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APPAREIL A ETIRER DES FILETS DE VERRE FONDU.
La présente invention concerne des roues rotatives coopérant entre elles pour faire avancer des torons de verre à grande vitesse linéaire, et plus particulièrement des roues à profil superficiel perfectionné, améliorant leurs caractéristiques de traitement des torons.
L'usage de roues d'entraînement à surfaces élastiques coopérant entre elles afin de faire avancer des torons continus en introduisant le toron dans la zone de serrage des roues est connu. On a muni ces roues d'entraînement de surfaces élastiques afin de pouvoir régler leur position relative de façon à comprimer leurs surfaces et à saisir ainsi fortement le toron à faire avancer.
Lorsque le toron à faire avancer se compose d'un grand nombre de filaments, comme lorsqu'il s'agit de fabriquer des torons de fils de verre qui peuvent comporter 200 ou un plus grand nombre de filaments individuels amincis ensemble pour former le toron, et lorsque la vitesse d'avancement du toron est très grande, par exemple de l'ordre de 3050 m/mino, les roues d'entraînement à surface lisse ont plusieurs graves inconvénients.
Lorsque les roues sont fortement serrées l'une contre l'autre de façon à assurer un effort de traction suffisant pour faire avancer le toron et pour tirer les fibres individuelles qui le forment à partir de leurs orifices de formation, une partie du toron a tendance à adhérer sur l'une ou l'autre des surfaces des deux roues d'entraînement coopérant entre elles.
Cette tendance à l'adhérence est désignée d'une manière générale dans la technique par l'expression d'"enroulement".
L'enroulement peut intéresser en premier lieu la totalité du toron ou quelques fibres seulement. Dans ce dernier cas, quelques fibres peuvent
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adhérer sur une des roues et s'arracher du toron, jusqu'à ce que le toron tout entier s'enroule sur la roue. Dès qu'un enroulement se produit, on est obligé d'interrompre le mouvement d'avancement et l'opérateur doit couper les fibres ou le toron adhérents, remettre le toron dans son état initial et le remettre en mouvement ensuite.
Lorsque les roues d'entraînement servent en même temps à tirer les fibres à partir de leurs orifices de formation, il est nécessaire d'interrompre périodiquement l'opération de traction pour débarrasser les roues, et cette interruption compromet l'écoulement continu désiré du verre fondu et le chauffage uniforme de la masse de verre fondu.
L'invention se propose en conséquence de réaliser: des roues d'entraînement coopérant entre elles qui font avancer des torons à filaments multiples d'une manière particulièrement efficace et qui sont construites de façon à provoquer l'expulsion du toron et de ses fibres, en atténuant la tendance que le toron ou certaines de ses fibres ont à adhérer sur les roues; deux roues d'entraînement coopérant entre elles, dans lesquelles la longueur linéaire du toron qu'elles font avancer est différente de la longueur de la surface des roues sur laquelle le toron risquerait d'adhérer, de sorte que cette différence de longueur a pour effet d'empêcher le toron ou ses fibres d'avancer en.même temps.. que .les roues d'entraînement et d'y adhérer et par suite de s'enrouler autour d'elles;
deux roues d'entraînement coopérant entre elles, qui exercent un effort de traction sur toutes les fibres individuelles d'un toron à filaments multiples; un procédé d'avancement d'un toron à filaments multiples en le déformant alternativement dans les deux sens et en faisant avancer les portions déformées suivant le trajet d'avancement du toron.
Le moyen d'arriver aux résultats précités sera mieux compris à l'aide de la description détaillée de l'invention, donnée ci-après avec les dessins ci-joints à l'appui. sur lesquels: la fig. 1 représente sous forme schématique simplifiée un appareil servant à entraîner et à faire avancer des torons en fibres de verre à filaments multiples, ainsi que les roues d'entraînement suivant l'invention qu'il comporte; la fig. 2 est une élévation partielle à plus grande échelle des roues d'entraînement de la fig. 1, représentant plus nettement la manière dont les surfaces viennent en contact l'une avec l'autre et avec un toron à filaments multiples qu'elles font avancer ; la fige 3 est une élévation semblable à la fig. 2 d'une variante de l'invention, qui comporte une surface d'un profil différent de celui des roues des fig. 1 et 2;
la fig. 4 est une coupe verticale partielle à peu près suivant la ligne 4-4 de la fig. 2 ; la fig. 5 est une coupe verticale partielle semblable à la fige 2, suivant la ligne 5-5 de la fig. 3 ; la fig. 6 est une élévation partielle, dont certains éléments ont été arrachés, d'une forme de construction modifiée qui constitue une autre forme de réalisation de l'invention et représente des roues d'entraînement suivant l'invention, formées par une combinaison appropriée de plusieurs éléments; la fige 7 est une coupe verticale partielle par un plan passant par l'axe d'une des roues d'entraînement de la fige 6 ; la fig. 8 est une élévation semblable à la fig. 2, représentant
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une variante de l'invention, et la figo 9 est une coupe de cette variante suivant la ligne 9-9 de la figo 8.
