Brevet FR2028202A1 — publié le 19701009

L'invention concerne les appareils et procedés de chauffage d'un fil en mouvement et plus particulièrement, mais non exclusivement, de tels appareils et procédées utilisés au cours du travail des fils faits de fibres chimiques tels que fils de filaments continus d'acétate, de tri-acétate, de polyamide et de polyester. Le travail de ces fils demande souvent que le fil soit soumis à une opération de chauffage, celle-ci pouvant être constituée par, ou faire partie de, l'une quelconque dgun certain nombre de fonctions ou traitements tels que d'étirage, de retrait, de stabilisation, de texturation par fausse torsion ou de fixage thermique. Selon l'un de ses aspects, la présente invention fournit un appareil pour le chauffage du fil en mouvement, comprenant un réeient dans lequel passe le fil pour y être chauffé et dans lequel circule un fluide pour être lui-même chauffé par un é1é- ment chauffant dans le récipient et pour chauffer le fil. L'élément chauffant peut être disposé dans une partie du parcours circulatoire du fluide où ne passe pas le fil en mouvement, de préférence de façon à engendrer une circulation du fluide dans le récipient par convection. Cet appareil comporte une chicane aménagée à l'intérieur du récipient, autour de laquelle circule le fluide, l'élément chauffant étant disposé dans le parcours du fluide vers un c8té de la chicane, le récipient étant mnni de guides-fil qui conduisent les fils en mouvement de l'autre côté de la chicane. Avec une telle construction le récipient et la chicane peuvent définir entre eux, sur un côté de la chicane, une partie du parcours de circulation du fluide, dont la section transversale d'écoulement va en se rétrécissant vers le haut, ce qui a pour effet d'accélérer l'écoulement du fluide vers le haut, et peuvent également définir, entre eux, de l'autre c8té de la chicane une partie du parcours de circulation, présentant une section transversale d'écoulement engendrant un écoulement rapide du fluide. Cet appareil peut, par exemple, être employé commodément sur une machine de texturation par fausse torsion pour le postchauffage du fil texturé par fausse torsion. Cette invention se rapporte également à un procédé pour le traitement d'un fil en mouvement fait de fibres chimiques, qui comporte un post-chauffage du fil à l'état texturé par fausse torsion, en faisant passer ce fil dans un fluide chaud en circulation. Ce fluide, qui pourra être de préférence de l'air, circule par convection, le fil se déplaçant dans la même direction que le fluide avec lequel il est en contact. L'appareil et le procédé selon la présente invention peuvent faire partie d'un appareil ou d'un procédé de texturation par fausse torsion. C'est ainsi que la présente invention peut être utilisée pour assurer le chauffage nécessaire pour fixer le fil dans sa configuration texturée par fausse torsion ou encore pour le pré-chauffage ou le post-chauffage du fil. Pour faciliter la compréhension de l'invention, onen décrira maintenant, à titre d'exemple, un mode de réalisation en se référant aux dessins annexés, dans lesquels Fig. 1 est une représentation schématique, en élévation de face, d'une partie d'une machine de texturation par fausse torsion, comportant un appareil de chauffage selon l'invention Fig. 2 est une vue en élévation de cbté et coupe d'un appareil de chauffage selon l'invention -; et Fig. 3 est une vue frontale en élévation et coupe de l'appareil de chauffage représenté à la fig. 2. Le mode de réalisation de l'invention représente aux dessins comporte un élément de chauffage utilisé dans une machine de texturation par fausse torsion, pour le post-chauffage du fil après que celui-ci a été texturé par fausse torsion. L'a1é- ment de chauffage utilisé pour la texturation du fil par fausse torsion est représenté comme ayant une surface de contact allongée ; il s'agit, par exemple, d'un élément de chauffage du type décrit dans le brevet britannique no 1 098 135. I1 est intéressant de noter en référence aux figures 2 et 3, qu'il est possible d'utiliser des éléments chauffants tels que décrits ici pour assurer le chauffage du fil au cours de ltopération de texturation par fausse torsion ainsi que pour le chauffage subséquent. La machine de texturation par fausse torsion illustrée par la fig. 1 comporte des bobines 1 d'alimentation du fil, des dispositifs de tension du fil et d'arrêt de la torsion 2, ainsi qu'un premier élément de chauffage 3 du fil qui dessert un grand nombre de postes de renvidage. En bref, ce premier élément chauffant 3 est représenté comme comportant un