Brevet FR2835263A1 — publié le 20030801

L'invention concerne un dispositif permettant d'effectuer, en continu, le retordage et le câblage de fils. Par exemple, de tels dispositifs sont utilisés par des machines permettant la réalisation de fils pour tapis. L'état de la technique peut être illustré, à titre indicatif nullement limitatif, par l'enseignement des brevets FR 1 455 499 et US 3 525 205. Il ressort de ces documents que de telles machines comprennent un bâti central supportant une pluralité de positions de travail identiques constituées, en considérant le sens du passage du fil, d'une broche simple ou double torsion supportant un enroulement dudit fil, de moyens d'appel du fil, d'un four de traitement thermique suivi d'une zone de refroidissement et enfin des moyens de renvidage du fil traité. Le four de traitement thermique est disposé verticalement (brevet FR 1 455 499) ou horizontalement (brevet US 3 525 205). Le fil est maintenu à l'état relaxé pendant le traitement thermique et pendant la phase de refroidissement avant bobinage. On peut citer également l'enseignement du brevet FR 2.414. 568 qui divulgue une machine dans laquelle chaque position de travail comporte une broche double torsion suivie d'un four de traitement thermique disposé entre deux systèmes d'appel suivis de moyens de renvidage. Une telle machine est utilisée pour réaliser l'étirage d'un fil partiellement étiré, au moyen de la broche double torsion qui tourne à une vitesse telle que la tension communiquée au fil dans le ballon qu'il forme à la sortie de ladite broche, provoque l'étirage du fil. On connaît également des machines similaires à celles précédemment décrites pour réaliser cette opération de câblage direct. Dans ce cas, le fil provenant de l'enroulement monté sur la broche simple ou double torsion, est associé à un second fil provenant d'une seconde bobine montée fixe sur le bâti de la machine. Ce second fil est amené au-travers du fût de la broche correspondante jusqu'à une tête de câblage disposée dans le prolongement de cette dernière. Un exemple de réalisation avantageux de ce type de machine permet de réaliser aussi bien une opération de retordage qu'une opération de câblage, comme il ressort de l'enseignement du brevet FR 2 732 043, dont le demandeur de la présente est également titulaire. Selon l'enseignement de ce brevet, la machine comprend un bâti central supportant une pluralité de positions de travail identiques comprenant chacune : une broche double torsion ou de câblage supportant un enroulement de fil, destiné à être tordu ou câblé avec un second fil ; des moyens d'appel du fil permettant d'annuler la tension qui résulte de l'opération de retordage ou de câblage ; des moyens de chauffage du fil suivis d'une zone de refroidissement ; des moyens de renvidage du fil traité ; les moyens de chauffage sont constitués par un four rectiligne disposé verticalement ou sensiblement verticalement ; - le fil effectue un aller-retour à l'intérieur du four où est introduit l'extrémité de ce dernier pour sa partie basse, tandis qu'un système d'appel et de renvoi pour ledit fil est prévu en partie supérieure ; des moyens sont prévus pour maintenir le fil sous un tension minimale pendant la phase de refroidissement et pour le délivrer au moyen de renvidage. Ces dispositions permettent, non seulement, de doubler la durée du traitement thermique pour un four de longueur donnée, mais également de maîtriser parfaitement les tensions communiquées au fil pendant les phases de traitement thermique et de refroidissement. Cette dernière solution apporte des avantages importants par rapport à l'état de la technique, mais ne peut toutefois être considérée comme totalement satisfaisante. En effet, compte tenu du traitement que doit subir le fil, le four doit être porté à une température relativement élevée de l'ordre de 210 C et doit présenter des dimensions importantes. Par exemple, la longueur ou la hauteur du four peut atteindre 4,50 mètres. Il est par ailleurs nécessaire de prévoir de moyens importants afin d'assurer le refroidissement du fil à l'état relaxé. Par exemple, de tels moyens peuvent être constitués par un tapis de relaxation disposé horizontalement en-dessous du four. Ce tapis peut être, soit individuel pour chaque position de travail, soit commun à toutes les positions et s'étend alors sur toute la longueur du métier. Des problèmes peuvent également apparaître au niveau de la régularité de la fixation. A partir de cet état de la technique, le problème que se propose de résoudre l'invention est d'améliorer la fixation en continu de fils. Pour résoudre un tel problème, il est apparu important de pouvoir maîtriser l'hygrométrie du fil en observant que plus le fil est humide, plus son point