On peut former des torons en fibres de verre à filaments multi- ples comme l'indique la fig. 1, au moyen d'une source de verre fondu telle que par exemple un réservoir 10 comportant plusieurs raccords 11 percés cha- cun d'un petit orifice à travers lequel on fait passer un mince filet de verre fondu. Des dispositifs appropriés font avancer en ligne droite, à gran- de vitesse, les portions inférieures qui se solidifient lentement des filets de verre sortant par les raccords 11, s'amincissant en fibres individuelles
12 et se rassemblant au moyen d'un oeillet ou dispositif analogue 13 de fa- çon à former un toron 14 à filaments multiples.
Le mouvement d'avancement linéaire du toron 14 à filaments mul- tiples, et par suite la forme des fibres individuelles 12, sont obtenus suivant l'invention en faisant passer le toron 14 dans la zone de serrage de deux roues d'entraînement 15 rotatives, coopérant entre elles, représentées à plus grande échelle sur la fig. 2.
Chacune des roues d'entraînement 15 comporte un moyeu 16, un voile de roue 17 et un cercle 18 analogue à un bandage. Le bandage 18 de la forme de réalisation de l'invention des fig. 2 et 4 consiste en une pièce moulée, par exemple en caoutchouc ou matière élastique analogue, sous forme de contour ondulése composant de portions en saillie 19 alternant avec des por- tions en creux 20. Ce bandage peut être collé ou fixé de toute autre manière sur le voile 17 de la roue d'entraînement 15 (fig. 4).
Le toron 14 (figo 2) passe dans la zone de serrage des roues d'entraînement 15, dans laquelle il subit une déformation latérale en venant en contact avec une portion en saillie 19a d'une des roues d'entraînement 15 et avec une portion en creux 20a de l'autre roue d'entraînement 15. Les moyeux 16 et les axes des roues d'entraînement 15 sont espacés latéralement d'une distance telle que les portions en saillie 19 et les portions en creux 20 s'appliquent fortement l'une contre l'autre de façon à déformer la matière élastique qui constitue le bandage 18. En raison de la forme ondulée qui résulte des portions en.saillie 19 et des portions en creux 20, le toron 14 reçoit une forme générale sinusoïdale lorsqu'il sort de la zone de serrage formée entre les roues d'entraînement.
On a constaté que lorsque des roues d'entraînement 15 ayant la forme des fig. 1, 2 et 4, sont en fonctionnement, le toron 14 n'adhère sur aucune des deux roues et ne tend pas à se partager en permettant à ses fibres individuelles d'adhérer sur les surfaces du bandage 18 et de s'enrouler autour des roues d'entraînement. On suppose que ce résultat peut s'expliquer par la théorie suivantes Etant donné que les périphéries des roues d'entraînement 15 sont ondulées, la longueur linéaire d'une des roues 15 comprenant les surfaces des p ortions en saillie 19 et des portions en creux 20 est sensiblement plus grande que la circonférence d'un cercle concentrique à la roue d'entraînement 15 et tangent aux portions en saillie 19 en leurs points les plus élevés.
En raison de la force centrifuge qui s'exerce sur le toron 14 en contact avec l'une ou l'autre des roues d'entraînement 15, ni le toron 14 ni ses fibres n'ont tendance à adhérer à la surface du bandage 18 dans les portions en creux 20; toutefois, dans le cas où les fibres constituant le toron 14 s'enrouleraient autour de l'une ou l'autre des roues 15, elles prendraient une forme générale circulaire en contact seulement avec les sommets des portions en saillie 19.
Cependant, étant donné que le toron 14 passe-dans la zone de serrage des roues d'entraînement 15 sous forme ondulée (du fait qu'il est en contact avec les périphéries ondulées), la longueur linéaire du toron qui passe entre les roues d'entraînement 15 pendant chaque tour complet, par exemple, est plus grande que celle qui serait nécessaire pour l'étirer autour de l'une ou l'autre des roues d'entraînement en étant en contact seulement avec les sommets des portions en saillie 19.
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Pour qu'une fibre du toron 14 ou pour que le toron 14 lui-même adhère sur l'une des roues d'entraînement 15 et s'enroule autour d'elle, il serait donc nécessaire que le mouvement du toron se ralentisse,en ce qui concerne la longueur linéaire d'avancement, ou que le toron forme des boucles hors de contact avec la surface des roues d'entraînement 15. La tendance éventuelle des fibres du toron 14 ou du toron 14 lui-même à adhérer à la surface d'une des roues d'entraînement est compensée par la force centrifuge qui tend à le maintenir sur les sommets des portions en saillie 19, et par sa longueur surabondante. Si le toron 14 ou ses fibres 12 ne sont en contact qu'avec les sommets des po rtions en saillie 19, le contact avec le bandage 18 est insuffisant pour provoquer l'adhérence du toron ou de ses fibres sur la roue.