tube allongé 4 stétendant sur la longueur de la machine de texturation, des fils 5 que des guides-fil 6 et 7 obligent à passer obliquement sur une surface chauffante convexe 8 du tube 4, cette surface 8 étant chauffée par la circulation rapide d'huile chaude dans le tube 4. Un système approprié d'isolation thermique 9 a- été pré vu sur toutes les faces de l'élément de chauffage, à l'exception de la surface de contact 8. La machine de texturation par fausse torsion comporte éga lement des dispositifs de fausse torsion 10 auxquels les fils sont conduits par des guide-fil 7, ainsi que des cylindres d'alimentation commandés positivement 11 qui appellent les fils à partir des dispositifs d'arrêt de la torsion 2, sur l'élément chauffant 3 et à travers les dispositifs de fausse torsion 10. La torsion impartie par les dispositifs 10 rétrograde dans les fils jusqu'aux dispositifs d'arrêt de la torsion 2, de sorte que la torsion des fils est fixée au cours du passage du fil dans les dispositifs 10 et qu'après avoir perdu leur torsion lorsqu'ils quittent les dispositifs 10, les fils se trouvent dans un état de texturation. Les cylindres alimentaires 11 conduisent les fils aux points d'entrée 12 d'un élément chauffant 13 (décrit ei-après en détail avec -référence aux figures 2 et 3 ci-dessous). Les fils passent dans l'élément chauffant 13 puis sur les poulies de transfert 14. En service, le rapport entre les vitesses de transfert des cylindres 11 et des poulies 14 est réglable de façon à permettre une relaxation appropriée des fils dans leur passage dans l'élément chauffant 13, relaxation qui est néces saire à l'obtention du fil texturé avec post-traitement ther mique. A partir des poulies 14, les fils sont conduits au méca nisme de renvidage du fil qui, pour plus de clarté n'estpas re présenté en entier, et qui comporte les bobines de renvidage 15 et le cylindre d'entraînement périphérique 16. Bien que non représentés, le mécanisme de renvidage comporte également des guide-fil animés d'un mouvement de va-et-vient pour chaque fil et éventuellement des systèmes de transfert du fil pour trans férer le fil, selon les besoins, d'une bobine pleine sur une bobine réceptrice vide. Ce mécanisme de renvidage du fil peut être du type décrit plus en détail dans les brevets britanniques NO 1 090 892, 1 123 793 et 1 123 794. On se réfèrera maintenant aux figures 2 et 3. L'élément de chauffage 13 est représenté dans sa position alors qu'il est fixé sur le bâti 17 de la machine de texturation au moyen des supports 18 et 19. L'élément de chauffage 13-comporte un récipient 20 s'éten- dant longitudinalement sur la machine de texturation de façon à desservir un certain nombre de postes de travail, la longueur de ce récipient étant approximativement le double de sa largeur. Ce récipient est entouré par une chemise 21 remplie avec une matière d'isolation thermique 22. A l'intérieur du récipient 20 se trouve un fil de chauffage par résistance électrique 23, qui s'étend entre des bornes 24 aux extrémités de l'élément de chauffage, soutenu sur sa longueur par des supports 25. Ce fil de chauffage 23 est disposé sur un côté et près du fond d'une chicane creuse 26 qui s'étend sur la longueur du récipient 20.La chicane 26 présente une épaisseur qui va en diminuant vers le bas, ainsi que le montre clairement la figure 2, et définit à l'intérieur du récipient 20 un parcours de circulation interne d'air chaud dont la configuration et les dimensions ont été prévues de façon que l'air, chauffé par la résistance 23, s'élève par convection avec une vitesse accélérée du fait de la dininu- tion vers le haut de la section d'écoulement du parcours de l'air chaud et s'écoule ensuite rapidement vers le bas dans la partie 27 du parcours de circulation qui, sur toute son étendue, a une largeur correspondant approximativement à la moitié de la largeur de la partie 28 du parcours à l'endroit où se trouve le fil de résistance électrique 23.Le récipient 20 est muni de guide-fil tubulaires 29, 30 qui contraignent les fils à se diriger vers le bas en passant par la partie 27 du parcours qui est dirigée dans le même sens que l'écoulement de l'air dans cette partie 27 du parcours. Ces guide-fil peuvent être revêtus d'éléments rapportés en céramique 31 (tels que représentes) qui facilitent un glissement régulier du fil. Des couvercles d'extrémité 42 et 43 ont été prévus pour les éléments chauffants et, comme le montre la fig. 3, à lu position référencée 44, il est possible de disposer deux éléments chauffants 10 très rapprochés l'un de l'autre de façon à permettre d'aménager des éléments chauffants comportant un nombre approprié de parcours du fil sur toute la longueur de la machine de texturation. La chicane 26 est assujettie à 1'inté- rieur du récipient 20 au moyen d'éléments de fixation 45 et 46 rattachés à une paroi interne 47 du récipient. L'élément chauffant peut comporter des moyens de contrôle de la température de l'air en circulation. Ces moyens de contrôle de la température peuvent comporter également des moyens de régulation de la chaleur délivrée par les moyens de chauffage, en fonction de la température de l'air dans la section décroissante d'écoulement. Avec le système décrit et représenté, le fil peut être chauffé efficacement et régulièrement par le courant d'air chaud se déplaçant rapidement dans la partie 27 du parcours de circulation. Bien que la circulation de l'air soit engendrée uniquement par convection, on a constate qu'il était possible d'obtenir une régularité satisfaisante de la température à travers l'élément chauffant ainsi que verticalement dans la partie 27, et d'obtenir ainsi un écoulement d'air régulier et constant. Dans la pratique, les fils provenant des têtes de fausse torsion (non représentées sur les figures 2 et 3) passent entre des cylindres alimentaires 32 et 33 commandés positivement, traversent l'élément chauffant 13 et les poulies d'alimentation 34, 35 et 36 entraînées positivement, ces deux dernières poulies 35 et 36 de guidage supportant un système de courroies sans fin 37. Le fil est ensuite conduit au dispositif de renvidage (non représenté sur les figures 2 et 3). Les cylindres alimentaires 32 et 34 sont entraînés respectivement par les axes 38 et 39 tandis que des poulies 33, 35 et 36 sont munies de systèmes de leviers 40 et 41 aménagés en vue de dégager les fils de leurs systèmes respectifs d'entraînement positif lorsque cela est nécessaire. A titre d'exemple, on a fait passer un fil de polyester 1/150/32 dans l'appareil décrit ci-dessus. Les fils étaient conduits sur l'élément chauffant 3 (à 2100C) avec une suralimentation de 1 %0. La vitesse de rotation des têtes de fausse torsion était de 250 000 t/min. et 65 tours de torsion par 25,4 mm de longueur étaient insérés dans le fil en mouvement. Les fils étaient ensuite conduits dans l'élément chauffant 13 (à 2000C) avec une suralimentation de 2 sd0. Les fils ainsi obtenus, de faible spiralité, présentaient un potentiel d'allongement élastique peu élevé. REVENI)I CAT IONS 1. Appareil pour le chauffage d'un fil en mouvement, caractérisé en ce qu'il comporte à l'intérieur un canal à travers lequel passe le fil en mouvement pour y être chauffé et dans lequel circule un fluide qui, pour chauffer le fil, est chauffé luimême par un élément chauffant qui se trouve dans le récipient. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément chauffant est disposé dans une partie du parcours de circulation que ne traverse pas le fil en mouvement. 3. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'élément chauffant est disposé de façon à engendrer une circulation par convection du fluide contenu dans le récipient. 4. Appareil selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce qu'une chicane a été aménage à l'intérieur du récipient, autour de laquelle circule le fluide, l'élément chauffant étant disposé dans le parcours du fluide vers un côté de la chicane, ce récipient comportant des dispositifs de guidage dans lesquels passent les fils sur le côté opposé de la chicane. 5. Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que le récipient et la chicane définissent entre eux, sur un côté de la chicane, une partie du parcours de circulation qui présente une section transversale d'écoulement qui va en diminuant vers le haut, ce qui a pour effet d'accélérer l'écoulement du fluide vers le haut, et qui définissent entre eux, sur le côté opposé de la chicane, une partie du parcours de circulation dont la section transversale permet un écoulement rapide du fEnde 6. Machine de texturation par fausse torsion, caractérisée en ce qu'elle comporte un appareil selon l'une des-revendications précédentes. 7. Machine de texturation par fausse torsion selon la revendication 6, caractérisée en ce que l'appareil a été aménagé en vue du post-chauffage du fil texturé par fausse torsion, 8. Procédé pour le traitement d'un fil en mouvement fait de fibres chimiques, caractérisé en ce qu'il comporte un postchauffage du fil alors que celui-ci se trouve dans un état de texturation par fausse torsion, en faisant passer ce fil dans un fluide chauffé en circulation. 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que le fluide est de l'air.