Brevet FR2000469A1 — publié le 19690905

La présente invention se rapporte aux machines pour le traitement des fils textiles, et plus particulièrement les fils de matière textile synthétique, peur des procédés comprenant un traitement à chaud. L'invention est spécialement applicable aux ma-5 chines destinées à imprimer aux fils une frisure par fausse torsion* Les machines connues de ce genre comportent des éléments de chauffe sous forme de barres contenues dans des gaines isolées. D'ordinaire, ces éléments sont disposés verticalement, l'un à 10 côté de l'autre, et ils s'étendent verticalement des deux cStés de la machine, pratiquement tout le long de cette dernière* Par conséquent, un espace considérable à l'intérieur de la machine est rendu inaccessible et ne peut pas être mis à profit» Cet espace pourrait, autrement, servir à loger des organes tels que des 15 bobines d'alimentation de filés, de sorte qu'on puisse se passer de râteliers séparés, disposés de part et d'autre de la machine, ce qui implique un encombrement considérable du plancher. En outre, il est en général nécessaire d'attribuer au dispositif d'alimentation en fils une place très proche du sol ce qui est indési-20 rable. ïïn parcours vertical du fil à travers la zone de chauffe présente en outre l'inconvénient que, par suite de l'allongement thermodynamique du fil qui se produit, la hauteur utile de la machine doit être augmentée et il s'ensuit encore un accroissement 25 de l'espace inaccessible et inutilisable à son intérieur. Par ailleurs, un dispositif de chauffe vertical est exposé à des effets de convection sur toute sa longueur; par conséquent la partie inférieure de la zone de chauffe présente une température plus basse que la partie supérieure et le gradient thermique 30 n'est pas linéaire. En outre, la position verticale du fil pendant son chauffage l'espose également aux effets de convection qui mènent à un étirage inégal et à une mauvaise transmission de chaleur, vu que le transfert uni forme de la chaleur dans le fil dépend du degré de 55 contact entre le fil et la surface chauffée. De plus, sur une surface de chauffe verticale, ce contact est fonction de la tension appliquée au fil dans la zone de la surface chauffée et il faut tirer le fil en arrière pour qu'il touche cette dernière. C'est ainsi que cet accroissement de la 40 tension du fil mène chez les fils thermoplastiques à un allonge- BAD ORIGINAL 69 00963 a 2000469 ment et à des variations des fils traités dans les différentes positions le long de la machine» Le traitement de certains fils exige que ces derniers passent par la surface chauffée à l'état très peu tendu, ce qui permet aux fils défilant sur une surface de 5 chauffe verticale de se tordre et de s'éloigner de la surface chauffée, et mène à des variations dans la transmission de la chaleur. La largeur des surfaces de chauffe verticales avec leur gai-nage individuel à isolement thermique prend une place considérable 10 en largeur, le long de la machine et par conséquent le nombre de places disponibles pour les fils à traiter est limité pour une longueur utile donnée dans chaque machine. C'est ainsi que le rendement total d'une machine de dimensions données, qui occupe une certaine aire du plancher, est limité. 15 Un inconvénient inhérent à l'emploi d'éléments de chauffe ta bulaires pour les fils dans les machines connues réside dans la tendance des fumées et vapeurs émanant des fils chauffés à se condenser sur les parois des tubes, à cause de la ventilation insuffisante à l'intérieur des tubes chauffés et du fait qu'une parti* 20 du tube n'est pas chauffée» Le condensé forme un résidu très visqueux et poisseux qui augmente le frottement entre le fil et la paroi du tube, causant ainsi une augmentation sérieuse de la ten» sion du fil. Cet état qui varie en intensité d'un tube à l'autre mène à des inégalités dans le traitement des fils et par consé-25 quant à la production de fils de qualité inférieure. En outre, la rugosité de ce dépôt occasionne une mauvaise transmission de chaleur, ce qui ajoute encore à l'amoindrissement de la qualité des fils. Parfois des tubes se bouchent complètement et l'état de leurs surfaces intérieures ne peut pas être vé-50 rifié par l'inspection visuelle. Il faut alors avoir recours à des expédients coûteux tels que l'introduction d'un jet d'air chaud qu'on souffle à travers les tubes pour empêcher la condensation et à l'utilisation d'un drainage par succion à travers des perforations dans les parois des 35 tubes pour éliminer .le condensé, et ces perforations peuvent à leur tour se boucher. La piste de parcours