CH618663A5

CH618663A5 - Device for continuously reeling glass fibres

Info

Publication number: CH618663A5
Application number: CH1030177A
Authority: CH
Inventors: Hisao Minezaki; Akio Haneda; Asanori Masaki; Takeo Hanzawa; Yukio Uchiike
Original assignee: Nitto Boseki Co Ltd
Priority date: 1976-09-28
Filing date: 1977-08-23
Publication date: 1980-08-15
Also published as: JPS5341519A; FR2365512A1; JPS5341248B2; GB1583097A; NL7710517A; DE2739460A1; MX145342A; PT67078A; CA1069483A; BE859052A; DE2739460C2; IN148112B; FR2365512B1; IT1083498B; PT67078B; BR7706382A

Abstract

It includes a nozzle (17) located adjacent to a linkage portion of the filament, which linkage portion is formed between the loaded and empty reels (4, 5), this nozzle being directed such that a water jet (18) coming from the latter strikes the linkage portion laterally in a perpendicular direction. Means for supplying pressurised water to the nozzle are, moreover, synchronised with the rotation of the rotating plate (1). <IMAGE>

Description

La présente invention se rapporte à un dispositif de coupe d'un filament destiné à équiper un appareil pour le bobinage en continu de fibres de verre, dans lequel une bobine complètement enroulée est indexée par rotation en une position de réserve et simultanément remplacée par une bobine vide, et dans lequel le filament de fibre de verre reliant les bobines respectivement chargée et vide est sectionné de façon nette pour permettre d'enlever la bobine chargée et de remplacer celle-ci par une nouvelle bobine vide. The present invention relates to a device for cutting a filament intended to equip an apparatus for the continuous winding of glass fibers, in which a completely wound spool is indexed by rotation to a reserve position and simultaneously replaced by a spool empty, and in which the glass fiber filament connecting the respectively charged and empty coils is cut in a clean manner to allow the loaded coil to be removed and replaced by a new empty coil.

Dans les dispositifs conventionnels de bobinage en continu, une bobine complètement enroulée ou chargée est déplacée d'une position de bobinage en une position de réserve et remplacée par une bobine vide, et la portion de filament qui est ainsi formée entre les extrémités des bobines doit être par conséquent coupée de telle sorte que l'opération de bobinage puisse se poursuivre surJajiouvelle bobine vide. Selon l'art antérieur, une telle coupe du filament est exécutée généralement par application d'une tension au filament de liaison, par modification des vitesses de rotation relatives des deux bobines en utilisant un frein sur la bobine vide, ou en appliquant une arête de coupe sur le filament. Ces deux méthodes exigent un mécanisme avec plaque tournante complexe et coûteux, et sont de plus désavantageuses en ce quelles tendent à rendre pelucheuses et déchirées les extrémités coupées du filament. In conventional continuous winding devices, a fully wound or loaded spool is moved from a winding position to a reserve position and replaced by an empty spool, and the portion of filament which is thus formed between the ends of the spools must therefore be cut so that the winding operation can continue on the new empty spool. According to the prior art, such cutting of the filament is generally carried out by applying a tension to the connecting filament, by modifying the relative rotational speeds of the two coils by using a brake on the empty coil, or by applying an edge of cut on the filament. Both of these methods require a complex and expensive turntable mechanism, and are further disadvantageous in that they tend to make the cut ends of the filament fluffy and torn.

Par contre, grâce à la présente invention, il n'est pas nécessaire d'établir une différence de vitesse de rotation entre les bobines respectivement chargée et vide, et aucune arête de coupe du filament n'est requise. En effet, le dispositif selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comporte un gicleur situé de façon adjacente à la portion de liaison du filament et orienté de telle sorte qu'un jet d'eau provenant de ce gicleur heurte latéralement la portion de liaison du filament selon une direction substantiellement perpendiculaire, et des moyens d'alimentation en eau sous pression du gicleur synchronisés avec la rotation de la plaque tournante. Ceci produit une coupe précise et nette et évite ainsi tout peluchage latéral ou toute déchirure de l'extrémité perpendiculairement à la direction du filament. On the other hand, thanks to the present invention, it is not necessary to establish a difference in rotational speed between the coils respectively loaded and empty, and no cutting edge of the filament is required. Indeed, the device according to the invention is characterized in that it comprises a nozzle located adjacent to the connecting portion of the filament and oriented so that a jet of water coming from this nozzle strikes the portion laterally connecting the filament in a substantially perpendicular direction, and means for supplying pressurized water to the nozzle synchronized with the rotation of the turntable. This produces a precise and clean cut and thus avoids any lateral fluffing or any tearing of the end perpendicular to the direction of the filament.

Le dessin annexé illustre schématiquement et à titre d'exemple une forme d'exécution du dispositif selon l'invention. The appended drawing illustrates schematically and by way of example an embodiment of the device according to the invention.

La fig. 1 est une vue en plan d'un appareillage de bobinage et de coupe d'un filament de fibre de verre. