Appareil pour imprimer un dessin sur des fils La présente invention a pour objet un appareil pour imprimer un dessin sur des fils, par exemple sur des fils destinés à être utilisés dans la fabrication de produits multicolores tels que des couvertures de planchers. Dans la description qui suit, l'invention est illustrée en con nexion avec la fabrication de couvertures de planchers en touffes où elle s'est révélée d'une grande utilité, mais il est évident qu'elle concerne aussi d'autres fabrications.
Dans l'industrie des couvertures de planchers les pro duits textiles en touffes ont entraîné de grands progrès quand ils ont remplacé les tissus conventionnels utili sés pendant les quinze dernières années. Alors qu'en 1950 les tapis en touffes représentaient moins de 5 % des couvertures de planchers souples totales fabriquées aux Etats-Unis d'Amérique, les couvertures de planchers en touffes d'aujourd'hui représentent approximativement les 90 % de toutes les couvertures de planchers souples fabriquées.
La popularité des tapis en touffes est due, dans une large part, au fait que les opérations coûteuses de la fabrication des tissus conventionnels tels que Wilton ou Axminster, ne se retrouvent pas dans une opération de formation de touffes et, par conséquent, ces tapis sont mis sur le marché à un prix inférieur à celui des tapis qui prédominaient dans l'année 1950.
Bien que les tapis en touffes puissent être produits en masse à un prix considérablement inférieur aux au tres tapis, un sérieux problème s'est posé à l'industrie de la touffe dès le départ en ce sens que la grande sou plesse dans la pose des couleurs possible avec les tapis de Wilton ou d'Axminster ne peut être atteinte dans une opération de formation de touffes.
L'homme du métier sait que dans une opération de tissage de Wilton ou d'Axminster plusieurs fils colorés différents peuvent être utilisés pour former une rangée de chaîne quelconque d'éléments à poil et que chacun de ces fils peut être employé pour former un simple élément à poil, dans le cas de Wilton au moyen d'un métier Jacquard et dans le cas d'Axminster pendant la mise en bobines.
Aucune méthode pleinement satis- faisante n'a été trouvée toutefois pour envoyer plus d'un fil continu simple de fil à une aiguille dans une machine à former les touffes, et il en résulte que les articles à poil formant une chaîne de tissus en touffes sont limités généralement à une seule couleur.
On a produit évidem ment des tissus à touffes multicolores par l'emploi de fils teints séparément. Ces tissus, bien que d'un aspect attrayant, ne peuvent se mesurer avec les tissus à des sins colorés présentant des caractéristiques de couleurs précises et sont en fait généralement limités à des dessins écossais.
En outre, pour tenter d'améliorer les caractéristique de dessin des couvertures de planchers à touffes, diverses inventions ont été faites qui se sont montrées utiles pour améliorer l'apparence des tissus à une seule couleur. On peut citer dans ce sens les brevets USA Nos 2853032, 2853033, 2853034, 2876441, 2766506, 3026830, 2984540 et 3282235.
Tous ces brevets, à l'exception du No 2984540, se rapportent à des couvertures de plan chers dans lesquelles la mise en place de la couture ou la hauteur du poil est commandée en formant le dessin, alors que le brevet No 2984540 se rapporte à un procédé pour teindre une pièce de tapis après que la formation du tapis a été achevée.
Le but de l'invention est de fournir un appareil utile dans l'impression de dessins sur des fils, par exemple pour la production d'une réserve de fils teints dans laquelle un fil repère peut être inséré pour faciliter l'emploi.
Le dessin annexé illustre, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'-appareil objet de l'invention la fig. 1 est une vue schématique illustrant le déroule ment des opérations pour imprimer un dessin sur des fils, la fig. 2 est une vue en perspective d'un imprimeur de fils représenté à la fig. 1, la fig. 3 est une vue latérale de l'imprimeur de fils et d'un imprimeur de fils de repère représentés à la fig. 1, la fi-. 4 est une vue latérale partielle correspondant à la fig.
3, la fig. 5 est une coupe à plus grande échelle selon 5-5 de la fig. 3, la fig. 6 est une vue de détail d'une chaîne, la fig. 7 est une vue partielle à plus grande échelle prise selon la flèche de la fig. 3, la fig. 8 est une vue latérale d'un générateur de vapeur représenté à la fig. 1, la fig. 9 est une vue latérale d'un séchoir représenté à la fig. 1,
la fig. 10 est une vue à plus grande échelle d'un orga ne vu selon la flèche 10 de la fig. 3, et la fig. 11 est une vue latérale d'un rouleau flottant représenté à la fig. 1.