à travers la zone de chauffe devrait être absolument propre et lisse pour assurer une transmission optimale et très régulière de la chaleur aux fils, mais le nettoya— 40 ge et le polissage des parois intérieures des éléments de chauffe BAD ORIGINAL 69 00963 3 2000469 tubulaires sont difficiles, spécialement si les tubes sont cintrés et fixés à l'intérieur de la machine» L'emploi de câbles flexibles, de joncs ou d'autres organes qu'on pousse à travers les tubes pour les nettoyer, mène souvent à un éraillement des 5 parois et par ailleurs il est difficile de s'assurer si ces organes ont vraiment enlevé tout le dépôt» Enfin, lorsque les parois des tubes ne sont pas parfaitement lisses et propres, on éprouve quelques difficultés à enfiler un nouveau fil dans les tubes, par aspiration ou par pression d'air 10 et souvent il faut faire appel à l'aide d'un câble ou d'un crochet. Le fil laissé momentanément immobile à l'intérieur du tube risque d'adhérer à ses parois et à fondre ce qui mène à un étranglement supplémentaire et gênant. 15 On rencontre certaines difficultés avec un autre type de ma chine destinée à traiter les fils, où une surface chauffée continue s'étend des deux côtés de la machine, du fait que les fils à chauffer défilent en diagonale et en biais sur cette surface, en rangées très rapprochées, si bien qu'un fil cassé dans la zone de 20 traitement gêne les fils voisins et s'enroule autour d'eux, de sorte que la casse se propage et s'échelonne sur toute la longueur de la machine. Cela se produit quand les fils sont espacés de manière considérée comme normale dans la zone de traitement et on utilise des moyens compliqués pour l'empêcher» Ces phénomènes 25 expliquent pourquoi la capacité des machines de ce genre et la possibilité qu'elles offrent de réduire l'espacement entre les fils afin d'augmenter le rendement, sont sérieusement limités. En outre, ce type de surface de chauffe ouverte est difficile à ceindre et à isoler et, par conséquent, les pertes de cha-30 leur y sont considérables. La machine conforme à la présente invention a été conçue dans l'intention générale d'éviter les restrictions et inconvénients inhérents aux machines connues. Selon la présente invention une machine pour le traitement 35 de fils est donc caractérisée en ce qu'elle comporte au moins un élément de chauffe électrique pour chauffer le fil, monté de sorte qu'il puisse être déplacé transversalement sur la machine et possédant un organe de transmission de chaleur disposé dans un plan non vertical et, de préférence, pratiquement horizontal, HO dont les côtés longs s'étendent au travers de la machine, et qu'elle comporte, en outre, des organes de guidage qui conduisent 69 00963 « 2000469 le fil transversalement par rapport à la machine en le, faisant passer devant l'élément ou chacun des éléments de chauffe» Normalement, plusieurs éléments de chauffe avec des organes de transmission de chaleur présentant une forme en plaque simple 5 ou multiple sont prévus et ils peuvent être disposés en séries le long de la machine, les éléments de chaque jeu étant parallèles les uns aux autres. Les organes guide-fil sont conçus de manière à alimenter une pluralité de fils et à les faire passer en un aller et retour sur 10 ou sous les éléments de chauffe, et les parcours vers l'extérieur ou de retour du fil ou des fils peuvent itre parallèles ou inclinés les uns par rapport aux autres» Les plaques ou jeux de plaques peuvent coulisser dans un râtelier ou une cage de manière à être facilement amovibles aux 15 fins de leurs nettoyage, polissage, entretien, remplacement ou réparation» Les râteliers ou cages peuvent donc présenter des cloisons, des glissières, ou des organes analogues susceptibles de définir des compartiments transversaux par rapport à la machine, dans 20 lesquels se logent les éléments de chauffe. La cage peut aussi itre construite de manière à constituer un dispositif calorifuge ou isolant et à agir comme extracteur de vapeurs. Une partie de chaque élément de chauffe peut former une espèce de couvercle qui aide à conserver la chaleur à l'intérieur 25 de ladite cage. L'invention sera expliquée avec plus de détails à l'aide du dessin annexé qui illustre schématiquement cinq formes de réalisation préférées et typiques du dispositif de chauffe et dans lequel : 30 La Fig. 1 est une vue d'arrière en élévation de la cage avec les éléments de chauffe; La Fig. 2 est une vue en élévation latérale d'une cage logeant deux formes différentes d'éléments de chauffe; La Fig» 3 est une vue en plan correspondant à la figure 2; 35 Les Figs» 4 et 5 sont des vues d'arrière