Brevet FR2244010A1 — publié le 19750411

La présente invention concerne un disposi- tif de refroidissement par liquide pour la solidification rapide du revêtement encore à l'état fondu d'un fil étamé de façon épaisse par trempé. Dans l'étamage épais de fils par trempé, on fait passer ceux-ci â travers un bain d'étain après traitement préalable approprié. Dans une zone de chaleur ou au moyen d'une buse de raclage, on répartit ensuite uniformément par rapport au pourtour et à l'axe longitudinal du fil la couche d'étain appliquée dans le bain et se trouvant encore à 11 état de fusion. I1 faut que le lissage soit suivi le plus rapidement possible de la solidification de la couche d'étain si l'on veut éviter toute influence défavorable sur l'uniformité de la répartition et notamment la concentricité de la couche d'étain. On s'est livré à différentes tentatives afin de provoquer rapidement la solidification du revêtement à l'ét de fusion de tels fils étamés épais par trempé. Le brevet allemand nO 1 621 338 préconise par exemple de sortir le fil verticalement, vers le haut, d'un bain d'étain et, après lissage dans une zone de chaleur ou par une buse de raclage, de refroidir dans une zone appropriée la couche d'étain par convection et cession de chaleur à l'air ambiant, jusqu'à sa solidification.Mais les conditions de transmission de chaleur défavorables qui marquent la convection forcée dans l'air rendent nécessaires de longs parcours de refroidissement du fil que celui-ci doit franchir, sans soutien, en tension libre, car toute action de force, par exemple par l'erfet de rouleaux de guidage, provoquerait une déformation de la couche d'étain encore molle. En fonction du matériau, du diamètre, de la vitesse et de la tension du fil ainsi que de la longueur du parcours de refroidissement, il s'établit dans la zone de ce parcours, des oscillations transversales auto-excitées, de différentes fre- quences et amplitudes, du fil.La couche d'étain encore en fusion est soumise de ce fait à des forces d'accélération de grandeur et sens alternés qui peuvent provoquer une excentricité uni-ou bilatérale de la couche d'étain. Mais une configuration excentrée, c'est-à-dire en croissant, de la couche d'étain ne garantit plus une bonne soudabilité du filo I1 est également possible, conformément à la demande de brevet allemand publiée sous le nO 1 796 214, Ge faire passer le fil verticalement vers le bas dans un bain d'étain, puis, à travers une buse de raclage de fond, dans un bain aqueux d'où on le change de direction vers une bobine d'envidage après solidification de la couche d'étain rapportée. Le fil est ainsi rapidement refroidi sur un parcours relativement bref Mais, étant donné que l'on ne peut pas dévier un fil tant que la couche d'étain rapporteesur lui est encore à l'état fondu, le refroidissement par bain aqueux reste limité à des cas tels que le fil soit dirigé de haut en bas à travers un bain d'étain0 Le brevet britannique nO 1030 967 décrit un dispositif de refroidissement par liquide qui permet le refroidissement rapide d'un fil sorti verticalement d'un bain d'étain0 On fait traverser au fil une chambre dans laquelle plusieurs buses de pulvérisation projettent sur sa surface un mélange d'eau et d'airs On court cependant le risque de voir des gouttes d'eau s'écouler vers le bas le long du fil et influer défavorablement sur la répartition uniforme de la couche d'étain appliquée et encore en fusion0 Les buses de pulvérisation dirigées vers le fil mettent en outre celui-ci en vibration, ce qui détermine, comme on l'a déjà exposé, une configuration en croissant de la couche d'étain L'invention a en conséquence pour objet un dispositif de refroidissement de fils étamés épais par trempé qui permette le refroidissement rapide d'une couche d'étain à l'état fondu sans nuire à sa concentricitéu Ce dispositif, du genre annoncé, est caractérisé par-le fait qu'il présente, au-dessous d'une cuve à