Brevet FR2727134A1 — publié le 19960524

L'invention concerne un perfectionnement apporté aux dispositifs pour le traitement thermique de fils en mouvement, afin de conférer à ces derniers certaines propriétés de retrait et/ou voluminosité et/ élasticité. Dans la suite de la description, on utilisera l'expression classique de "four" pour désigner un tel dispositif qui, bien entendu, peut être utilisé aussi bien pour traiter des fils continus, mono ou multifilamentaires que des filés de fibres. Par ailleurs, l'invention sera décrite appliquée plus particulièrement à la texturation par fausse torsion, mais il est évident que cela n'est pas limitatif et qu'elle peut également trouver des applications dans d'autres domaines, et en général dans tous les cas où l'on désire traiter thermiquement, avec précision, des fils se déplaçant à une vitesse élevée. Plus précisément, le perfectionnement selon l'invention porte sur des fours réalisés conformément aux enseignements de 1'USP 5 193 293 (correspondant à 1'EP-A-524 111), dont le contenu est intégré en tant que besoin à la présente description. D'une manière générale, le type de four décrit dans les documents précités est constitué essentiellement par une enceinte isolante qui entoure un bloc chauffant avec lequel elle définit un canal longitudinal, ouvert sur l'extérieur, à l'intérieur duquel passe le fil à traiter, des moyens de guidage du fil étant prévus pour assurer son positionnement à l'intérieur du four. Avantageusement, le four est conçu de manière à pouvoir traiter simultanément deux fils en parallèle. Le bloc chauffant proprement dit est constitué par un ensemble qui comporte au moins deux sections cylindriques ayant des diamètres différents, disposés dans le prolongement l'une de l'autre. Grâce à une telle conception, les fils sont maintenus à une distance constante de la section de petit diamètre, de telle sorte que l'élévation de température soit obtenue, dans cette zone, par radiation, alors qu'ils viennent en contact avec la surface de la zone de grand diamètre, la transmission de la chaleur étant alors réalisée par contact ou conduction. Différentes formes de réalisation d'un tel type de four ont été envisagées, le bloc chauffant pouvant être soit constitué par un ensemble monobloc, soit constituées par la juxtaposition à la suite les uns des autres de modules élémentaires, chaque module permettant de réaliser un type de chauffage. Par ailleurs, dans une forme de réalisation d'un tel four, réalisation ayant fait l'objet du brevet européen EP-A-0578 589 (brevet qui correspond à 1'UFA-5 332 882), le Demandeur a proposé une conception dans laquelle l'élément actif (bloc chauffant) peut être facilement démonté et remonté, soit pour effectuer les opérations de maintenance (nettoyage), soit éventuellement pour remplacer un bloc chauffant de structure déterminée par un bloc différent lorsque l'on souhaite modifier le traitement thermique, par exemple lorsque l'on doit traiter un fil de nature différente. Dans une telle conception, le bloc chauffant est constitué par un ensemble qui comporte au moins deux sections cylindriques ayant des diamètres différents disposés dans le prolongement l'une de l'autre, et qui supportent, sur leur longueur, des bagues munies d'éléments de guidage permettant de maintenir le fil à une distance constante de la surface de petit diamètre, et permettant de faire tangenter le fil avec la surface cylindrique de grand diamètre. Une telle possibilité est obtenue en concevant le four de manière telle que l'une des faces extrêmes du capotage entourant l'enceinte isolante et le bloc chauffant soit amovible et supporte l'ensemble des raccords permettant d'assurer l'alimentation électrique du four, sa régulation ..., le bloc chauffant étant fixé par l'une de ses extrémités à ladite face amovible. Une telle conception de four implique cependant d'avoir des ensembles complets pour chaque type de fil que l'on est amené à traiter, ce qui entraîne une augmentation des coûts d'investissement. Or on a trouvé, et c'est ce qui fait l'objet de la présente invention, un perfectionnement à un tel type de four qui permet de résoudre ce problème. D'une manière générale, le perfectionnement conforme à l'invention se caractérise en ce que les zones de diamètre différent permettant d'avoir une combinaison de chauffage par radiation et de chauffage par contact, sont constituées d'une pluralité de modules élémentaires juxtaposées par emmanchement sur un corps de chauffe (résistance) cylindrique, fixé par une de ses