case of Axminster carpets, lengths of yarn intended to form pile tufts are inserted at the clamping line of the warp and weft yarns of the base element, in successive rows extending in the direction of the weft, from respective tubular frames carrying spools of pile yarn or from grippers which grasp lengths of tufted pile yarn presented to them from a rack and associated selector mechanism controlled by a jacquard machine.
In the case of Wilton rugs, pile yarn is contained in the base element in the form of warp yarns; these are lifted from the plane of the warp yarns and weft yarns of the base element, to the clamping line, by inserting metal yarns extending in the weft direction, which are then withdrawn and which carry knives to cut the raised loops and form tufts.
The second main category of carpets (commonly known as needle loom carpets) is formed from a pre-woven base unit into which successive rows of lengths of tufted pile yarn are inserted through a corresponding row of needles penetrating the pre-woven base element and are then secured by coating the face of the base element opposite to that from which the tufts emerge, with a setting binder.
Traditional rugs can be made with designs, that is, tufts from yarn to pile form a pattern, either regular or random. The insertion speed of the row of weft-extending pile tufts, however, is limited by the manufacturing process and is, for example, of the order of 15 to 20 rows per minute.
In carpets made on a needle loom, the insertion speed of the rows of pile tufts is higher, but in this case, regular patterns other than very simple patterns, such as bands extending from in the direction of the length of the base element, that is to say perpendicular to each row of tufts of pile inserted.
Various proposals have been made for the manufacture of pile fabric, consisting of coating a previously formed base member with a layer of adhesive and pressing lengths of tufts of pile yarn into this adhesive to adhere them. to the basic element. However, these proposals have proved unsatisfactory for various reasons, and as far as is known, none of them have met with sufficient success to be applied on a commercial basis.
The main object of the present invention is to provide an apparatus for making pile fabric, which will enable fabrics bearing designs comparable to those currently formed in traditional carpets to be produced at a higher speed or more economically, or possibly with an improvement in each of these factors.
This apparatus includes means for conveying a preformed base member and adhesive along a feed path through a pile tuft attachment station, and yarn handling means for advancing. a row of lengths of yarn intended to form the pile tufts from.
a source of these lengths of wire to the attachment station and for pressing a first part of each of these lengths into the adhesive on the base member, and is characterized in that there is provided a control member tufts, located at one of the boundaries of the home station, towards which the base member at the home station is advanced and having opposite faces oriented lengthwise of the delivery path to the home station 'fastener, a push member capable of being moved to and away from the tuft control member along a path which extends in the same general direction as the delivery path to the post 'attachment, from a position located on the upstream side of the attachment station to a position between the tuft control member and the routing path,
and means for imparting to the pusher member a reciprocating movement along the conveying path, so that the pusher member can push past the tuft control member, a second part of a length of wire, the first part of which has been adhered to the base element.
This arrangement prevents the tufts of a newly applied row from covering the area of the base member to which a next row of tufts is to be applied.
The invention will now be described, by way of example, with reference to the appended drawing, where:
figs. 1 to 6 are schematic illustrations of successive stages in the manufacture of pile fabric by an apparatus according to the invention;
fig. 7 is a side view and in elevation of an embodiment of this apparatus in which the side plates and certain other parts have been omitted for reasons of clarity;
fig. 8 is a partial view, in profile and in elevation, on a larger scale of the apparatus shown in FIG. 7;
;
fig. 9 is a partial side view and in elevation and on a still larger scale of the apparatus shown in FIG. 7, showing in detail the members of the apparatus corresponding to those illustrated in FIGS. 1 to 6, and
fig. 10 is a circuit diagram of the pneumatic actuator of this apparatus.
According to the operations illustrated in fig. 1 to 6, a base element 10 formed beforehand is advanced as far as a post 1 1 for attaching the pile and an adhesive is simultaneously advanced to this station to allow the bonding of lengths of pile yarn in tufts, such as that the length designated by 12, at the base element, in a row extending across this element, transversely to the direction of advance indicated by arrow 13 in FIG. 1.
Preferably, the adhesive is conveyed to the attachment station by
the basic element itself and, in this case, this adhesive presents itself
in the form of a coating 14 previously applied to one of the
faces of the base element. This coating is advantageously
in an initial non-sticky state so that we can store
ner the basic element in the form of a roll.
Preferred adhesive 14 is a hot melt adhesive which contains
as main constituent, or as one of the constituents
main, a thermoplastic resin. This hot melt adhesive
is solid and not sticky at room temperature, but becomes
sticky after moderate heating, then runny when
heats up to higher temperatures. When at room temperature, the adhesive has sufficient flexibility to avoid excessive stiffness of the finished pile fabric and to prevent cracking of the adhesive layer when flexing the base member.