Dans le diagramme de la fig. 1, une réserve de fils 1 est amenée sous forme d'une feuille depuis un banc de fils à un imprimeur 2 où un dessin donné est imprimé sur les fils. Après avoir quitté l'imprimeur 2, la feuille de fils reçoit un fil de repère imprimé par un imprimeur 3 et dont le rôle sera décrit plus loin. Les fils sont alors traités à la vapeur en 4 et séchés en 5, puis enroulés sur une bobine 6 d'une enrouleuse 7. Chaque feuille de fils remplissant une bobine présente le même dessin impri mé, par exemple un dessin se répétant longitudinalement et ayant une largeur déterminée par le nombre de fils amenés à l'imprimeur et une longueur de 46 cm par exemple.
Le nombre de fils enroulés sur une seule bobine peut être de 144 approximativement, c'est-à-dire un nom bre de fils généralement suffisant pour alimenter les aiguilles d'une machine à former les touffes capable de façonner une pièce de tapis de 46 cm de largeur.
Quand plusieurs bobines ont été remplies, par exem ple dix dans le cas de pièces de 4,6 m de largeur, ou huit dans le cas de pièces de 3,7 m de largeur les fils des bobines individuelles sont envoyés simultanément à une machine à former les touffes, la vitesse à laquelle les fils provenant des bobines sont amenés à la machine étant sous la commande d'un appareil actionné par un dispo sitif détecteur photoélectrique qui détecte un fil de repère.
Les fig. 2 et 3 montrent une première station d'im pression 20 comportant une section supérieure et une section inférieure. Cette station comprend des bases 21 supportées par le sol et qui supportent des pièces de cadre verticales 22. Plusieurs séries de consoles 26, 27, 28 sont montées sur les pièces 22. Les consoles 26 sup portent un arbre 29 monté dans des paliers logés dans les consoles et portant des roues à chaînes 30. Les consoles 27 portent de même un arbre 31 portant des roues à chaîne 32. Deux arbres 33 et 34 sont montés dans des paliers portés par les consoles 28, chacun de ces arbres portant des roues à chaîne 35, 36, respectivement.
Un arbre 37 est monté dans des paliers portés par les pièces de cadre 22 et porte des disques 38. Toutes les roues à chaîne mentionnées sont espacées sur la longueur des arbres correspondants. Des chaînes sans fin 39 passent autour des roues 32, 35, 36 et 30 disposées dans un plan vertical. Chacune de ces chaînes 39 porte des consoles de support auxquelles sont fixées des lamelles 41 dont une partie au moins portent sur leur longueur des tampons absorbants 42. Les chaînes 39 sont entraînées par une chaîne 44 (fig. 4) entraînée elle-même- par un moteur et qui entraîne une roue à chaîne 45 portée par une extré mité de l'arbre 34.
Il est possible de régler les consoles 28 verticalement pour faire varier la force avec laquelle les tampons 42 sur la série inférieure des lamelles 41 rencontrent les tampons portés par la série supérieure de lamelles. Des guides 28a sont portés par les consoles 28 dans la zone comprise entre les arbres 33 et 34 et sont formés de façon à guider les séries opposées de lamelles porteuses de tam pons en contact les unes avec les autres.
Une cuve de teinture 47 est supportée par des conso les 46 montées sur la partie inférieure des pièces de ca dre 22. Un arbre rotatif 48 monté dans des paliers portés par la cuve 47 s'étend sur la longueur de celle-ci et porte à une extrémité une roue à chaîne 49 (fig. 5). Un rouleau 48a est porté par l'arbre 48. L'arbre 48 est entraîné par une chaîne sans fin 50 qui passe sur la roue à chaîne 49, sur une roue à chaîne 51 portée par l'arbre 31 et sur une roue à chaîne 52 de réglage de tension portée par un arbre 53 monté dans un palier à une extrémité des pièces de cadre 22. Le rouleau 48a peut être totalement ou partiellement immergé dans la teinture contenue dans la cuve 47.
Une seconde série de consoles 55, 56, 57, 58 est por tée par la partie supérieure des pièces de cadre 22 et por te des arbres de support 59, 60, 61, 62 et 63 respective ment. Chacun de ces arbres porte une série de roues à. chaîne sur sa longueur. Deux arbres 64 et 65 sont montés dans des paliers dans la partie supérieure des pièces de cadre 22 et chacun d'eux porte plusieurs disques sembla bles aux disques 38. Une série de lamelles portées par des chaînes, similaires aux lamelles 41, passe autour des roues à chaîne portées par les arbres 59 à 63, cette série étant entraînée aussi par la chaîne 44 (fig. 4).