en élévation de deux formes différentes d'éléments de chauffe et, Les Figs. 6 à 9 montrent en élévation, vu de l'arrière, quatre formes d'agencement du dispositif de chauffe d'une machine à traiter les fils» 40 La Fig® 1 fait voir plusieurs bobines alimentaires 1 d'où le 69 00963 2000469 fil est déroulé par un mécanisme d'alimentation 2. Des galets de guidage le font passer sur la piste de chauffage gui s'étend transversalement par rapport à la machine, entre et appuyé s contre une série d'éléments de chauffe électriques qui sont individuelle-5 ment amovibles et dont chacun comporte un élément de transmission de chaleur ou plaque 3 qui s'étend d'un cSté de la machine à 1'autre. Puis le fil passe autour d'un guide-fil 4 et retourne le long de la même piste de chauffe, en direction parallèle, pour 10 traverser ensuite un dispositif à fausse torsion 5 et un deuxième dispositif d'alimentation 6 et passer finalement vers la "bobine 7 sur laquelle le fil traité s'enroule. Du c8té droit de la machine montrée à la figure 1 et dans le sens contraire, une quantité de fil se déroule de la bobine ali-15 mentaire pour passer à travers le dispositif d'alimentation, sur la surface de chauffe et à travers le dispositif à fausse torsion et le second dispositif d'alimentation, et s'enroule finalement sur la bobine réceptrice du fil traité. Les éléments de chauffe sont verticaux et montés de manière 20 à pouvoir coulisser dans une cage comportant un élément supérieur 8 et un fond 9» de sorte qu'ils puissent être retirés individuellement et remplacés comme le fait voir la figure 2. Les éléments se retirent alternativement de l'un et de 1'autre c8té de la machine. Les extrémités gauche et droite de la figure 2 montrent 25 respectivement des formes différentes d'éléments de chauffe, représentées avec plus de détails aux figures 4 et 5. A la figure 4, les organes de guidage du fil ne sont pas représentés pour plus de clarté. On voit que dans cette figure les éléments de chauffe comportent des montants verticaux 11, 16 dont 30 chacun sert de support à une série de plaques de transmission de chaleur 12 qui sont parallèles et horizontales. Chacune de ces plaques est creuse et contient des résistances 13 enveloppées de gaines isolantes et parcourues par un courant électrique à voltage relativement bas. 35 Les montants 11 des éléments de chauffe reçoivent le courant par l'intermédiaire de paires de contacts 14 et de barres 15» Chaque élément de chauffe est facile à retirer pour le nettoyage. Un élément de chauffe 11 ou 16 sur deux se retire d'un même c8té de la machine tandis que les autres éléments intermédiaires se 40 retirent du c8té opposé. 69 00963 2000469 la figure 5 «outre une paire d'éléments de chauffe dont chacun présente line autre forme de réalisation préférée. Chacun de ces éléments comporte un montant vertical sur lequel sont fixés quatre éléments de transmission de chaleur comportant chacun une 5 paire de surfaces de transfert de chaleur 18 inclinée et présentant la forme d'une plaque. Quatre de ces surfaces disposées d'un, côté du support chauffent le fil qui leur est alimenté à partir d'un coté de la machine, tandis que les quatre s tir face s de l'autre côté du montant chauffent les fils alimentés à partir de 10 l'autre côté de la machine. A la figure 5» les organes guide-fil ont également été omis de la représentation d'un des éléments de chauffe pour simplifier le dessin. Des résistances de chauffe électriques sont insérées comme le dessin le montre ; elles "baignent dans un agent conducteur de chaleur 20 qui remplit le e^@ux 15 des organes de transmission de chaleur. Un thermocouple 21 est prévu pour indiquer la température @t une thermistance 22 contrôle la température préréglée. Un avantage de cette conception réside dans le fait qu'un seul élément de chauffe comporte huit surfaces de chauffe à la 20 place des quatre du dispositif illustré à la figure 4, et que les , éléments de chauffe, thermistances et thermocouples sont communs à ces huit surfaces de chauffe. Un autre avantage réside dans le fait que le fil est moins susceptible de prendre du retard sur les surfaces de chauffe in™ 25 clinées car, bien qu'il soit maintenu ea. contact avec la surface de chauffe par gravité, seulement une composante de son poids pèse sur la surface de chauffe, ce qui est utile lorsqu'on chauffe des fils à faible titre sous une tension légère. Une forme de réalisation prévue en variante pour le cas où 30 l'on veut traiter plusieurs fils, soit isolément ou en combinaison, est illustrée par la figure 6 : les fils provenant de deux ou de plusieurs bobines alimentaires 1 sont envoyés par l'intermédiaire du dispositif d'alimentation 2 sur les différentes plaques de chauffe 3 et autour des guides-fils 4, et ils retournent 35 par les pistes de chauffe pour passer à travers le dispositif à fausse torsion 5 et par l'intermédiaire du deuxième dispositif d'alimentation 6 sur les bobines réceptrices 7» Une autre forme de réalisation pour le chauffage de deux ou plusieurs fils passant sur les mêmes plaques de chauffage est 40 montrée à la figure 7« Dans ce cas, deux ou plusieurs fils bad original^ 69 00963 7 2000469 passent des bobines alimentaires vers l'extérieur, le long de la plaque de chauffe inférieure 3» autour du guide-fil 4-j pour retourner le long de la piste de chauffe supérieure 3 et passer à travers le dispositif à fausse torsion 5 et le second dispositif 5 d'alimentation 6, sur la bobine réceptrice 7 ou s'enroule le fil traité. Encore une autre forme d'exécution est illustrée par la figure 8 où le dispositif d'alimentation 2 envoie le fil provenant de la bobine alimentaire 1 sur la surface supérieure de la plaque 10 de chauffe 3 et autour du guide-fil 4, d'où le fil retourne le long de la surface opposée de l'élément de chauffe pour passer à travers le dispositif à fausse torsion 5 et par l'intermédiaire du second dispositif d'alimentation 6 sur la bobine réceptrice 7 où le fil traité s'enroule» 15 Une forme de réalisation modifiée est illustrée par la figu re 9° Dans ce cas, le fil à traiter passe de la bobine alimentaire 1 vers l'extérieur, à travers le dispositif d'alimentation 2, pour passer sur la piste de chauffe 3* autour du guide-fil 4- et à travers le dispositif à fausse torsion 5 et le deuxième disposi-20 tif d'alimentation 6 pour s'enrouler enfin sur la bobine réceptrice 7» On notera que dans cet exemple d'exécution le fil chauffé passe autour du guide-fil 4, et retourne à "l'air libre" à une certaine distance de la piste de chauffe, comme le dessin le fait voir» 25 II serait possible de réaliser d'autres formes d'exécution en invertissant la disposition montrée aux figures 1 à 9» cLe sorte que les bobines alimentaires se trouvent au-dessus des plaques de chauffe tandis que les bobines réceptrices seraient disposées au—dessous de ces plaques0 30 II ressort de ce qu'on vient de dire que, les plaques chauf fantes étant disposées dans des plans horizontaux et transversalement par rapport à la machine, et de sorte qu'elles peuvent glisser dans leurs supports, elles prennent peu de place aussi bien dans les plans verticaux que dans le sens longitudinal de la ma-35 chine. Cette disposition permet de traiter simultanément jusqu'à quatre fois autant de fils que cela n'est possible sur les machines usuelleso L'espace qui ne peut pas être utilisé dans les machines connues peut, conformément à l'invention, être mis à profit pour 40 loger les bobines alimentairës et en outre il est possible de 69 00963 2000469 monter le dispositif d'alimentation de fil et ses organes moteurs à un niveau plus convenable au-dessus du plancher» Par ailleurs vu la facilité offerte par l'invention d'alimenter le fil et de le faire retourner sur la même plaque chauffante ou sur une autre, 5 du même côté de la machine, il est possible d'augmenter considérablement la longueur de fil chauffé pendant un temps donné, sans que cela n'affecte la hauteur de la machine. En outre, une plaque de chauffage horizontale n'est sujette à la convection que le long de sa section transversale, mais non 10 pas à un gradient de chaleur dans le sens de. sa longueur, et sa température n'est pas susceptible de varier le long du parcours d'amenée ou de retour des fils. C'est ainsi qu'un chauffage plus uniforme du fil est assuré. Etant donné que le fil qui défile sur un parcours de chauf-15 fage horizontal n'est pas exposé à des effets de convection variables dans le sens de sa longueur et que la transmission de la chaleur au fil dépend dans une moindre mesure de la tension du fil pour son maintien en contact avec la surface de chauffe, mais plutôt de sa pesanteur, il est possible de traiter le fil alors 20 qu'il se trouve dans un état plus relaxé. Cela est très utile dans tous les cas où le procédé de traitement du fil sert en partie à obtenir un maximum de contraction pour le friser, ou un rétrécissement, car, il est nécessaire alors que le fil voyage sous une tension minimale sur la surface de chauffe pour que la con-25 traction puisse se faire sans contrainte® Un autre avantage de la machine conforme à la présente invention réside dans sa capacité de traiter le quadruple du nombre de fils pour un même encombrement au plancher ou