A suitable hot melt adhesive is that sold under the trade name Thermoflow 7504 by the company Evode Limited.
of Stafford, England. A typical suitable adhesive contains
from 20 to 50% by weight of an ethylene vinyl acetate copolymer, from 15 to 40% by weight of a resin making the product tacky, such as wood rosin, and from 25 to 60% by weight of 'a filler, for example a mineral filler such as kaolin.
The adhesive may further contain waxes, a stabilizer and a plasticizer.
The adhesive is brought to a viscous state before arriving at the station
attachment 1 1 by means of a heating device in the form
a hot plate 15 above which the base element 10
passes by heading towards the home station. The hot plate is
in contact with the face of the base element opposite to that on
which is formed the adhesive layer 14. The hot plate 15
is for example maintained at a temperature between 75
and 110 C and its dimensions as well as the forward speed
of the basic element are such that the equilibrium temperature is
reached before the adhesive and the base element leave the plate
hot.
At the attachment station 11, the base element 10 coated with adhesive
is supported by a cylinder 16 driven in rotation according to the advance
required for the base element, as indicated by arrow 13.
Over the feed path of base element 10 to the
attachment station 11, a slot 17 is presented by a
constraint. The slot extends transversely to the course
in advance, over the entire width of the adhesive coating 14 that
the base element and has a width (measured along the direction
advancement of the basic element) which is less than one lon
yarn 12 to tuft. The constraint device consists of
by an end wall of a housing 18 and an end face of a
plate 19 which constitute the opposite limits of the slot. The
housing 18 and plate 19 have horizontal upper faces
respective tales which are in the same plane and across
from which the lengths of tufted yarn 12 are attracted, thus
that we will describe it.
A row of tufted pile yarn ends is shown at
an entry station 20 by any one of a number of
different sources of nap.
As shown in Figs. 1 to 6, a source of nap is
constituted by a number of coils, such as 21, of which
each carries a number of juxtaposed windings of wire
naked in the required color sequence. The ends of the wires
emerging from between the teeth of a comb 22 provided on a frame
supporting the coils so that the ends of the wires
are presented generally horizontally, as
indicated in 23.
The coils can be supported in a known manner,
by chains or similar flexible members passing over
chain sprockets or by a polygonal support which is mounted
rotation near the entry station to present successful reels
sives to this one. Alternatively, the wire source can be constituted
a rack comprising a certain number of coils, sufficient
to present a group of wire ends of different colors
annuities in each position along the row, and brackets
respective to receive each group of different wire ends
colored remment, jacquard devices or other devices
selectors being provided to selectively position the supports
and bring the required colored yarn end to the gripping station in
each position along the row for each duty cycle.
To bring the lengths of yarn forming the tufts of the pile
gripping station 20 to base member 10 coated with adhesive hole
front to the attachment station 11, handling devices are provided
tion of the wire having clamps 24. The clamps 24 can slide
on the upper face of the housing 18 to approach and move away
of the wire grabbing station, in an approximate direction
parallel to the travel path along which the element
base 10 moves to the home station. In fig. 1,
The device is shown at the start of an operating cycle, the clamps 24
being positioned near the slot 17, on the side of the latter located away from the gripping station 20. The grippers advance towards the
wire grabbing station and open simultaneously on contact with
respective rollers 25 with plates 26 mounted on the branches
upper clamps.
During the advance of the grippers to the station
wire gripping, the position of the rollers 25 remains unchanged, although
these can rotate around their axis.
When the grippers 24 reach the wire grabbing station 20, as shown in fig. 2, the wire ends 23 are between the jaws of the grippers. The rollers 25 are then raised, to allow the grippers to close under the action of their spring 27 and to firmly clamp the wire ends. As shown in fig. 3, the clamps are then withdrawn from the yarn pick-up station and when the length of yarn required to form a tuft has been taken out of the spool 21, a knife 28 descends into contact with the yarn, near the comb 22, and is driven to 'a back and forth movement transversely to the wire to cut the latter. The knife is then raised. As shown in fig. 4, after severing by the knife 28, the ends of the threads still emerge through the comb 22.
The clamps 24 are withdrawn until they have returned to the position shown in fig. 1, thereby dragging the lengths 12 of tufted yarn to positions where they overlap with the slot 17. The rollers 25 at this time descend to open the jaws of the grippers.
When the jaws of the grippers open, the lengths 12 of tufted yarn are engaged by a pressure member 29 which is mounted for vertical reciprocation in the slot 17.