de fixation est bas. Pour résoudre un tel problème, il a été conçu et mis au point un dispositif de câblage et de fixation continu du fil du type de ceux comprenant, d'une manière connue : - une broche double torsion ou de câblage supportant un enroulement de fil destiné à être tordu ou câblé avec un second fil ; - des moyens d'appel du fil pour annuler la tension qui résulte de l'opération de retordage ou de câblage ; - des moyens de chauffage du fil suivis d'une zone de refroidissement ; - des moyens de renvidage du fil. Selon l'invention et compte tenu du problème posé à résoudre, en amont des moyens de chauffage, le dispositif comprend des moyens aptes à humidifier le fil de manière à abaisser le point de fixation et à favoriser la conduction de la chaleur. Avantageusement, les moyens aptes à humidifier le fil sont constitués par un fluide caloporteur du type aqueux assujetti à des organes d'application dudit fluide sur ledit fil. Compte tenu de l'augmentation du taux d'humidité du fil, les moyens de chauffage aptes à assurer le traitement thermique, peuvent être exécutés de différentes façons : Par exemple, les moyens de chauffage sont constitués par au moins un godet cylindrique associé à un guide de renvoi pour permettre un mouflage du fil, ledit godet étant porté à une température déterminée et entraîné positivement en rotation ; Ou bien les moyens de chauffage sont constitués par un four. L'invention est exposée ci-après plus en détail à l'aide des figures des dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue à caractère schématique montrant le principe du dispositif selon l'invention pour réaliser le câblage et la fixation en continu de fil ; - la figure 2 est une vue en perspective d'une forme de réalisation avantageuse des moyens de chauffage et de refroidissement ; - la figure 3 est, à une échelle plus importante, une vue en coupe transversale considérée selon la ligne 3-3 de la figure 2. Comme le montre la figure 1, le dispositif comprend, d'une manière connue, une broche double torsion ou de câblage (1) permettant de réaliser soit un retordage, soit une opération de câblage direct. La broche, entraînée par un moteur individuel, reçoit une bobine (2) d'un premier fil à traiter (3) appelé fil de pot . Pour réaliser l'opération de câblage direct, la broche (1) présente un fût creux pour l'amenée d'un second fil (4) dit fil de cantre en provenance d'une bobine (5). Ainsi, d'une manière connue, le fil de cantre (4) est amené au-travers du fût creux de la broche pour être réuni au fil de pot (3) au niveau d'une tête de câblage (6). La tête de câblage (6) est de tout type connu et approprié. A sa sortie, les fils (3) et (4) sont assemblés par le procédé de câblage direct conventionnel. A noter que la tête de câblage (6) peut être combinée avec un moyen d'appel permettant d'annuler la tension résultant du câblage ou de la torsion. Par exemple, comme l'enseigne le brevet français précité FR 2 732 043, le moyen d'appel peut être composé essentiellement d'un ensemble du type à cabestan et cylindre presseur. L'association avec un cylindre à gorge, permet d'obtenir un mouflage du fil câblé. Il en résulte une très grande précision dans la vitesse d'appel des fils ainsi qu'une annulation de la tension qui résulte de l'opération de retordage ou de câblage. Le fil câblé (3-4) est ensuite soumis à un traitement thermique par des moyens de chauffage (7). Selon une caractéristique à la base de l'invention, afin d'améliorer la régularité de la fixation du fil, dans le cas d'une installation en continu, il est apparu important de pouvoir maîtriser l'hygrométrie, étant observé que le point de fixation du fil est inversement proportionnel à son taux d'humidité. Autrement dit, plus le fil est humide, plus son point de fixation est bas. Dans ces conditions, en amont des moyens de chauffage (7) le dispositif de câblage et de fixation en continu comprend des moyens (12- 13) aptes à humidifier le fil, de manière à abaisser son point de fixation, comme indiqué précédemment. Les moyens aptes à humidifier le fil sont constitués par un fluide caloporteur (13), du type aqueux, assujetti à tous types d'organes susceptibles d'appliquer le fluide sur le fil. Par exemple, ils peuvent être constitués, par un rouleau (12) apte à appliquer sur le fil (3-4) le fluide caloporteur (13) au fur et à mesure de son défilement. Ou bien ces organes peuvent être constitués par une buse, sans pour cela exclure tout autre système. Ces dispositions permettent de fixer en continu le fil, d'une manière particulièrement simple et efficace, en combinaison avec les moyens de chauffage (7) qui peuvent être quelconque. Par exemple, ces moyens de chauffage peuvent être constitués par un four rectiligne, de tout type connu et approprié, disposé horizontalement ou verticalement. Par exemple, le four peut être du type de celui défini dans le brevet FR 2. 