NO152164B - Fremgangsmaate og apparat for samling av glassfilamenter - Google Patents

Abstract

En fremgangsmåte og et apparat for samling av tråd omfatter: tilførsel av et første trådsegment (18J, rotasjon av en del (28) for samling av den første tråd på delen, variasjon av hastigheten for den roterbare del i samsvar med et forutbestemt mønster, avføling av fravær av den første tråd som vikles rundt delen for å identifisere et referansepunkt i mønsteret ved opptreden av avføl-ing av fravær av den første streng, tilførsel av et andre trådsegment (18) til delen, påbegynnelse av samling av den andre tråd på delen med det første trådsegment derpå i det vesentlige med en hastighet som hovedsakelig svarer til referansepunktet i mønsteret, og fortsettelse med rotasjon av delen i samsvar med mønsteret etter referansepunktet for vikling av det andre trådsegment derpå.

Description

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte og et apparat for samling av glassfilamenter, hvorved det først tilveiebringes et antall strømmer av smeltet glass som ved hjelp av en spole trekkes og fortynnes til filamenter, som så vikles i form av en første streng av glassfilamenter i lag på samme spole, og hvor rotasjonshastigheten til spolen varieres i samsvar med et forutbestemt mønster.

En fremgangsmåte for fremstilling av tekstiler av glass innbefatter fortynning av et antall strømmer av smeltet glass til fibre, samling av fibrene til en tråd og vikling av tråden til en pakke for derpåfølgende bruk ved fremstilling av forskjellige produkter. Det smeltede glass strømmer til å begynne med med en regulert hastighet fra en ovnsforherd til en mater eller hylse som har et antall åpninger utformet i sin bunn. Når smeltet glass strømmer fra åpningene, vil strøm-mene av temeltet glass trekkes nedover med en høy hastighets-grad for fortynning til fibre. Antall fortynnede fibre blir så samlet sammen til en tråd belagt med en appretering og tråden blir viklet på en pakke på en viklerpatron. Hastigheten for vikleren reguleres i et forsøk på å holde en jevn fortynn-ingshastighet som på sin side gir en jevn diameter i de fortynnede fibre hvis andre betingelser, såsom temperaturen for det smeltede glass forblir konstant. Da tråden er skruelinjeformet viklet i lag for dannelse av en pakke, vil diameteren for pakken gradvis øke. Når diameteren øker, vil rotasjonshastigheten for vikleren måtte reduseres proporsjonalt for å holde en konstant fortynningsgrad.

Forskjellige styringer har vært kjent ved teknik-kens stand for styring av en viklerpatronhastighet med i det vesentlige jevn fortynningsgrad når størrelsen for en pakke på hvilken glassfibrene er viklet forandrer seg. Ved et typisk system fra kjent teknikk lagrer en digital regneenhet eller annen prosesstyring data svarende til en ønsket viklerpatronhastighet ved forskjellig forutbestemte punkter i tid etter starten av viklingen av en pakke. Ved hvert av disse -tids-punkter blir viklerpatronens hastighet registrert og sammen-lignet med den ønskede hastighet for dannelsen av et feilsig-nal. Feilsignalet benyttes for å modifisere viklerpatronhas-tigheten for å redusere avvik mellom ønsket hastighet og den aktuelle hastighet. I et tidligere kjent system, som beskre-vet i US patent nr. 3471278, som ble bevilget den 7. oktober 1969, er viklerhastigheten styrt ved hjelp av en magnetisk clutch som forbinder en konstant hastighetsmotor med en gene-rator. Utgangen fra generatoren på sin side driver vikler-motoren. En digital regneenhet danner et utgangssignal som omdannes til et analogsignal for driving av en rampefunksjons-generator. Rampefunksjonsgeneratoren på sin side driver den magnetiske clutch for å trekke eller bremse ned hastigheten for viklerpatronen når diameteren til pakken øker for å holde en konstant fiberfortynning og trådsamlingshastighet. For å forandre produktet som samles på vikleren, kan en forskjellig analog viklerhastighetsbremsekurve bli lagret i digitalregne-enheten.

I andre systemer blir viklerhastigheten digitalt styrt for å holde en forutbestemt fortynning og samlingshas-tighet for en tråd av glassfibre. En konstant hastighetsmotor er forbundet over en elektromagnetisk betjent clutch for drift av en viklerpatron. En integrert kretsmikroregneenhet eller mikroprosessor som mottar tilbakeført data på den aktuelle viklerpatronhastighet danner en digitalutgang som benyttes for fasetenning av to styrte silisiumlikerettere (SCR). Dette på sin side styrer effekten til den magnetiske clutch for styring av koblingen mellom konstanthastighétsmotoren og viklerpatronen.