The pressure member contacts a middle part of each length 12 of tufted yarn and pushes that part, through the slot 17, into the adhesive layer 14 covering the base member at the attachment station. Since the adhesive has been brought up by the hot plate 15 at a temperature at which it is soft and tacky, the middle portion of each length of tufted yarn can be easily pushed into the adhesive and, optionally, contact with the adhesive. basic element.
The end portions of each length 12 of tufted yarn follow the middle portion thereof in the slot 17. It will be seen from FIG. 5, that the boundaries of the slit are spaced apart from the adhesive layer 14 but come close enough to ensure that the ends of each length 12 of tufted yarn remain within the slit 17 when the middle portion of the yarn. this length of wire is pressed into the adhesive layer. These end parts are therefore forced to take an upright position relative to the base element 10.
Cylinder 16 can adjust vertically with respect to housing 18 and plate 19 so that, regardless of the length of nap yarn fed, no more than half of the portion of each length of yarn that emerges from the A layer of adhesive remains inside the slot 17 when the middle portion of this length is pressed into the adhesive.
When the middle portion of each length 12 of tufted yarn has been pressed into the adhesive layer 14, the pressure member 29 is withdrawn from the slit 17 upwards to the position shown in FIG. 6, position in which this member is separated from the clamps 24 when the latter are again advanced towards the gripping station 20. After withdrawal of the pressure member 29, the operating cycle is completed.
During a final stage of advancement of the grippers 24 towards the yarn gripping station, a pusher 30 advances across the bottom of the slot 17 to push the newly applied tufts of pile out therefrom and bring them. in the position shown in fig. 2. The thrust member is advantageously mounted for reciprocating movement in the casing 18 and comprises an operating tail 31 which emerges from the left end of the casing to engage a part of the device for operating the grippers, not shown. in fig. 1 to 6.
It will be noted that the plate 19 has, in the vicinity of the slot 17, a rim turned downwards 32, which constitutes a limit member and separates a length 12 of tufted yarn, pressed in the slot 17, from a length of yarn previously applied adjacent.
Operation of the pusher member 30 moves the lengths 12 of the tufted yarn from a position in which they contact one face of the flange 32 to a position in which they contact the opposite face thereof. this.
When the lengths of yarn forming the tufts pass under the flange, they are necessarily somewhat bent, but they can then straighten out as there is under the main part of the plate 19 sufficient space to accommodate the full height of the tufts without flexing. or overwrite these. When the pile tufts are moved by the pusher 30 from the slot 17 to a position below the plate 19, the base member 10 advances by one step, a distance corresponding to the spacing between two. adjacent rows of tufts.
It is clear that during the phases illustrated in FIGS. 5 and 6, the pile yarn source is operated to bring a further row of yarn ends 23 to the pick-up station.
Referring now to Figs. 7, 8 and 9, which represent an embodiment of the apparatus for implementing the method according to the invention, the parts thereof which have been mentioned in connection with FIGS. 1 to 6 are designated by the same reference numbers.
The apparatus comprises a holder 33 for a roll 34 of adhesive coated base member 10, the holder being arranged so that the roll can rotate freely to allow the base member to be extracted therefrom. The apparatus further comprises a take-up cylinder 35 which can be driven at a determined speed to extract the base member from the roller 34 at a uniform speed. From the take-up cylinder, the base element passes around the rollers of an accumulator 36 which acts to maintain a substantially uniform tension in the element downstream of the take-up cylinder and allow variable build-up of the base element in order to compensate for variations in the rate at which it is withdrawn from roll 34 relative to the speed at which it passes through the rest of the apparatus.
From accumulator 36, base member 10 passes over guide rollers 37, then over the surface of hot plate 15 to head to cylinder 16 at the docking station. From the attachment station, the base member is guided by further guide cylinders 38, above the surface of a second hot plate 39, to a roller 40 on which the base member is lined. of tufts is rolled up to store it. Roll 40 is supported by a pair of rolls 41, at least one of which is driven to rotate the roll and wind the base member thereon.
As will be described below, the knife 28, the pressure member 29 and the opening rollers 25 of the pliers are actuated pneumatically. To advance and reverse the grippers 24, actuate the pusher member 30 and advance the base member 10 to the hitch station, a control device is provided which includes an electric motor 42. The output shaft of the motor 42 is coupled to a variable speed drive unit 43, which is coupled by means of a toothed belt transmission to a speed reducer 44. The rotary output member of the reducer is coupled, by another transmission to belt, to a pulley fixed on a drive shaft 45.