732.043. Toutefois, d'une manière préférée, les moyens de traitement thermique du fil câblé (3-4) sont constitués par au moins un godet cylindrique (7) associé à un guide de renvoi (8) pour permettre un mouflage des fils. Le godet (7) est porté à une température déterminée et est entraîné positivement en rotation. A la sortie des moyens de chauffage (7) et (8), le dispositif de traitement présente une zone de refroidissement constituée également par la combinaison d'un godet cylindrique (9) et d'un guide de renvoi (10). A la sortie de la zone de refroidissement (9) et (10), le fil est enroulé sur un moyen de réception sous forme d'une bobine (11). Comme indiqué, le godet (7) est associé à des moyens de chauffage permettant de le maintenir à une température prédéterminée. Par exemple, ces moyens de chauffage sont du type à induction permettant de maintenir le godet dans une plage de température prédéterminée, par exemple entre 90 C et 240 C environ. L'entraînement en rotation du godet (7) s'effectue par tout moyen connu et approprié. Le rouleau de renvoi (8) est monté en rotation. D'une manière importante, le godet (7) et le rouleau de renvoi (8) présentent des rainures espacées (7a) et (8a) formées parallèlement à leur axe de rotation. Ces dispositions permettent d'augmenter et d'améliorer l'effet de gonflant des fils câblés (3-4). De la même façon, le godet (9) et le rouleau de renvoi (10) présentent des rainures espacées (9a) et (10a) formées parallèlement à leur axe de rotation. A noter que le godet (9), relatif à la zone de refroidissement, peut être portée à une température comprise entre 55 C et 130 C environ. Les différentes rainures des godets (7) et (9) et des rouleaux de renvoi (8) et (10) sont arrondies de manière à former des gorges. Au niveau des rainures, différentes formes d'exécution peuvent être prévues au niveau par exemple de leur dimensionnement. Les rainures peuvent être de même profondeur ou non. Avantageusement, les rainures sont régulièrement réparties sur la circonférence du godet et du rouleau de renvoi, sans pour cela exclure une répartition inégale. Enfin, ces rainures sont parallèles entre elles ou non. Les différentes solutions appliquées au niveau des godets (7) et (9) peuvent être envisagées au niveau des galets de renvoi (8) et (10). L'invention trouve une application particulièrement avantageuse pour le câblage et la fixation en continu, de tout type de fils, quelles que soient ses applications. REVENDICATIONS - 1-Dispositif de câblage et de fixation en continu de fils suivi d'un traitement thermique complémentaire comprenant : - une broche double torsion ou de câblage (1) supportant un enroulement de fil (3) destiné à être tordu ou câblé avec un second fil (4) ; - des moyens d'appel (6) du fil pour annuler la tension qui résulte de l'opération de retordage ou de câblage ; - des moyens de chauffage (7) du fil suivis d'une zone de refroidissement ; - des moyens de renvidage (11) du fil, caractérisé en ce que en amont des moyens de chauffage (7), le dispositif comprend des moyens aptes à humidifier le fil de manière à abaisser le point de fixation et à favoriser la conduction de la chaleur. - 2-Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens aptes à humidifier le fil sont constitués par un fluide caloporteur (13) du type aqueux, assujetti à des organes d'application (12) dudit fluide sur ledit fil. - 3-Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de chauffage sont constitués par au moins un godet cylindrique (7) associé à un guide de renvoi (8) pour permettre un mouflage du fil, ledit godet (7) étant porté à une température déterminée et entraîné positivement en rotation. - 4-Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la zone de refroidissement comprend au moins un ensemble godet cylindrique (9)guide de renvoi (10) assurant le mouflage du fil, ledit ensemble étant situé entre le godet chauffant (7) et le moyen de renvidage (11). - 5-Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de chauffage sont constitués par un four. - 6-Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le godet et le galet de renvoi présentent des rainures espacées formées parallèlement à leur axe de rotation. -7-Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le fond des rainures est arrondi de manière à former des gorges. - 8-Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que les gorges sont régulièrement réparties ou non sur la circonférence du godet et du rouleau de renvoi. - 9-Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que le fond des gorges délimite un diamètre de même valeur ou non.