même capacité cubique, grâce à la disposition compacte des éléments de chauffe 30 dans leur cage si une telle est prévue, grâce aux pistes de chauffe très rapprochées et séparées verticalement, et, grâce à l'augmentation de la vitesse de passage que l'invention permet» La proximité des éléments ou plaques de chauffe dans la cage réduit la perte de chaleur par dissipation dans l'atmosphère et 35 augmente la régularité de la température partout à l'intérieur de la cage et entre les pistes de chauffe. Il est facile de retirer des machines conformes à la présente invention les éléments de chauffe pour les examiner, ce qui facilite leur nettoyage et le repolissage des surfaces chauffées» 40 Les vapeurs ne sont pas maintenues à proximité immédiate des pis 69 00963 9 2000469 tes de chauffe et peuvent, dans une certaine mesure, se disperser dans l'atmosphère à l'intérieur de la cage où il est possible de les aspirer sous une faible pression pour les condenser dans un récipient disposé dans une autre partie de la machine. 5 La facilité du retrait des éléments de chauffe simplifie leur nettoyage, leur polissage et leur inspection, et le caractère ouvert des pistes de chauffe facilite et rend plus sûr l'enfilage des fils, s'il devient nécessaire. 69 00963 10 2000469 - REVENDICATIONS - 1°- Machine à traiter les fils, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins un élément de chauffe électrique pour chauffer le fil, monté de sorte qu'il puisse être déplacé transversalement 5 sur la machine et possédant un organe de transmission de chaleur disposé dans un plan non vertical et, de préférence, pratiquement horizontal, dont les côtés longs s'étendent au travers de la machine, et qu'elle comporte, en outre, des organes de guidage qui conduisent le fil transversalement par rapport à la machine, en 10 le faisant passer devant l'élément ou chacun des éléments de chauffe» 2°- Machine selon la revendication 1, dont chaque élément de chauffe présente plusieurs organes de transmission de chaleur sous forme de plaques parallèles et pratiquement horizontales. 15 3°- Machine selon la revendication 1, dont chaque élément de chauffe présente plusieurs organes de transmission de chaleur sous forme de surfaces planes inclinées par rapport à la verticale. 4°- Machine selon les revendications 1 à 5 comportant plu-20 sieurs" plaques chauffantes pour l'échauffement des fils, ou plusieurs jeux de telles plaques, montés horizontalement, disposés parallèlement et introduits alternativement d'un côté et de l'autre de la machine, tout le long de cette dernière, le fil étant alimenté aux jeux de plaques alternatifs, toujours du côté d'où 25 ils sont introduits dans la machine. 5°- Machine selon la revendication 4, dont les plaques chauffantes" sont disposées d'une manière autre qu'en alternant d'un côté et de l'autre et où le fil à traiter est alimenté aux plaques en une combinaison autre que l'alternance entre les deux 30 côtés opposés de la machine» 6°- Machine selon la revendication 5» dont les éléments chauffants sont montés sur un râtelier ou dans une cage conçus de sorte que les plaques ou jeux de plaques sont facilement amovibles pour être nettoyés, polis, entretenus, réparés ou remplacés. 35 7°- Machine selon l'une des revendications 1 à 6 dont les éléments de chauffe sont disposés dans une cage conçue de manière à constituer une enceinte calorifugée et où chaque élément de chauffe constitue un joint d'étanchéité ou couvercle qui aide à conserver la chaleur à l'intérieur de la cage. 40 8°- Machine selon la revendication 7 sur laquelle un ou 69 00963 13, 2000469 plusieurs fils à traiter défilent transversalement en contact étroit avec les organes de transmission de la chaleur, et retournent transversalement à travers la machine soit en contact avec les organes de transmission de la chaleur, ou à l'air libre, ou en 5 une quelconque combinaison souhaitée et rendue possible par la disposition et la forme des surfaces chauffées décrites ci-dessus. 9°- Machine selon une des revendications précédentes, dont les éléments de chauffe sont inclinés par rapport à leur axe longitudinal, disposés dos à dos en des jeux, et se partagent une 10 source de chaleur commune ainsi qu'-un dispositif thermostatique et thermométrique commun. 10°- Machine selon une des revendications précédentes, destinée surtout à donner une fausse torsion aux fils textiles et à les traiter. 15 11°- Machine selon la revendication 10 dont les surfaces chauffées le sont au moyen d'éléments de résistance électrique, et sont maintenues sous contrôle par un dispositif thermostatique et thermométrique0