Bien qu'il soit pratiquement impossible de déterminer avec précision la forme prise par le toron au moment où il cesse d'être en contact avec les roues d'entraînement 15, de sorte que la fige 2 ne représente qu'une approximation générale de la forme qu'il prend, on a constaté à la suite d'observations méticuleuses que le toron subit une déformation latérale et la conserve pendant son trajet au-delà des roues d'entraînement jusqu'à un point de rassemblement ou jusqu'à un dispositif de traitement ultérieur. Etant donné que les roues d'entraînement 15 tournent en synchronisme du fait que les po rtions en saillies 19 et les portions en creux 20 engrènent entre elles, on supprime pratiquement l'enroulement.
En observant le fonctionnement des roues d'entraînement suivant l'invention des fig. 1, 2 et 4, on constate que le toron 14 ne se partage pas mais passe comme un ensemble dans la zone de serrage des roues d'entraînement, c'est-à-dire que toutes les fibres avancent ensemble à la même vitesse et sous la même forme.
On a constaté que l'effort de compression entre les surfaces des roues d'entraînement à périphérie ondulée de la forme suivant l'invention est plus faible que celui qui est nécessaire lorsque les périphéries des roues sont circulaires. On suppose que cette amélioration est due au fait qu'en raison de la forme ondulée, la ligne de contact entre les surfaces des roues d'entraînement 15 et du toron est plus longue lorsque les deux roues d'entraînement sont de forme courante et que le toron avance sensiblement en ligne droite.
Lorsqu'on emploie des roues ordinaires à périphérie circulaire, on peut certes les serrer fortement l'une contre l'autre pour comprimer la matière élastique du bandage dans la zone de serrage entre les roues afin d'obtenir une ligne de contact plus longue avec le torono Toutefois, l'effort de compression considérable qui est alors nécessaire pour accroître ainsi la longueur de la ligne de contact est nuisible à la durée des bandages des roues d'entraînement, et l'effort de compression excessif des chemins de roulement risque de provoquer le partage du toron.
La forme de réalisation de l'invention représentée aux figo 3 et 5 montre comment, en donnant à la périphérie ondulée une forme complètement différente, on peut obtenir à peu près les mêmes résultats avantageux que ceux que donne la première forme de réalisation de l'invention représentée aux fige 1,2 et 4. Le dispositif de la fige 3 comporte deux roues d'entraînement 21 avec voiles de roue 22 et cercles 23 en forme dé bandageo Les cercles 23 de cette forme de réalisation consistent en saillies 24 de profil en arc de cercle, toutes situées sur le même arc de cercle concentrique aux roues d'entraînement 21 et séparées par des portions en creux de forme cylindrique 25.
Le cercle 23 peut être collé (fig. 5) ou fixé de toute autre manière sur le voile de roue 22 de la roue d'entraînement 21 et sur la fig. 5 cette roue est représentée comme formée d'une matière résineuse renforcée.
La matière qui constitue la roue 21 ne fait pas partie de l'invention et peut consister en une matière résineuse renforcée ou en autre matière légère, de structure homogène, par exemple l'aluminium, le magnésium et les matières analogues.
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Les rayons des portions en creux cylindriques 25 sont tous les mêmes et la profondeur et la longueur de la corde des portions en creux 25 sont choisies de façon que lorsqu'une portion en creux 25a et une p ortion en saillie 24a engrènent dans la zone de serrage entre les roues d'entraînement
21, l'extrémité de la portion en saillie 24a subisse une légère déformation et s'applique contre la surface de la portion en creux 25a en saisissant for- tement le toron 14a qui y passeo
La forme de réalisation de l'invention des fige 3 et 5 peut fai- re subir une déformation à angle plus vif au toron 14a qui avance que celle des figo 1, 2 et 4, et la ligne de contact avec le toron entre les portions en saillie et les portions en creux qui forment la périphérie o ndulée des roues d'entraînement peut être plus courteo Toutefois,, comme précédemment,
la différence entre la longueur linéaire du toron qui avance et la surface périphérique totale des roues d'entraînement est considérable et, comme dans la première forme de réalisation de l'invention, ni le toron 14a ni ses fibres individuelles n'ont aucune tendance appréciable à adhérer aux surfaces de la roue d'entraînement 21, à se partager ou à s'enrouler sur les roueso
En disposant sur les roues d'entraînement suivant l'invention des figo 2 et 3 des cercles élastiques ou bandages 18 et 23 continus, en une seu- le pièce, on obtient d'excellents résultats au point de vue du fonctionnement.