Clamps 24 are provided arranged in a row extending along the hitching station and the number of which depends on the width of the part of the base member in which the tufts of pile are to be implanted. One of the ends of a corresponding operating rod 46 is fixed to the lower branch of each clamp, the rod moving away from the attachment station. The other end of each gripper operating rod 46 is connected by an articulated member to the upper end of an arm 47 attached to a pin 48 extending the entire length of the row of grippers. One end of the axle 48 passes through a side plate 49 of the apparatus and an arm 50 is fixed to the projecting end of the axle, so as to be disposed radially thereon.
One end of the arm 50, remote from the axis 48, is connected by a rod 51 to a lever 52 for operating the grippers. The lever 52 is arranged to oscillate about a pivot 53 under the control of a cam 54 carried by the drive shaft 45 and engaging a cam roller 55 provided on the lever 52. The roller is pushed into contact with the cam by a spring 56 attached between the lever 52 and part of the frame structure of the apparatus.
The rod 51 is connected by a pivot to a boss which can be
adjusted according to the length of lever 52 in order to vary the
effective length of it. The rod 51 includes a tensioner allowing the effective length to be adjusted as well. When the lever 52
oscillates around its pivot 53, Axis 48 is drawn into this
oscillation and the grippers are reciprocated
bringing them closer to and away from the yarn pick-up station 20.
The amount of movement of the grippers and the rest position of the grippers can be changed by adjusting the effective length of the
lever 52 and rod 51 respectively.
As indicated previously, each of the thrust members 30 is provided with an operating tail 31 which emerges from the housing 18. This operating tail is arranged to come into contact with a stop 57 which the gripper operating rod 46 carries, at its end adjacent to the arm 47. When the grippers 24 advance in the direction of the yarn pick-up station, the stopper 57 comes into contact
with the maneuvering tail 31 and advances the pushing member
Sée 30 across the bottom of the slit 17 to drive therefrom a newly formed tuft. The stop 57 can be adjusted relative to the gripper operating rod 46 both in the direction bringing it closer and in the direction away from the operating tail 31. The pusher member is brought back towards the rear by a return spring not shown.
One of the additional guide rollers 38a is arranged to be driven intermittently by means of another cam fixed to the drive shaft 45. This cam is arranged to oscillate the input element of a clutch. with stand once per revolution of the drive shaft; the output element of this clutch is coupled to roller 38a and advances the latter unidirectionally by one step for each revolution of the drive shaft. The extent of the oscillation movement of the input element of the clutch can be adjusted, so that the advance of the base element 10 at the attachment station can be adjusted during each operating cycle of the device. wire handling.
A gripper opening roller 25 is provided for each pair thereof. The rollers 25 are each pivotally mounted on a control bar 58 which extends the entire length of the row of grippers. The clamp opening bar 58 is mounted on the lower ends of cylinder piston rods 59. The number of cylinders 59 provided will depend on the length of the row of clamps and one could provide, for example, three such cylinders.
The pressure member 29 is a blade-shaped member which extends continuously over the entire length of the slot 17.
This member is carried by the piston rods of jacks 60 which are two in number, for example.
The knife 28 is also in the form of a blade which extends continuously along the entire length of the row of wire ends presented to the gripping station 20. The knife is mounted to slide in a longitudinal reciprocating motion over a carriage fixed to the lower ends of the piston rods of jacks 61 which are, for example, two in number. To animate the knife 28 with a reciprocating movement with respect to the carriage, there is provided a single horizontal cylinder 62, which is mounted on one side of the apparatus and which is coupled to the knife 28 by rods which allow vertical movement. of the knife in relation to the cylinder 62.
The pneumatic circuit, which comprises the cylinders 59 to 62, is illustrated schematically in FIG. 10. This circuit comprises a supply connection 63, which leads through a filter 64 to a pressure regulating valve 65. This valve is connected by a grease nipple 66 and a regulating valve 67 to the inlet ports designated by 68.
The operation of the cylinders 59 to 62 is controlled by nine valves 69 to 77, the control cams of which are mounted on
Shaft 45. These cams are arranged to ensure the following sequence of operations:
- The jacks 59 contract to close the clamps;
- The cylinders 61 are deployed to lower the knife;
- The cylinders 62 are deployed to move the knife longitudinally;
- The jacks 61 contract to raise the knife;
- The jacks 62 contract;
- The jacks 59 are deployed to open the grippers;
- the jacks 60 are deployed to lower the
pressure;
- the cylinders 60 contract to raise the pressure member
if we.
It is understood that the phases of this sequence can be
overlap to some extent, a phase being started
before the previous phase is completed. It is envisaged that the
sequence will repeat approximately eighty times per minute.
The device is therefore intended to implant tufts of hair in
the basic element at an approximate speed of 80 rows per
minute.
The construction of the grippers is described in more detail
in the disclosure of Swiss patent No. 568850.