extrémités à une face amovible du capotage du four, le maintien en position desdits modules juxtaposés le long du corps de chauffe, étant assuré par un élément de positionnement et de blocage lui-même solidaire de la face amovible. Grâce à une telle conception, il est donc possible d'adapter les éléments chauffants à chaque type de fil ou de traitement par simple substitution et combinaison de modules élémentaires, le corps de chauffe proprement dit étant le même pour n'importe quel type de fil. Par ailleurs, une telle conception permet de disposer des bagues de guidage du fil à n'importe quel niveau à l'intérieur du four. L'invention et les avantages qu'elle apporte sera cependant mieux comprise grâce à l'exemple de réalisation qui suit, donné à titre indicatif mais non limitatif et qui est illustré par les schémas annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue schématique en perspective éclatée d'un four réalisé conformément à l'invention; - la figure 2 est une vue en élévation et en coupe du four illustré à la figure 1 et; - la figure 3 est une vue schématique, en perspective éclatée, illustant la manière dont sont montés les modules élémentaires sur le noyau chauffant dans un four conforme à l'invention. En se reportant aux schémas annexés et plus particulièrement aux figures 1, 2 et 3, le four conforme à l'invention a une structure générale du type faisant l'objet du brevet européen 578 589. I1 se compose essentiellement d'une enceinte isolante désignée par la référence générale (1) et constituée d'un bloc réfractaire (2) entouré par un capotage extérieur (3) qui entoure un bloc chauffant (E) réalisé conformément à l'invention, avec lequel elle définit un canal longitudinal à l'intérieur duquel passe le fil (4) à traiter. Dans le cas présent, le four permet de traiter en parallèle deux fils (4). Le bloc isolant (3), en matériau réfractaire, est avantageusement de forme cylindrique et comporte un évidement, de forme cylindrique, destiné à contenir l'élément chauffant (E). Dans la forme de réalisation illustrée, l'élément chauffant (E) est fixé par l'une de ses extrémités à l'une des faces extrêmes (6) du capotage, cette face étant amovible et supportant des raccords (7) permettant d'assurer l'alimentation électrique des fours et sa régulation. Le bloc chauffant est conçu de manière à présenter une succession de zones ayant des diamètres différents D et dl, et ce de telle sorte que le fil soit en contact avec les zones de grand diamètre D, la transmission de chaleur étant alors réalisée par conduction et soit maintenu éloigné des zones de plus petit diamètre dl, la transmission de chaleur étant alors obtenue par convexion. Le guidage et le positionnement des fils à l'intérieur du four entre l'entrée au travers des oeillets (8) prévue sur la face (6) et la sortie au travers d'oeillets (9) prévue à l'autre extrémité du four, est assuré par l'intermédiaire de guides désignés par la même référence (10), et qui sont réparties sur la longueur de l'ensemble de chauffage et permettent ainsi de modifier le trajet des fils pour qu'il soit par exemple rectiligne sur une partie de la longueur, puis en hélice dans une ou plusieurs zones successives, le fil tangentant avec les zones de grand diamètre et pouvant éventuellement embarrer autour d'une de ces zones de grand diamètre D, notamment au voisinage de l'entrée à l'intérieur du four.Dans la forme de réalisation illustrée, ces guides (10) sont au nombre de trois et sont montées régulièrement espacées à l'intérieur du four et définissent au niveau de l'entrée et de la sortie une zone de chauffage par radiation suivie, dans la partie centrale, d'une alternance de zones de chauffage par contact et par radiation. Dans le four conforme à l'invention, l'élément chauffant (E) est conçu de la manière telle que schématisée à la figure 3, et se compose essentiellement d'un corps de chauffe (11), cylindrique, comprenant une ou plusieurs résistances (12) noyées dans une matrice et obtenu par moulage. Ce corps de chauffe (11) comporte également un élément thermocouple permettant de réaliser une régulation précise de la température. En fonction des traitements à réaliser, les résistances peuvent être conçues de différentes manières, par exemple pour avoir une température constante sur toute la longueur du four ou pour avoir des températures variables, auquel cas on pourra, par exemple, disposer en parallèle deux résistances pouvant être soit de même longueur, soit être décalées l'une par rapport à l'autre sur la longueur du four. Conformément