Toutefois, on a besoin de moules de grande dimension pour mouler les bandages élastiques et il en résulte un certain frottement et dégagement de chaleur qui nécessite un remplacement relativement fréquent des bandages des roues d'entraînement,par comparaison avec une autre variante de l'invention représentée aux fige 6 et 7.
Cette troisième variante de l'invention des fige 6 et 7 comporte deux roues d'entraînement 26 coopérant entre elles, avec moyeux 27 (fig. 7), voiles de roue en forme 28 et cercles 29. Les cercles 29 de cette forme de réalisation servent à monter des bandages 30o Les bandages 30 tels qu'ils sont représentés sont en une matière résineuse renforcée servent à monter des taquets 31 élastiques, de forme semi-cylindrique. Chacun des taquets 31 comporte un corps semi-cylindrique 32, une queue 33 et une bride 34.
La bride 34 et la queue 33 servent à retenir le taquet 31 dans le bandage 30, la surface diamétrale du corps 32 du taquet reposant sur la surface en arc de cercle du bandage 300
On voit sur la figo 6 que les taquets 31 sont séparés les uns des autres sur la périphérie des bandages 30, de sorte que les roues d'entraînement 26 sont espacées par des intervalles choisis de façon à faire engrèner chaque taquet 31 d'une des roues d'entraînement 26 avec deux taquets de l'autre roue d'entraînement,à peu près de la même manière que les portions en saillie 19 et 24 respectives des fige 2 et 3 engrènent avec les portions en creux 20 et 25 respectives de ces figures.
Comme dans les formes de réalisation de l'invention décrites précédemment, les axes des roues d'entraînement 26 sont séparés l'un de l'autre par un intervalle choisi de façon à déformer légèrement chacun des taquets 31 venant en contact avec la surface en arc de cercle du bandage 30 de l'autre roue d'entraînement 26, entre les taquets 31 de cette roue, et par suite à saisir et à faire avancer un toron 14b à filaments multipleso
Dans la forme de réalisation de l'invention représentée aux fige 8 et 9, chacune des roues d'entraînement 114 peut comporter un moyeu qui sert à monter la roue sur son arbre, un voile de roue 117 et un cercle 118.
La roue 114 peut être en une matière quelconque, par exemple elle peut être en une matière résineuse renforcée moulée, en métal léger usiné ou fondu tel que l'aluminium, ou en toute autre matière. Il n'est pas nécessaire de choisir un matériau particulier pour former le corps de la roue 114 et il suffit que sa résistance à la traction et sa rigidité soient suffisantes pour qu'elle ne se déforme pas sensiblement sous l'effet des forces centrifuges très considérables qui s'exercent sur les portions radiales de grande dimension de la roue
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pendant qu'elle tourne à grande vitesse, et qu'elle soit susceptible de supporter les éléments qui y sont fixés de la manière décrite ci-après..
La périphérie de chacune des roues d'entraînement 114 de cette forme de réalisation comporte des ondulations de forme générale sinusoïdale, qui forment ainsi des portions en saillie espacées 119 et des portions en creux intermédiaires 120. Les po rtions en saillie 119 comportent des rainures en arc de cercle 121 formées par moulage, façonnage ou fraisage suivant un rayon dont¯le centre coïncide avec l'axe de la roue d'entraînement, de sorte que si les rainures 121 se prolongeaient entre les portions en saillie 119, elles formeraient ensemble une rainure annulaire continueo Toutes les rainures 121 sont découpées dans les portions en saillie 119 à partir de la même face de la roue 1140
Les rainures 121 logent une bande annulaire élastique 122,
qui s'insère dans les rainures 121 et se prolonge d'un côté à l'autre des portions en creux 1200 La bande 122 est retenue dans les rainures 121 par une bague de retenue 123 en forme de croisillon qui est fixée sur la face antérieure de la roue d'entraînement 114 par des vis 1240 Chacune des bagues de retenue 123 en forme de croisillon comporte plusieurs appendices 125 dont chacun correspond à l'une des portions en saillie 119 des roues d'entrainement 114.
Les arbres des deux roues d'entraînement 114 sont séparés l'un de l'autre par un intervalle choisi de façon que les extrémités de chacune des portions en saillie 119 viennent en contact et déforment la bande 122 de la roue complémentaire lorsque les portions en saillie et les p ortions en creux engrènant entre elles les deux roues passent dans la zone de serrage entre les roues d'entraînement. Ainsi que l'indique la figo 8, lorsque le toron 115 pénètre dans la zone de serrage entre les deux roues d'entrainement, il est d'abord légèrement saisi entre l'extrémité d'une des portions en saillie 119 et la bande déformable 122 de la roue complémentaire 114, puis serré plus fortement et poussé latéralement à partir du cercle primitif des roues d'entraînement 114 engrenant entre elles au moment où il passe entre elles.