Brevet FR2024865A1 — publié le 19700904

La présente invention concerne les machines de crtpa- ge par fausse torsion. On a produit du fil crtpé par le procédé de fausse torsion avec des vitesses de traitement qui se sont progressivement accrues. "a pratique a consisté iiccrottre la longueur du dispositif de chauffage sur lequel passe le fil à torsion élevée, en fonction de l'augmentation de la vitesse de passage et de sorte que le temps que met le fil à traverser ce dispositif de chauffage demeure approximativement le même.C'est ainsi qu'on a jusqu'à maintenant supposé que, si un fil de polyester de 150 deniers qui a été muni d'une fausse torsion à 21,65 tours par centimètre à raison de 150.000 tr/mn, nécessite un dispositif de chauffage de 6lcm, le mtme fil auquel on aura donné la mtme torsion, mais à raison de 250.000 tr/mn nécessitera alors un dispositif de chauffage de 101,5 cm. D'une façon analogue, un fil de 70 deniers, auquel un traitement à raison de 250.000 tr/mn donne3l,5 tours par centimètre sur un dispositif de chauffage de 61 cm, necessite- rait un dispositif de chauffage de 101,5 cm si on le traitait à raison de 400.000 tr/mn. Conformément à cette théorie, une machine destinée à traiter du fil à des vitesses plus élevées qu'actuellement présenterait des dispositifs de chauffage de fil plus longs. Une longueur inadéquate du dispositif de chauffage se traduirait, pensaiton, par un crtpage de qualité médiocre. Il est bien évident que le fil doit être refroidi avant d'eAtre détordu. On a jusqu'à maintenant supposé que le refroidissement se produisait rapidement après que le fil ait quitté le dispositif de chauffage et la distance entre 11 extrémité de sortie de ce dispositif de chauffage et la broche de fausse torsion sur des machines capables de traiter un fil de 70 deniers à raison de 280.000 tr/mn, dont la longueur était dictée par la conception de la machine prise dans son ensemble et ne dépassait habituellement pas 30,5 cm de façon à maintenir aussi faible que possible la hauteur hors tout de la machine, a jusqu'à maintenant été zone considéré comme plus/convenable pour que le refroidissement ait lieu, étant donné que des mesures de température du fil indiquent qu'un refroidissement notable existe 5,08 cm ou à peu près au delà du dispositif de chauffage. Des zones de refroidissement plus longues ont été suggérées sur des schémas de la littérature technique, mais, étant donné que le refroidissement était supposé avoir lieu rapidement, il n'a jamais été suggéré d'accroître les zones de refroidissement d'une façon notable au delà du maximum de 30,5 cm qui est habituellement prévu sur les machines disponibles dans le commerce. I1 a également été proposé de réaliser un refroidissement forcé du fil lorsqu'il émerge du dispositif de chauffage. Ces théories, concernant la longueur du dispositif de chauffage et le refroidissement rapide, se sont avérées convenir pour la conception de machines destinées à fonctionner Jusqu' 280.000 tr/mn sur un fil de 70 deniers ou jusqu'à 150.000 tr/mn sur un fil de 150 deniers. On a cependant maintenant constaté que ces théories sont en défaut lorsqu'on les étend à des machines susceptibles de fonctionner à 400.000 tr/mn sur un fil de 70 deniers ou 250.000 à 500.000 tr/mn sur un fil de 150 deniers. On peut en particulier munir un fil de polyamide à 24 filaments et de 70 deniers d'une fausse torsion de 31,5 tours par centimètre à raison de 400 o00 tr/mn et le chauffer dans un dispositif de chauffage de 61 cm à 190 C et avec une sous-alimenta- tion de 2%. La distance entre l'extrémité de sortie du dispositif de chauffage et la tige de la broche de fausse torsion, sur laquelle le fil se détord, est de 68,6 cm. Le fil ainsi traité présente une rigidité de crêpage HATRA plus élevée et une ténacité légèrement plus élevée que le même fil crêpé à la même vitesse sous des conditions analogues, mais avec un dispositif de chauffage de 101,5 cm et une distance de refroidissement de seulement 27,9 cm. L'expérience montre qu'il se présente une amélioration dans la rigidité de crêpage HATRA et dans la ténacité du fil crêpé lorsque la distance de la sortie du dispositif de chauffage à la broche de fausse torsion crott et elle laisse aussi supposer que l'on constatera également cette amélioration pour toutes les températures du dispositif de chauffage compris dans le domaine de travail, bien que le taux d'accroissement de la rigidité de crêpage ou de la ténacité avec la longueur de 9 @ zone de refroidissement pulsse ne pas tre le même pour des températures diffé- rentes du dispositif de chauffage. On ne veut pas dire que la combinaison d'un dispositif de chauffage relativement court et dtun trajet de refroidissement relativement long soit nécessairement responsable de l!améliora- tion inattendue obtenue. I1 est possible que l'accroissement de la longueur de la zone de refroidissement soit seule responsable de cette amélioration, en donnant au fil avant son détordage un temps suffisant pour se refroidir à travers toute son épaisseur jusqu'à une température, ou en dessous d'une température, à