Viklerpatronens hastighet styres i samsvar med et tredjegrads polynom som gir en forutbestemt hastighetskurve. Den aktuelle kurve for hvert produkt bestemmes av konstantene

i polynomet. Polynomet prgrammeres i en mikroregneenhet eller annen digitalstyringsenhet for vikleren. Fortrinnsvis blir konstantene for polynomet lagret i en separat hukommelse som lagrer konstantene for definisjon av hastighetskurven for et antall forskjellige produkter. Ved å fortelle mikroregneenheten hvilket produkt som skal fremstilles, vil egnede konstanter leses ut av hukommelsen og benyttes i løsningen av polynomet for et hvilket som helst punkt på hastighetskurven fra en første starttid. I alle tilfeller vil imidlertid hastigheten være styrt av en funksjon av tiden.

Avbrudd eller prosessavbrytelser i dannelsen av kontinuerlige glassfilamenter er vanlige. Tidligere har vik-lerne fortsatt å arbeide gjennom en vanlig operasjonssyklus til tross for det faktum at filamentene er blitt "brutt ut". Herved vil bare en delvis fylt pakning bli dannet. I noen tilfeller vil slike pakninger bli belagt på nytt. Dette vil si at ekstra lag av glasstråder er blitt viklet på de første lag etter avbruddet. Dette kan gi en full pakning, men slike pakninger vil vanligvis ikke ha en tråd av filamenter med i det vesentlige jevn diameter langs hele lengden, da tidsfølgen ikke er. innstilt for å kompensere for forskjellen i avbrudd og gjenoppstartingstid for den tidsstyrte viklingssyklus.

F. eks. kan en vikler fortsette å løpe i fem eller

10 minutter etter avbrudd av filamentene før den blir forsynt på nytt med tråd for å fornyet belegge den delvis fylte pakning. Eller, hvis avbrudd opptrer meget tidlig i paknings-oppbyggingsprosedyren, blir vikleren tilbakestilt til tid null og prosessen starter fra dette punkt. Som sådan kan pakninger med tråder av glassfibre med ikke jevn diameter såvel som tråder som ikke har den ønskede vekt eller lengde-toleranser kunne dannes, da rotasjonshastigheten for vikleren ikke har den riktige pakningsdiameter som er forbundet dermed.

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte og et apparat for samling av tråder når filamentene i tråden blir dannet, hvorved tråden omfattes av filamenter med i det vesentlige jevne diametre langs lengden til tross for det faktum at strengen kan være påført i et antall segmenter i motset-ning til en enkelt kontinuerlig tråd som et resultat av ufor-utsette prosessavbrudd.

Dette oppnås ifølge oppfinnelsen ved at et brudd eller opphør av den første streng som vikles opp registreres for å identifisere et referansepunkt i det forutbestemte mønster, og at en andre streng av glassfilamenter tilføres og vikles over den første streng med en hastighet i det vesentlige svarende til hastigheten ved referansepunktet i mønsteret, og at rotasjonen fortsettes i samsvar med mønsteret følgende etter referansepunktet for å fortynne strømmene til filamenter og samle slike filameter som den andre streng av glassfilamenter på spolen. Fig. 1 er et halvskjematisk oppriss av tekstilfi-berdannelsesoperasjonen i henhold til prinsippene ved foreliggende oppfinnelse. Fig. 2 er et strømningsdiagram av oppbyggingen som benyttes ved gjennomføring av foreliggende oppfinnelse.

Som vist på fig. 1 er mateinnretninger 10 beregnet på tilførsel av et antall strømmer av smeltet metall, såsom glass, som skal fortynnes til filamentet 12 ved hjelp av virkningen til vikleren 26. Et appreturpåføringssystem 14 kan anordnes for tilførsel av et egnet belegg for beskyttelse av filamentene 12 før gjennomgangen av filamentene 12 gjennom samleinnretningen 16 for samling av filamentene 12 til en tråd 18.

Ved vikleren 26 er det anordnet en roterbar del eller patron 28 som kan forbindes til drivinnretninger 3 0 ved hjelp av et belte 32 for å oppnå en rotasjonsdrift. Som det er kjent på fagområdet, blir tråden 18 viklet på delen 28 i skruelinjeorienterte lag ved hjelp av en forflytningsinnret-ning eller spiraltråd 34. Som sådan vil en skruelinjeviklet pakning av glassfibertråd bli dannet.