à l'invention, pour réaliser une succession de zones de diamètres différents, on utilise des modules élémentaires dont la longueur peut être adaptée en fonction des traitements à réaliser, qui peuvent être emmanchés par coulissement sur le corps de chauffe (11), et qui constituent des surfaces cylindriques de diamètre différent D et dl. Chaque module peut soit former à lui seul une zone de petit diamètre dl, soit une zone de grand diamètre D, soit éventuellement combiner une alternance de zones de grand diamètre D et de zones de petit diamètre dl. Le diamètre interne d de chaque module correspond au diamètre d de la résistance chauffante afin que les modules puissent être emmanchés par simple coulissement autour de cette dernière. Le guidage du fil entre l'entrée (8) et la sortie (9) est assuré au moyen d'une ou plusieurs guides (10) au nombre de trois dans l'exemple illustré par les figures 1 et 2. Grâce à une telle conception, il est possible d'adapter la structure du four en fonction du traitement thermique à réaliser et du type de fil à traiter. Pour les machines d'étirage-texturation, entre l'entrée (8) et le premier guide (10), on dispose avantageusement une bague de diamètre D, de telle sorte que le trajet du fil ne soit pas rectiligne dans cette zone, et qu'il vienne embarrer avec la surface de cette première bague, le trajet devenant rectiligne dans la zone située en aval de la première bague (10) jusqu'à la sortie (9) du four. De préférence, ce fil forme une double hélice entre les trois guides (10). Le maintien en position des différents modules et guides autour du corps de chauffe (11), est réalisé par tous moyens appropriés, par exemple au moyen d'une bague de blocage (16) ou au moyen de vis, les différents modules étant bloqués longitudinalement par l'intermédiaire d'un tirant (17) solidaire de la face d'entrée (6), et dont l'extrémité (18) vient s'encliqueter dans une encoche (19) prévue dans le guide de sortie (10). Grâce à une telle conception, il est donc possible d'adapter facilement l'organe de chauffe aux conditions de traitement et aux matières à traiter en modifiant la longueur des zones de grand diamètre D et de petit diamètre dl et en modifiant leur positionnement sur la longueur du four. REVENDICATIONS 1/ Dispositif de chauffage d'un fil en mouvement comprenant un bloc chauffant qui comporte au moins deux sections cylindriques ayant des diamètres différents dl, D, disposées dans le prolongement l'une de l'autre, le fil à traiter étant maintenu à une distance constante de la section de petit diamètre dl, de telle sorte que l'élévation de température soit obtenue dans cette zone par radiation, alors qu'ils viennent en contact avec la surface de la ou des zones de grand diamètre D la transmission de chaleur étant alors réalisée par contact ou conduction, au moins un élément de guidage (10) étant prévu sur la longueur du four pour assurer le positionnement du fil (4), caractérisé en ce que les zones de diamètre différent dl, D permettant d'avoir une telle combinaison de chauffage par radiation et de chauffage par contact, sont constituées d'une pluralité de modules élémentaires juxtaposés par emmanchement sur un corps de chauffe (11) cylindrique, fixé par une de ses extrémités à une face amovible (6) du capotage du four, le maintien en position desdits modules juxtaposés le long du corps de chauffe, étant assuré par un élément de positionnement et de blocage (17) lui-même solidaire de la face amovible (6). 2/ Four selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est conçu pour traiter deux fils (4) en parallèle, le guidage et le positionnement du fil à l'intérieur du four entre l'entrée au travers des oeillets (8) prévue sur la face (6) et la sortie au travers d'oeillets (9) prévue à l'autre extrémité du four, étant assuré par l'intermédiaire de guides (10) réparties sur la longueur de l'ensemble de chauffage, permettant ainsi de modifier le trajet des fils à l'intérieur du four. 3/ Dispositif de chauffage selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte entre l'entrée (8) du fil dans le four et le premier guide (10), un module de diamètre D, le fil (4) embarrant avec la surface de ce premier module, le trajet devenant rectiligne dans la zone suivante en aval du premier guide (10). 4/ Dispositif selon l'une des revendications I à 3, caractérisé en ce que le maintien en position des différents modules et guides autour du corps de chauffe (11), est obtenu par par l'intermédiaire d'un tirant (17) solidaire de la face d'entrée (6).