laquelle le fil crêpé ne soit pas affecté par les forces de détordage qui apparaissent sur la broche de fausse torsion.Un refroidissement superficiel accéléré, par exemple en soufflant de l'air froid sur le fil ou en le faisant passer à travers une chambre froide ou sur une surface métallique froide, présente peu d'effet et il semble que le temps mis pour traverser la zone de refroidissement ne devrait pas être de beaucoup inférieur à 0,) s pour obtenir un refroidissement convenable. Cependant, un refroidissement superficiel accéléré peut au moins assurer que la température du fil ait la possibilité de baisser sans interférence de la convéction due au dispositif de chauffage et il doit raccourcir quelque peu le temps nécessaire pour que le centre se refroidisse. I1 est surprenant de constater qu'une longueur de dispositif de chauffage de seulement 61 cm convient pour une vitesse de traversée aussi élevée que 128 m/mn et il devient possible de réaliser une machine capable de telles vitesses élevées sans avoir à prévoir un trajet du fil à travers les étages de chauffage et de refroidissement ultérieur qui soit d'une longueur inaccoutumée. On a constaté que, pour une machine à vitesse élevée, c'est-à-dire susceptible de fonctionner à 400.000 à 600.000 tr/mn, le dispositif de chauffage peut être plus court que ne l'autoriseraient les théories existantes et que la zone de refroidissement devrait être plus longue. Ainsi, la présente invention a pour objet une machine de crtpage par fausse torsion à vitesse élevée qui est caractérisée par le fait qu'elle présente des zones de chauffage et de refroidissement de fil susceptibles de donner des trajets de fil de longueurs telles que le fil peut passer au moins 0,3 seconde dans chaque zone pour n importe quelle vitesse de traversée de ce fil à laquelle la machine est capable de fonctionner. Cette machine comprend de préférence des moyens pour extraire l'air chaud de la zone de refroidissement sous un débit contrôlé qui est uniforme pour toutes les positions de broche. Le fil n'est de préférence pas supporté, c'est-à-dire n'est pas au contact de quelque surface que ce soit, dans la zone de refroidissement, sauf lorsqu'il pénètre dans cette zone et qu'il la quitte. Les trajets ---- du fil peuvent autre inclinées par rapport à la verticale dans la zone de refroidissement, la hauteur entant de cette zone/ainsi inférieure à la longueur de n'importe quel trajet suivi par le fil dans cette zone. Chaque trajet de fil dans la zone de refroidissement peut tre séparé du suivant par un séparateur qui prévient des déplacements d'air entre les trajets de fil. I1 est souhaitable que la zone de refroidissement soit capable de réduire la température du fil de 2300C à 1000C pour n'importe quelle vitesse de traversée du fil dont est capable la machine. La description des modes de réalisation de machines de creXpage par fausse torsion,qui qui va suivre à titre non limitatif et en regard des dessins annexés, a uniquement pour but de bien faire comprendre comment l'invention peut être mise en pratique. La figure 1 représente schématiquement une vue en élévation d'une machine de crêpage par fausse torsion suivant une première disposition conforme à l'invention. La figure 2 représente une vue en élévation partielle d'une machine de crtpage par fausse torsion suivant une seconde disposition conforme à l'invention. La figure 3 représente une vue de l'objet de la figure 2 prise en coupe suivant la ligne III-III de cette figure. La figure 1 représente un poste d'une machine de crêpage par fausse torsion à postes multiples dans laquelle plusieurs postes identiques à celui représenté sont disposés ctte à côte suivant la longueur de la machine. L'appareil comprend des premiers cylindres alimentaires 11 retirant un fil 12 d'une bobine d'alimentation 13 et l'envoyant vers un dispositif de chauffage 15 dont la longueur est de 61 cm. De l'extrémité de sortie de ce dispositif de chauffage 15, le fil se dirige vers une broche de fausse torsion 17 dont il est extrait par des seconds cylindres alimentaires 18 pour être dirigé vers des moyens d'enroulement 19. I1 peut autre prévu une plaque de refroidissement 16 pour un refroidissement superficiel accéléré du fil. Etant donné que le fil est chaud et qu'il tend par conséquent à transmettre de la chaleur à cette plaque 16, il peut s'avérer nécessaire de prévoir pour celle-ci un refroidissement supplémentaire én sus de celui qu'elle subit simplement du fait de son exposition à l'atmos- phère. Cet appareil est capable de traiter un fil de polyamide tel que celui connu sous le nom commercial de "Nylon 6", à 24 filaments et de 70 deniers, à raison de 400.000 tr/mn et de façon à lui donner 31,5 tours par centimètre. Il est souhaitable que la température du dispositif de chauffage soit de 19000 et que la sous alimentation des cylindres 11 aux cylindres 18 soit de 2%. Le fil ainsi traité présente une rigidité de crêpage HATRA de 40% au lieu de 30% pour le même fil traité sous les mêmes conditions, mais avec un dispositif de chauffage de 101,5 cm et une zone de refroidissement de 