I mange tilfeller vil prosessavbrudd eller brudd opptre ved fremstillingen av pakninger av glassfibertråd. Selv om en pakning som består av et enkelt kontinuerlig segment av tråd generelt er foretrukket, vil i mange tilfeller en pakning som består av flere slike segmenter viklet til en skruelinjeformet pakning i det vesentlige som hvis det ble benyttet et enkelt segment også kunne godtas. F. eks. i buntingsoperasjoner hvor et antall tråder blir kombinert til en større tråd, kan slike på nytt belagte eller fylte pakninger være godtagbare, særlig hvis en buntingsprosess og et apparat i henhold til prinsippene som er angitt i US patent nr. 4143506, som er bevilget til Pierce et al., blir benyttet.

Det skal forstås at foreliggende oppfinnelse kan benyttes med viklinger med styringssystemer som omfatter tidsenheter, kontaktenheter, reléer og lignende og/eller kan bli benyttet med viklere som innbefatter mikroregneenheter eller mikroprosessorteknologi eller lignende.

Mikroregneenhetsstyrte viklere og/eller tekstil-fiberdannelsessystemer kan benyttes på tilsvarende måte som de som er angitt i US patent nr. 3471278, gitt til P. D. Griem, Jr., US patent nr. 4146376, gitt til Beckman et al., og US patent nr. 4147526, gitt til Lonberger.

Ved foreliggende oppfinnelse vil styringsinnretningen 44, som kan være av den tidligere nevnte kontakt- og relé-typekretskobling og/eller mikroregneenhetskretskobling, sam-virke med signalinnretningen eller sensoren 4 0 og drivinnretningen 3 0 for å styre hastigheten for patronen 28.

Som vist på fig. 1 er sensoren 40 en elektrooptisk innretning som stryker over filamentene 12 og er beliggende mellom materen 10 og appreturpåføringsinnretningene 14. Det skal imidlertid forstås at sensoren 4 0 kan være av en hvilken som helst egnet type, enten elektrisk, mekanisk, optisk eller lignende. Videre behøver sensoren ikke å forbindes med vif-ten av filamenter, men kan plasseres ved hvilket som helst punkt for å avføle tilstedeværelsen eller fravær av tråd 18 som tilføres til vikleren 26. I det vesentlige er avfølingen av elementene 12 i realiteten en avføling av tråden 18 med hensyn til det trekk at den tilføres til vikleren 26 ved prinsippene for denne oppfinnelse.

Under drift vil, hvis en prosessavbrytelse eller et filamentbrudd opptrer, sensoren 4 0 avføle fravær av filamentene eller tråden som tilføres til delen 28. Som reaksjon på denne avføling, vil et første signal bli tilført til styringsinnretningen 44 ved hjelp av vanlig elektriske ledere. Ved dette punkt er styringsinnretningen 44 beregnet på å idetifi-sere referansepunktet eller tiden og så holde eller lagre tiden for avbruddet som opptrer i tidsfølgen, fra tiden ved start til tiden for fullførelse i det forutbestemte mønster eller syklus.

Som det er kjent på fagområdet vil under samling av tråden til en viklet pakning, en gradvis oppbygging av pakningens radius opptre under pakkingssyklusen. Under en pakkingssyklus vil den lineære hastighet for fortynningen av fiberen eller filamentet fra materen bestemmes både av rotasjonshastigheten for pakningen og av omkretsen til pakningen, som er basert på en relativt liten radius. Etterhvert som oppbyggingen av pakningen opptrer, vil hastigheten for fortynningen være avhengig av økningen i omkrets av pakningen. Hvis fortynningshastigheten tillates å øke, vil diameteren for den fortynnede fiber avta, forutsatt at temperaturen for det smeltede glass og andre faktorer forblir konstant. Dette skyldes det faktum at strømningshastigheten for smeltet glass gjennom åpningene i materen bestemmes, delvis av viskositeten for glasset, som på sin side er temperaturavhengig. Derfor er det ønskelig å redusere hastigheten for viklingspatronen 28 når pakningen bygges opp for å holde en konstant lineær hastighet for fortynning av filamentene 12 for dannelsen av glassfilamenter med en i det vesentlige jevn diameter langs lengden av filamentene.

I tillegg er pakningssyklusen generelt bestemt som en funksjon av tid. Dette betyr blant.andre ting at for en gitt pakke vil en forutvalgt tidslengde for pakningens oppbygging være bestemt, og viklerhastigheten bestemmes som en funksjon av tiden. Dette betyr at rotasjonshastigheten for delen 28 er styrt eller variert.som en funksjon av tiden i samsvar med et forutbestemt mønster eller en syklus.

Det er flere måter å styre rotasjonshastigheten for delen 28. F. eks. kan drivinnretningen 30 omfatte en variabel hastighetsmotor som er festet til beltet 32, eller drivinnretningen 30 kan omfatte en konstant hastighetsmotor med en hastighetskompensasjonsinnretning, såsom en elektrisk clutch eller lignende, som er plassert mellom belteinngangen 32 og motoren, slik det benyttes i de foran nevnte patenter.

Fortrinnsvis benyttes et mikroprosessor- eller mikroregneenhetsstyrt viklingssystem.

Hvis det antas at et brudd opptrer under pakningssyklusen, vil sensoren 4 0 føle fravær av filamentene 12, omfattende strengen 18, og danne et første øyeblikkssignal som tilføres til styringsinnretningen 44. Som reaksjon på et slikt første øyeblikkssignal blir et referansepunkt identi-fisert i tidsfølgen for pakningssyklusen. Referansepunktet kan lagres i styringsinnretningen for å tillate operatøren å gjeninnføre strømmene av smeltet glass generelt som primære eller utgangssvekkede fibre til patronen 28.

Som det er kjent på fagområdet kan patronen 28 ha et temporært samleområde derpå for å tillate tråden 18 å samles ved dette område i en forutbestemt tid, hvoretter tråden vil bli overført til primærsamlesonen på patronen 28 for å samle tråden 18 som pakning 36 i et antall lag.

Når operatøren bestemmer at viklingssystemet er i riktig tilstand for gjentatt start, kan operatøren aktivere en bryter (ikke vist) som gir et andre øyeblikkssignal for styreinnretningen 44 som innstiller eller styrer hastigheten for delen 28 til hastigheten for patronen eller delen 28 ved tidspunktet for bruddet. Enkelt sagt blir styreinnretningen 4 4 forutprogrammert ved mottagelse av det andre signal for å tilbakeføre referansepunktet i tid (t^) i pakningssyklusen, innstille hastigheten for patronen 28 som funksjon derav for å oppnå rotasjonshastigheten som svarer til tiden t^ i samsvar med den forutbestemte ligning eller mønster og fortsette med pakningssyklusen i henhold til det forutbestemte mønster eller program fra referansepunktet.

I drift vil drivinnretningen 30 og/eller patronen 28, som er angitt med W på fig. 2, avenergiseres ved tiden for avbrudd. Også tidsstyreren T blir deaktivert ved tidspunktet for avbrudd t^. Det skal imidlertid forstås at delen 28 og/eller drivinnretningen 3 0 ikke må dekativeres eller stoppes under avbrudd, men at dette er foretrukket av sikker-hetsgrunner .

Det skal også forstås at styringsinnretningen 44 kan forutprogrammeres eller utformes for automatisk å starte på nytt etter en forutvalgt tidsperiode. Tidsperioden bør være tilstrekkelig til å muliggjøre for operatøren på nytt å innføre til det temporære samleområde eller patron 28 en tråd av primærfilamenter. Imidlertid er en enkel gjenstart-ingsbryter, som er lett tilgjengelig for operatøren, foretrukket .

Ved ny start blir tråden 18 manuelt holdt ved det temporære samleområde på patronen 28 i en tidsperiode som er tilstrekkelig til å tillate patronen å oppnå den ønskede hastighet, eller styringsinnretningen 44 kan være utformet i ett med en bortholdingsarm eller lignende som er forbundet med vikleren 26 for mekanisk innretting av tråden 18 med det temporære samleområde på patronen 28. Som sådan kan styringsinnretningen 44 være forbundet med et takometer som er beregnet på å avføle rotasjonshastigheten for drivinnretningen 30 og/eller patronen 28 som kan være beregnet på å gi et signal til styringsinnretningen 44 for å aktivere bortholdingsmeka-nismen for tilbakeføring av tråden til primærpakningsoppbygg-ingsstillingen på patronen 28.

Av fig. 2 fremgår at den foreliggende oppfinnelse er i stand til å gi en full pakning av tråd, dvs. en pakning med tilstrekkelig diametral størrelse og med filamenter med i det vesentlige jevn diameter langs lengden, til tross for det faktum at prosessen kan ha blitt avbrutt minst en gang. Teoretisk kan en full pakning bli oppnådd til tross for tall-rike avbrudd under pakkingssyklusen. Det kan imidlertid være ønskelig å begrense antall tillatelige trådbrudd til et forutbestemt antall. Som sådan kan styringsinnretningen bli beregnet på å telle antall brudd eller prosessavbruddtilfel-ler som krever belegging av et indre lag av pakningen med et nytt lag av tråd. En alarm kan aktiveres og/eller pakningen kan bli nektet ved dette punkt.