liquide, une chambre sous pression comportant une tubulure d'amenée de gaz et reliée sous étanchéité aux gaz au fond de ladite cuve à liquide, le couvercle et le fond de celle-ci ainsi que le fond de la chambre sous pression présentant des ouvertures alignées dans le prolongement les unes des autres en sorte que le fil puisse les traverser sans rien toucher Le fit frat- chement étamé est conduit à travers la chambre sous pression et la cuve à liquide hors de tout contact, si bien que la couche d'étain, encore à l'état fondu et par conséquent délicate, n'est nullement endommagée I1 intervient dans la cuve à liquide un refroidissement rapide de la couche d'étain par cession intense de chaleur à un liquide de r-froidissement, par exemple l'eau.On évite tout écoulement par effet de gravité du liquide de refroidissement vers le bas en introduisant par la tubulure d'amenée appropriée un gaz, par exemple de l'air, dans la chambre sous pression et engendrant ainsi dans cette dernière une surpression qui équilibre la pression de la colonne liquide dans la cuve. Un autre avantage essentiel du dispositif selon llinvention réside dans le fait que l'évacuation intense de la chaleur permet de raccourcir suffisamment le parcours de refroidissement suivi librement par le fil pour que des oscillations de celui-ci n1 agissent plus sur la répartition périphérique uniforme de la couche d'étain. Lleffet d'amortissement produit par le liquide de refroidissement permet une réduction supplémentaire des amplitudes d'oscillation du fil. La cuve à liquide présente de préférence une tubulure d'admission et une tubulure d'évacuation. Le passage continu du liquide permet un meilleur effet de refroidis- sement et une réduction considérable des dimensions de la cuve à liquide. le fond de la cuve à liquide et celui de la chambre sous ression comportent avantageusement des saillies en genre de tubulures dans lesquelles sont ménagées, sous forme d'alésages cylindriques, les ouvertures de passage du fil. La fente annulaire entre la paroi de l'alésage et le fil se trouve ainsi prolongée en direction axiale et il en résulte une meilleure étanchéité. Une autre disposition particulibrement favorable réside dans l'agencement en forme d'entonnoir du couvercle de la cuve à liquide, en direction du bas. Le liquide de refroidissement venant à s'égoutter du fil est ainsi recueilli et ramené dans la cuve à liquide. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description détaillée d'un mode de réalisation pris comme exemple non limitatif et illustré par le dessin annexé, sur lequel la figure 1 est une coupe schématique d'un dispositif de refroidissement par liquide avec passage continu dudit liquide la figure 2 illustre l'utilisation du dispositif de refroidissement selon la figure 1 dans une inslallation d'étamage ce fil On voit sur la figure 1 une cuve à liquide 1 munie, sur son enveloppe, d'une tubulure dXadmission 2 et d'une tubulure d'évacuation 3. Le fond 4 de cette cuve à li- quide 1 présente en son centre une saillie 5 en forme de tubulure dirigée vers le haut et comportant un alésage intérieur 6.La cuve 1 est fermée vers le haut par un couvercle amovible 7 agencé en forme d'entonnoir en direction du bas et présentant en son centre un alésage 8. Au-dessous de la cuve à liquide 1 se trouve une chambre sous pression 9 qui est reliée sous étanchéité aux gaz au fond 4 de ladite cuve par-une collerette 10 et dont l'enveloppe est traversée par une tubulure d'amenée de gaz 114 Le fond 12 de la chambre sous pression 9 comporte, lui aussi, en concentre une saillie 13 en forme de tubulure percée d'un alésage 14. les diamètres des alésages 8, 6 et 14 sont tels qu'un fil puisse traverser ceux-ci sans toucher leurs parois. On retrouve sur la figure 2 ce dispositif de refroidissement par liquide utilisé dans une installation d'étamage de fil. Après nettoyage, le fil 15 traverse un bain d'étain 16, passe sur un rouleau inverseur 