Ces der nières lamelles portent aussi des tampons élastiques sem blables aux tampons 42. Les tampons de chaque série de lamelles sont disposés comme l'image dans un miroir des tampons de l'autre série afin que lorsqu'un fil passe entre les lamelles opposées, comme on le verra plus loin, ce fil vient en contact avec des tampons élastiques opposés.
Une cuve de teinture 66 semblable à la cuve 47 est portée par des pièces de cadre 67, supportées elles-mê mes par les pièces de cadre 22. Cette cuve 66 comporte un rouleau sur toute sa longueur, semblable quant à sa construction et à son fonctionnement au rouleau 48a.
Les cuves 47 et 66 contiennent chacune une solution de teinture d'une couleur identique. Cette solution est amenée de façon continue à partir d'un réservoir de mé lange et d'alimentation non représenté, à la partie supé rieure de chaque cuve. Le niveau de la solution désiré dans la cuve 66 est maintenu par un trop-plein qui est relié à la cuve 47 par un tuyau 68. Une ouverture de trop-plein de la cuve 47 est reliée par une conduite de trop-plein 69 à une pompe 69a qui renvoie le trop-plein de la cuve 47, par une conduite 70, au réservoir de mé lange et d'alimentation.
A la gauche (fig. 3) de l'imprimeur décrit est monté un casier de fils 24 d'où les fils sont retirés et amenés à l'imprimeur. Les fils sont tirés du casier par deux rou leaux d'alimentation 74, 75 portés par des arbres 76, 77 respectivement, montés dans des paliers dans le bâti de la machine. Le rouleau 75 est entraîné par une cour roie sans fin 78 qui passe autour de poulies portées par l'arbre 77 et un court arbre 77a. Le rouleau 75 entraîne le rouleau 74 au moyen de deux roues dentées 79, 79a en engrènement (fig. 2).
Les poulies portées par le court arbre 77a sont che villées à une roue à chaîne 77b. Celle-ci est entraînée par une chaîne sans fin, entraînée elle-même par un moteur par exemple celui qui entraîne la chaîne 44, avec une réduction convenable.
Les fils individuels du casier 24 passent à travers des tubes 80 et sont enfilés autour de guides 81 et 82, puis entraînés autour de rouleaux d'alimentation 74, 75 (fig. 2). Les rouleaux 74, 75 comportent une surface rugueu se, le frottement que cette surface exerce sur les fils étant suffisant pour produire le retrait des fils du casier 34. Un guide fendu 83 (fig. 7) est fixé à des consoles 83a por tées par le bâti de la machine. Quand une feuille de fils amenée aux rouleaux d'alimentation s'approche de l'im primeur, les extrémités individuelles des fils sont guidées par les fentes dans ce guide 83.
L'imprimeur peut comporter autant de stations d'im pression telles que celle décrite ci-dessus qu'on le désire, le nombre de ces stations étant déterminé par le nombre de couleurs et par la complexité du dessin à imprimer sur les fils.
Un mécanisme d'alimentation et de guidage des fils est disposé entre les stations d'impression adjacentes, ce mécanisme étant entraîné en relation horaire avec les rouleaux d'alimentation 74, 75 et les chaînes sans fin 39 de l'imprimeur. Chacun de ces mécanismes est similaire à celui représenté aux fig. 3 et 4 et désigné par la réfé rence 90.
Le mécanisme 90 de la fig. 3 comprend une première série de lamelles dentées 91 montées sur des chaînes sans fin 92, comme le montre la fig. 10. Les chaînes 92 passent autour de roues à chaîne 93 montées sur un arbre 94 porté par des paliers dans des consoles 95 portées par le bâti de la machine. Ces chaînes passent aussi autour de guides 96 fixés aux consoles 95.
Une seconde série de lamelles dentées 98, semblable à la première série de .lamelles 91, est montée sur .les consoles 95 au-dessus de la première série. Les deux séries de lamelles sont disposées de façon que si elles sont entraînées dans le sens des flèches de la fig. 2, plusieurs lamelles 91 engrènent avec plusieurs lamelles 98 pour serrer les fils sortant de la première station d'impression 20 et les envoyer à la seconde station.
Une au moins des séries de lamelles 91, 98 peut être montée de façon réglable verticalement (fig. 3) afin de faire varier l'engrè nement des lamelles.
L'alimentation des fils à travers l'imprimeur est sous la commande des rouleaux d'alimentation 74, 75 et des lamelles en engrènement des mécanismes d'alimentation. Quand le fil est amené à travers les diverses stations d'impression, il est imprimé à la fois depuis dessus et depuis dessous par les tampons opposés 42. Depuis le moment où les fils quittent les rouleaux 74, 75, ils sont déplacés le long d'un trajet pratiquement horizontal pour empêcher autant que possible toute migration de la tein ture sur la longueur des fils.