Mikroregneenheten eller mikroprosessoren 44 kan være en generelt tilgjengelig enhet og generelt omfatte en integrert sentralbehandlingsenhetskrets, et antall integrerte kretsleselagre (ROM) som lagrer et fast program og faste data og en eller flere integrerte direkte lagerkretser (RAMl som temporært lagrer inngangs- og utgangsdata, såvel som data som behandles på den sentrale behandlingsenhet. Mikroregneenhet-styreenheten 44 kan være utstyrt med forskjellige inn-ganger, såsom tidsinnganger, tilbakeføringshastighetsinngang fra viklingsspolen og lignende. Se f. eks. det foran nevnte US patent nr. 4147526, som herved er inkorporert som refe-ranse.

Det skal forstås at det ligger innenfor rammen av denne oppfinnelse at spolehastigheten kan modifiseres lett i samsvar med systemet som er angitt i det foran nevnte US patent nr. 4146376 for å kompensere for hylsetemperaturvaria-sjoner og lignende i samsvar med avbrudd. Dette betyr at det skal forstås at tilbakeføring av patronen til hastigheten ved hvilken den roterte før tidsavbruddet kan bli innstilt for hylseoperasjonsparameteruoverensstémmelser og lignende for en tidsperiode og fremdeles ligge innenfor hensikten med foreliggende oppfinnelse.

Det skal også forstås at signalinnretningen 4 0 kan være en bryter som er i stand til manuelt å aktiveres av en operatør som ser at et avbrudd eller en prosessavbrytelse har opptrådt. Dette betyr at signalinnretningen 40 kan være en manuelt betjenbar bryter som skal aktiveres av operatøren.

Foreliggende oppfinnelse er også i stand til å bli benyttet på viklere med et antall patroner montert på en roterbar eller forskyvbar hodeanordning eller tårn.

Claims (5)

1. Fremgangsmåte for samling av flassfilamenter, hvorved det først tilveiebringes et antall strømmer av smeltet glass som ved hjelp av en spole trekkes og fortynnes til filamenter, som så vikles i form av en første streng av glassfilamenter i lag på samme spole, og hvor rotasjonshastigheten til spolen varieres i samsvar med et forutbestemt mønster, karak-terisert ved ,at et brudd eller opphør av den første streng som vikles opp registreres for å identifisere et referansepunkt i det forutbestemte mønster, og at en andre streng av glassfilamenter tilføres og vikles over den første streng med en hastighet i det vesentlige svarende til hastigheten ved referansepunktet i mønsteret, og at rotasjonen fortsettes i samsvar med mønsteret følgende etter referansepunktet for å fortynne strømmene til filamenter og samle slike filamenter som den andre streng av glassfilamenter på spolen.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert v e d at referansepunktet registreres i form av en registrer-ing av rotasjonshastigheten til spolen.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert v e d at rotasjonshastigheten ved oppvikling av filementene styres som funksjon av tiden.

4. Apparat for utførelse av fremgangsmåten ifølge krav 1-3, for samling av glassfilamenter, omfattende en innretning (10) for tilførsel av et antall strømmer av smeltet glass, en roterbar spole (28) beregnet for å fortynne strøm-men til filamenter og å samle filamentene derpå, og en driv-innretning (30) beregnet på å rotere spolen, karakterisert ved styreinnretninger (40) beregnet på tilførsel av et første signal til en nedenfor definert styreinnretning (44) i samsvar med fravær av en første gruppe filamenter (12) som vikles opp på spolen, og at styreinnretningen (44) er beregnet på å styre rotasjonshastigheten for drivinnretningen (30) i.samsvar med et forutbestemt mønster, hvilken styreinnretning (44) reagerer på det første signal for å identifisere et referansepunkt i mønsteret ved hvilket det første signal ble mottatt og å lagre dette punkt, hvilken styreinnretning (44) reagerer på et andre signal for å starte oppvikling av en andre gruppe filamenter på spolen over den første gruppe filamenter med rotasjonshastigheten for drivinnretningen (30) innstilt i samsvar med hastigheten ved referansepunktet i mønsteret.

5. Apparat ifølge krav 4, karakterisert ved at signalinnretningen er en sensor (40) beregnet på å avføle tilstedeværelsen av minst en del av den første streng.