17 et sort du bain d'étain 16 en direction verticale vers le haut. L'étain en excès est ensuite racle par une buse appropriée 18 montée dans un support chauffable 19, la quanti-té d'étain correspondant à ltépaisseur de couche voulue étant répartie uniformément sur le pourtour du fil 15 par un profil ondulé de ladite buse de raclage 18. De par la tension superficielle de l'étain liquide, la couche d'étain encore à l'état de fusion s'uniformise du profil ondulé à la section circulaire.Le fil 15, sorti de la buse de raclage 18 et ayant parcouru la longueur de l'alésage 14 de la saillie en tubulure 13, pénètre dans la chambre sous pression 9, parcourue à partir de la tubulure d'amenée de gaz 11 par de l'air sous une surpression E p1 par rapport a l'atmosphère.La cuve à liquide 1, faisant suite à la chambre sous pression 9, est à son tour parcourue continuellement par de l'eau, à travers'les tubulures d'entrée 2 et de sortie 3 et la température de cette eau peut varier entre 10 et 90 C selon le lissé et l'éclat exigés du revêtement d'étain A la sortie de la chambre sous pression 9, le fil 15 traverse l'aalésage 6 de la saillie en tubulure 5 pour pénétrer dans la culte à liquide 1, d'où il sort vers le haut par l'alésage 8 du couvercle 7.La couche d'étain à l'état de fusion, dont le profil ondulé s'est uniformisé dans le trajet L, se solidifie, sur le traJet de refroidissement par eau W et par l'effet de l'évacuation intense de la chaleur, à une vitesse telle que le fil 15 peut être amené à un rouleau de changement de direction 20 dès sa sortie du couvercle 7. le liquide venant à s'égoutter de ce fil 15 est ramené à la cuve 1 par ce couvercle en forme d'entonnoir 7. Les résidus liquides subsistant éventuellement sur le fil 15 sont éliminés par une soufflante à air comprimé ou à air chaud 21. L'air introduit dans la chambre 9 sous une surpression a p1 par rapport à l'atmosphère ressort par la fente annulaire comprise entre l'alésage 14 et le fil 15 en ayant à surmonter une résistance d'écoulement qui est fonction des dimensions de cette fente. I1 se maintient ainsi continuellement dans la chambre sous pression 9 une surpression b p2, inférieure & à P1 pl, par rapport à 1' atmosphère. Cette sur- pression h p2 équiìibre constamment la colonne d'au de hauteur W, si bien qutil ne peut pas sortir d'eau de la cuve à liquide 1, à travers la fente annulaire comprise entre l'alé- sage 6 et le fil 15. le dispositif de refroidissement par liquide selon l'invention convient particulièrement à des installations d'étamage dans lesquelles, comme ci-dessus, on sort le fil du bain verticalement vers le haut Nais il est également possible de l'utiliser dans des installations où le fil est dirigé obliquement ou verticalement vers le bas. REVENDICÂT ION 1. Dispositif de refroidissement par liquide pour la solidification rapide du revêtement à l'état fondu d'un fil étamé épais par trempé caractérisé par le fait qu'il comporte, au-dessous d'une cuve à liquide, une chambre sous pression présentant une tubulure d'amenée de gaz et reliée de façon étanche aux gaz au fond de ladite cuve à liquide, le couvercle et le fond de celle-ci ainsi que le fond de la ch-ambre sous pression présentant des ouvertures alignées les unes à la suite des autres en sorte que le fil puisse les traverser sans rien toucher. 2. Dispositif selon la revendication 1 Ca- ractérisé par le fait que la cuve à liquide comporte une tubulure d'admission et une tubulure d'évacuation. 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2 caractérisé par le fait que le fond de la cuve à liquide et le fond de la chambre sous pression comportent chacun une saillie en genre de tubulure dans laquelle est ménagée , sous forme d'alésage cylindrique, une des ouvertures de passage du fll. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à3 caractérisé par le fait que le couvercle de la cuve à liquide est agencé en forme d'entonnoir en direction du bas.