CH618142A5 - - Google Patents

Description

La présente invention vise à représenter un progrès dans les mandrins tubulaires de teinture en permettant de réaliser des mandrins suffisamment économiques pour n'être pas réutilisés. Le mandrin de l'invention doit s'adapter sur tous les modèles de bobineuses, alors que les mandrins classiques posent des problèmes avec certaines bobineuses.

La présente invention a donc pour objet un mandrin tubulaire pour fil textile tel que défini dans la revendication 1.

Les dessins annexés représentent, à titre d'exemples, plusieurs modes de réalisation de l'objet de l'invention.

La fig. 1 est ime vue en élévation latérale d'un mandrin tubulaire selon l'invention.

La fig. 2 est une vue en élévation latérale du mandrin de la fig. 1 après compression axiale.

La fig. 3 est une coupe transversale du mandrin de la fig. 1.

La fig. 4 est une vue fragmentaire en élévation latérale d'une autre forme du mandrin tubulaire de l'invention.

La fig. 5 est une vue isométrique d'une autre forme de l'invention comportant des éléments hélicoïdaux.

La fig. 6 est une vue fragmentaire en élévation latérale d'une autre variante du mandrin de l'invention.

La fig. 7 est une vue fragmentaire en élévation latérale d'une autre variante du mandrin de l'invention.

Les fig. 8 et 9 sont des vues fragmentaires en élévation latérale d'autres variantes du mandrin de l'invention.

La fig. 10 est une vue fragmentaire en élévation latérale d'un mandrin comportant des éléments déformables rigides au sens de la présente invention.

La fig. 11 est une coupe transversale du mandrin de la fig. 10.

La fig. 12 est une vue fragmentaire en élévation latérale d'une autre variante du mandrin rigide déformable de la présente invention.

Les fig. 1, 2 et 3 représentent une première forme du mandrin tubulaire décrit ci-après qui sert de mandrin pour le bobinage d'un fil textile à teindre. Le mandrin tubulaire 10 comprend essentiellement deux flasques annulaires 12, 13 et au moins un filet hélicoïdal 20 qui est fixé aux flasques à ses extrémités opposées. Le ou les filets hélicoïdaux 20 s'étendent ainsi avec un pas uniforme sur toute la distance qui sépare les deux flasques. Les

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flasques 12 et 13 ont des dimensions (diamètres intérieur et extérieur, épaisseur) correspondant aux caractéristiques des bobineuses de fil utilisées. Des formes autres que circulaires sont également possibles. Le pas et la section du filet hélicoïdal 20 déterminent sa rigidité, son comportement pendant l'écrasement axial du tube et la facilité de moulage de l'ensemble de la structure. De plus, le ou les filets hélicoïdaux 20 peuvent être étudiés pour éviter l'emploi d'un manchon de papier-filtre généralement nécessaire sur les tubes de teinture. De ce point de vue, la forme extérieure et le pas du ou des filets sont importants pour réduire les risques de coincement du fil au" moment de l'écrasement du tube.

L'espacement des spires du ou des filets 20 est maintenu par deux séries d'éléments rigides 30 et 35 qui font office d'entretoises sensiblement alignées sur des génératrices du tube 10. Plus précisément, les éléments rigides indéformables 30 sont moulés sensiblement perpendiculairement aux flasques 12 et 13 et font un certain angle avec les spires du filet 20. Les éléments rigides déformables 35 sont également moulés entre les spires sur une même génératrice que les éléments rigides 30 avec lesquels ils alternent. Ainsi, les éléments rigides 30 et 35 forment un certain nombre de lignes de résistance du tube 10 à la compression axiale. Cependant, la déformation des éléments rigides 35, sous l'effet d'une pression axiale prédéterminée, permet au mandrin initialement rigide de s'écraser axialement d'une longueur prédéterminée. La compressibilité axiale du mandrin est limitée par les éléments rigides indéformables 30 qui maintiennent des ouvertures libres dans la paroi du mandrin comprimé de façon à assurer une circulation uniforme de la teinture à travers le fil bobiné sur l'extérieur du mandrin. On voit sur les fig. 1 à 3 que la surface extérieure 36 des éléments déformables 35 est légèrement en retrait par rapport à la périphérie cylindrique du tube 10. En variante, on pourrait faire coïncider la surface 36 avec la périphérie du tube pour éviter le coincement du fil et éliminer le manchon usuel de papier filtre.