Quand les fils sortent de l'imprimeur (fig. 1) et avant qu'ils entrent dans le générateur de vapeur, un fil de vapeur est inséré dans la feuille de fils dans un but qui sera indiqué plus loin. Le fil de repère est un simple toron de fil qui porte par intervalles des marques de repère imprimées. Le bord d'attaque de chaque marque de repère peut être espacé du bord d'attaque de la mar que adjacente d'une distance égale à la longueur de répé tition du dessin imprimé sur la feuille de fils par l'impri meur.
Un appareil pour imprimer les marques de repère sur un fil de repère est désigné par la référence 100 à la fig. 3 et 'd est similaire à la première station d'impres sion décrite, sauf que la largeur des tampons utilisés pour imprimer le fis de repère est juste suffisante pour se con former à l'impression d'un fil. Dans l'exemple choisi, on imprime les marques de repère sur le fil de repère avec une teinture noire.
Quand une teinture noire et d'une autre couleur foncée est utilisée pour imprimer le dessin sur la feuille de fils, le fil de repère peut être imprimé dans toute station d'impression utilisant cette teinture, ce qui évite la nécessité, dans ce cas, d'utiliser l'impri meur<B>100</B> de la fig. 2. Les marques de repère peuvent être détectées par un dispositif à cellules photoélectri ques et l'avantage d'imprimer les marques de repère en noir ou en couleur foncée est ainsi compréhensible.
Une fois le fil de repère inséré dans la feuille de fils, la feuille passe à travers un générateur de vapeur et un séchoir où elle est vaporisée et séchée, puis enroulée sur une bobine. Comme indiqué plus haut, les fils suivent un trajet horizontal depuis qu'ils ont quitté le rouleau d'ali mentation 75. Quand la feuille de fils Y entre dans le générateur de vapeur (fig. 8), les fils sont serrés entre deux courroies à mailles 101, 103 d'acier inoxydable, recouvertes d'une matière à mailles non absorbante, par exemple du polypropylène.
Les courroies passent autour de rouleaux 104 portés par des arbres 104a mon tés dans des palliers dans le bâti du vaporisateur et sont entraînées par une chaîne sans fin 105, qui passe autour des roues à chaîne portées par les arbres 104a, et par un moteur M. Le revêtement non absorbant peut être fixé aux courroies 101, 103 par des attaches disposées le long des bords, par exemple. Les fils sont portés à travers le générateur de vapeur où la teinture est séchée au moyen de vapeur appliquée aux fils par des condui tes d'amenée de vapeur espacées sur la longueur du géné rateur de vapeur.
En quittant ce dernier, les fils et les courroies sont lavés par de l'eau amenée par une condui te visible à la fig. 8.
Depuis le générateur de vapeur, les fils sont amenés au séchoir (fig. 9) où la feuille de fils est serrée à nouveau entre deux courroies poreuses<B>107,</B> 108 et entraînée à travers le séchoir afin d'être séchée avant son enroule ment sur une bobine 127. Depuis le séchoir, la feuille de fils passe autour d'un rouleau flottant jusqu'à la bobine où elle est enroulée.
Des interrupteurs 112, 113 du rou leau flottant (fig. 11) commandent le fonctionnement de la bobine de la manière connue : :lorsque la réserve de fil disposée entre des rouleaux 115, 116 augmente, le rouleau flottant 117 porté par une chaîne sans fin 118 descend, faisant monter une oreille 120. Quand cette oreille vient en contact avec l'interrupteur <B>113,</B> la bobine 127 est mise en rotation et rattrape la réserve de fil.
La rotation de la bobine se poursuit alors jusqu'à ce que l'oreille 120 se déplace suffisamment vers le bas pour actionner l'interrupteur 112 et arrêter la. rotation de la bobine.
On a indiqué plus haut que chacune des stations d'im pression est capable de traiter une feuille de fils com- prenant.environ 144 fils. La largeur de l'appareil décrit pour imprimer, vaporiser, sécher et enrouler les fils peut être modifiée évidemment pour traiter un plus grand nombre de fils, mais on a trouvé qu'une feuille de fils de la dimension ci-dessus est très facile à manier.
En outre, bien que dans l'appareil décrit la teinture soit tranférée des diverses cuves au moyen de tampons portés par des lamelles, il est possible aussi de transférer .la teinture en formant des ondulations superficielles sur la surface plate des lamelles, ce qui évite l'emploi des tampons.