27,9 cm, ainsi qu'une ténacité légèrement plus élevée. Cet appareil peut également traiter des fils plus fins par exemple un polyamide tel que celui connu sous le nom commer- cial de "Mylon" à 7 filaments et de 20 deniers ainsi que des fils plus gres, par exemple de 150 deniers et 250 deniers, avec la même vitesse de traversée. les figures 2 et 3 représentent une machine de crêpage Jar fausse torsion munie de moyens de chauffage du fil se présen- tant sous la forme de plusieurs dispositifs de chauffage par contact verticaux 111 dont chacun est muni de gorges ou de pistes pour deux fils 112 et qui sont situés à distance les uns des autres suivant la longueur de la machine. Les bobines d'alimentation 113 des fils 112 sont portées entre les dispositifs de chauffage 111 et elles fournissent ces fils 112 par l'intermédiaire de guides 114 et de cylindres pinceurs 115.Les fils 112 qui passent dans les moyens de chauffage 111 sont tordus à l'aide de broches de fausse torsion 116 dont ils sont extraits par des cylindres alimentaires 117 qui les envoient sur des moyens d'enroulement 118, ces derniers etant prévus sur deux rangées, dont une seule est représentée, de telle façon que les deux fils puissent être repris séparément si on le désire. Il est prévu entre les dispositifs de chauffage 111 et les broches de fausse torsion 116 une zone de refroidissement 119 qui présente d'autres guide-fils 114 et dans laquelle les trajets des fils 112 sont inclinés par rapport à la verticale. Il est prévu des moyens d'aspiration qui ne sont pas représentés et qui sont avantageusement prévus à une extrémité de la machine, à l'intérieur d'une conduite 121 qui est ouverte au niveau des parties supérieures des dispositifs de chauffage 111, afin d'extrai re l'air chaud qui s'élève de ces dispositifs, ainsi que toutes les fumées qui sont produites au cours du passage des fils à travers le dispositif de chauffage de sorte que cet air et ces fumées soient extraits de la zone de refroidissement 119 ou soient empêchés de l'atteindre.L'air dans cette zone de refroidissement 119 demeure alors de façon uniforme à une température pratiquement ambiante. Il est prévu entre chaque paire de 2 ils 112 voisins et à l'intérieur de la zone de refroidissement 119 des séparateurs 122 qui fournissent une protection supplémentaire contre les variations de température dues à dez courants d'alr. Il faut noter que les moyens d'enroulement 118 pour l'un des fils 112 de n'importe quel dispositif de chauffage particulier 111, ou pour les deux, sont situés dans le sens de la longueur de la machine à distance d la zone d'alimentation et de traitement de ce ou ces Sils. Il s'est avéré plus efficace de disposer d'une longueur de fil dans la zone de refroidissement 119 pratiquement égale à celle dans le dispositif de chauffage 111. Des longueurs caractéristiques que l'on a constaté être efficaces dans le traitement des fils de polyester destinés à une stabilisation à la vapeur sur boblne sont constitues par une longueur du dispositif de chauf- fage de 71,2 cm et une longueur de la zone de refroidissement de 155,9 cm. On peut utiliser des vitesses de broche elevées de plus de 300.000 tr/mn sur un fil de 100 deniers à 23,6 tours par centimètre et ces vitesses donnent des résultats satisfaisants. Le fil, s'il est chauffé à environ 215 à 230 C, sera refroidi @ 100%C ou en dessous dans ces conditions et il s'est avéré souhaitable de refroidir le fil jusqu'à une telle température avant qu'il n'atteigne le tube de fausse torsion. - REVENDICATIONS 1. Machine de crépage par fausse torsion à vitesse élevée, caractérisée par le fait qu'elle présente des zones de chauffage et de refroidissement de fil susceptibles de donner des trajets de fil de longueurs telles que le fil peut passer au moins 0,3 seconde dans chaque zone pour n'importe quelle vitesse de traversée de ce fil à laquelle la machine est capable de fonctionner. 2. Machine selon la revendication 1, caractérisée par le fait qu'elle comprend des moyens pour extraire l'air chaud de la zone de refroidissement sous un débit controlé qui est uniforme pour toutes les positions de broche. 3. Machine selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisée par le fait que le fil n1 est pas supporté dans la zone de refroidissement, sauf lorsqu'il pénètre dans cette zone et qu'il la quitte. 4. Machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que les trajets du fil sont inclinés par rapport à la verticale dans la zone de refroidissement, la hauteur de cette zone étant ainsi inférieure à la longueur de n'importe quel trajet suivi par le fil dans cette zone. 5. Machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée par le fait que chaque trajet de fil dans la zone de refroidissement est séparé du suivant par un séparateur qui prévient des déplacements d'air entre les trajets de fil. 6. Machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée par le fait que la zone de refroidissement est capable de réduire la température du fil de 2300C à 1000C pour n1 importe quelle vitesse de traversée du fil dont est capable la machine.