La fig. 2 montre clairement que l'écrasement axial limité du mandrin 10 résulte d'un flambage des éléments rigides déformables 35 sous l'effet d'une charge axiale prédéterminée.

Le mandrin de teinture décrit ci-dessus n'étant en principe pas réutilisable, il est essentiel que son prix de revient soit le plus bas possible. La technique de fabrication qui convient le mieux à ce genre d'application est le moulage par injection d'une matière thermoplastique permettant d'obtenir une structure monobloc. Le ou les filets 20 sont continus d'un bout à l'autre du mandrin et décrivent des trajectoires hélicoïdales d'un diamètre sensiblement égal à celui des flasques 12 et 13.

Dans le mode de réalisation de la fig. 1, le filet 20 est unique, mais un mandrin à plusieurs filets parallèles aurait un aspect analogue. Dans la structure de la fig. 1, les entretoises axiales 30 et 35 s'étendent entre les spires adjacentes du filet et alternent de part et d'autre de la même spire. Le nombre de filets de la structure n'est pas limité à un ou deux tant que les caractéristiques mécaniques et géométriques du mandrin sont respectées.

On voit sur la fig. 2 qu'après l'écrasement axial du mandrin, les spires adjacentes du filet 20 se rapprochent aux endroits où se trouvaient les éléments déformables 35, mais sont maintenues écartées par les éléments indéformables 30 pour former des ouvertures 15 qui permettent la sortie de la teinture à travers le fil bobiné. En outre, les éléments 35 ne s'écrasent pas complètement et maintiennent un écartement des spires approximativement égal au double de l'épaisseur des éléments 35. On peut ainsi déterminer le degré d'écrasement ou compressibilité du mandrin 10 en jouant sur l'épaisseur des entretoises déformables 35.

La fig. 4 représente une autre forme de mandrins de teinture 110 comportant un flasque 112 d'où partent deux filets hélicoïdaux 120 et 125 ayant des pas opposés et des points d'intersection 127 alignés sur une génératrice du tube. Comme dans la première variante, le mandrin est de préférence une pièce monobloc moulée, de sorte que les filets hélicoïdaux 120 et 125 se fondent l'un dans l'autre aux points d'intersection 127. Des entretoises axiales déformables 135 sont formées au moins entre certains des points d'intersection 127, comme illustré sur la fig. 4. s Dans ce cas, la compression du mandrin 110 est obtenue pour une charge provoquant le flambage des entretoises déformables 135 et l'écrasement est limité par la hauteur des points d'intersection 127.

La fig. 5 représente une autre variante du mode de réalisation io des fig. 1 à 3 dont les filets 220 peuvent avoir une épaisseur renforcée en certains points de manière à mieux contrôler les caractéristiques d'écrasement du mandrin. L'espacement initial des spires 220 est maintenu par des entretoises axiales 230 et 235 disposées comme sur les fig. 1 à 3. Cependant, des congés 225 sont 15 formés sur les filets 220 aux endroits où ils se raccordent aux entretoises indéformables 230. Le reste des filets peut être rendu plus mince pour améliorer les caractéristiques d'écrasement axial du mandrin. Dans ce mode de réalisation, les entretoises 235 s'écrasent par flambage sous l'effet d'une pression axiale prédéter-20 minée.

La fig. 6 représente une version du mandrin décrit ci-dessus qui est utilisable comme mandrin de bobinage à extrémité ouverte. Le mandrin 310 comporte un ou plusieurs filets hélicoïdaux 320 dont les spires sont maintenues espacées par des élé-25 ments rigides indéformables 330 et des éléments rigides déformables 335. Un dispositif d'arrêt 340 formé à proximité de l'extrémité supérieure du tube 310 sert à bloquer le fil au début de l'opération de bobinage et le bout libre du fil est reçu dans une gorge 341 formée à l'extrémité opposée du mandrin. Si nécessaire, 30 le mandrin 310 sert à bloquer le fil au début de l'opération de bobinage et le bout libre du fil est reçu dans une gorge 341 formée à l'extrémité opposée du mandrin. Si nécessaire, le mandrin 310 peut être comprimé par l'application d'une pression axiale prédéterminée.

35 Sur la fig. 7, un mandrin de teinture 410 est constitué de deux flasques d'extrémité 412, 413 et d'une série d'éléments annulaires 420 disposés entre les flasques. Les espacements axiaux des éléments annulaires et des flasques sont maintenus par des entretoises rigides indéformables 430 décalées axialement et circonfé-40 rentiellement, et par des entretoises rigides déformables 435 alignées entre les entretoises 430 pour constituer des lignes de résistance le long de certaines génératrices du mandrin 410. Comme dans les variantes précédemment décrites, tous les éléments du mandrin 410 sont moulés ensemble par injection. Sous 45 l'effet d'une compression axiale suffisante, le mandrin 410 s'écrase par déformation des entretoises 435. Si les entretoises 430 et 435 sont suffisamment rapprochées et si leurs surfaces extérieures coïncident avec la surface extérieure du tube 410, il n'est pas nécessaire d'utiliser un manchon de papier-filtre pour éviter que le so fil soit pincé lors de l'écrasement axial du mandrin.

La fig. 8 représente un mandrin 510 ne comportant que des entretoises rigides déformables entre des parties annulaires 520. Dans ce cas, l'écrasement axial du mandrin est limité par l'épaisseur extérieure des entretoises 535. Sur la fig. 9, un mandrin de 55 teinture 610 comporte des groupes alternés d'entretoises rigides indéformables 630 et déformables 635 disposées entre les éléments annulaires adjacents 620.

Les fig. 10 à 12 illustrent d'autres possibilités de réalisation des entretoises rigides déformables. Sur la fig. 10, un mandrin 710 60 comporte plusieurs éléments annulaires 720 maintenus espacés par des entretoises rigides déformables. Plus précisément, le mandrin 710 est constitué d'une série d'éléments annulaires 720 comportant à leur périphérie des évidements circulaires ouverts 722. En face de chaque évidement 722 est formé un 65 élément rigide 735 dont le bout arrondi 736 est relié à l'élément annulaire 720 formée autour de l'évidement 722. Le mandrin 710 est ainsi initialement rigide dans le sens axial. Sous l'effet d'une pression axiale prédéterminée, les zones de rupture 737 cèdent et

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les éléments rigides 735 viennent s'encastrer dans les évide-ments 722, ce qui permet l'écrasement axial du tube. Sur la fig. 12 qui illustre une configuration similaire, la position initiale des pièces est représentée en trait plein et la position finale est représentée en trait mixte. Deux éléments annulaires 820 sont mainte- s nus espacés par un dispositif rigide déformable 835. Le dispositif 835 est initialement monobloc et se compose d'une partie femelle 836 et d'une partie mâle 837 respectivement solidaires des deux éléments annulaires 820. Les parties mâle et femelle sont initialement reliées par une zone de rupture 838 qui cède sous l'effet d'une certaine pression axiale. A ce moment, la partie mâle 837 vient s'encastrer dans la cavité 836' de la partie femelle 836 pour permettre l'écrasement axial limité du mandrin.

On a vu que le mandrin tubulaire décrit ci-dessus est avantageusement fabriqué par injection d'une matière plastique convenable. Pour la teinture des fils textiles, la matière plastique doit résister à des températures de l'ordre de 140 à 150°C et le poly-propylène convient pour cet usage.

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3 feuilles dessins

Claims (11)

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1. Mandrin tubulaire pour la teinture de fil textile, caractérisé en ce qu'il comprend une paire de flasques annulaires, une structure intermédiaire disposée entre les flasques et comportant au moins un élément flexible sensiblement transversal par rapport à l'axe du tube, et plusieurs éléments axiaux rigides sensiblement parallèles à l'axe du tube, lesdits éléments étant fixés les uns aux autres de façon à constituer une structure ajourée initialement rigide qui permet l'écoulement de la teinture, au moins certains desdits éléments axiaux rigides étant déformables sous l'effet d'une force axiale dépassant une valeur prédéterminée pour permettre un écrasement longitudinal du tube.

2. Mandrin tubulaire selon la revendication 1, caractérisé en ce que le ou les éléments sensiblement transversaux sont de configuration hélicoïdale.

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REVENDICATIONS

3. Mandrin tubulaire selon la revendication 2, caractérisé en ce que la structure comprend plusieurs éléments hélicoïdaux.

4. Mandrin tubulaire selon la revendication 2, caractérisé en ce que les éléments axiaux rigides comprennent des éléments indéformables sous l'effet de la force axiale prédéterminée, lesdits éléments indéformables étant espacés axialement et circonféren-tiellement le long du ou des éléments hélicoïdaux.

5. Mandrin tubulaire selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments sensiblement transversaux sont au moins deux éléments hélicoïdaux ayant des pas opposés.

6. Mandrin tubulaire selon la revendication 1, caractérisé en ce que le ou chaque élément sensiblement transversal est un élément hélicoïdal s'étendant entre les deux flasques, les éléments axiaux rigides étant fixés entre les spires du ou de chaque élément hélicoïdal, certains des éléments axiaux indéformables sous l'effet de la force axiale prédéterminée étant espacés axialement et circonférentiellement le long du ou des éléments hélicoïdaux, et les autres éléments axiaux déformables sous l'effet de la force axiale prédéterminée étant disposés entre les éléments axiaux indéformables.

7. Mandrin tubulaire selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments sensiblement transversaux sont des éléments annulaires espacés entre les flasques le long de l'axe du mandrin.

8. Mandrin tubulaire selon la revendication 7, caractérisé en ce que les éléments axiaux rigides sont fixés entre les anneaux adjacents, certains éléments indéformables sous l'effet de la force axiale prédéterminée étant espacés axialement et circonférentiellement, les autres éléments déformables sous l'effet de la force axiale déterminée étant alignés longitudinalement avec les éléments indéformables.

9. Mandrin tubulaire selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins certains des éléments rigides se déforment par flambage sous l'effet de la force axiale déterminée.

10. Mandrin tubulaire selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins certains des éléments rigides se déforment par rupture sous l'effet de la force axiale déterminée.

11. Mandrin tubulaire selon la revendication 1, caractérisé en ce que le ou les éléments sensiblement transversaux portent au moins un dispositif rigide déformable constitué d'une partie femelle et d'une partie mâle reliées par une zone de rupture de façon que, sous l'effet de la force axiale prédéterminée, la zone de rupture cède, permettant l'engagement de la partie mâle dans la partie femelle pour produire une certaine compression axiale du mandrin.

On utilise depuis de nombreuses années pour la teinture des fils textiles des mandrins compressibles axialement. Les mandrins de teinture sont souvent des ressorts hélicoïdaux en acier inoxydable ou en une autre matière inaltérable, mais peuvent aussi être des structures tabulaires diverses sur l'extérieur desquelles le fil à teindre est bobiné. Les bobines de fil sont ensuite chargées verticalement dans une cuve sous pression de façon que la teinture soit injectée à l'intérieur des mandrins et diffuse radialement à travers le fil bobiné.

Diverses tentatives ont été faites pour améliorer les mandrins de teinture de façon à éliminer le besoin d'un manchon de papier filtre intercalé entre le tube et le fil bobiné. Dans certains cas, ce papier filtre est nécessaire pour une diffusion uniforme de la teinture, surtout pour certains fils. Ainsi, certains types de mandrin compressibles axialement ou non ont été conçus en vue de supprimer le manchon de papier-filtre. Il est cependant courant qu'on utilise quand même un papier-filtre pour arrêter les particules de teinture et pour réduire le coincement du fil pendant la compression du tube.

Par ailleurs, on a pu déterminer qu'un mandrin compressible axialement après le bobinage du fil permettait de charger une plus grande quantité de fil dans la cuve à chaque cycle de teinture. Dans cette optique, on a réalisé des mandrins compressibles en acier inoxydable, en matières thermoplastiques ou en d'autres matières analogues.

Les mandrins en acier inoxydable et leurs dérivés ont cependant des inconvénients, notamment l'investissement initial nécessaire et le coût de la remise en état des mandrins à réutiliser. Les efforts se sont donc orientés vers les mandrins non réutilisables en matière plastique moulée. Après avoir reçu le fil bobiné, le mandrin est monté dans l'installation de teinture, puis le fil est déroulé et le tube est mis au rebut.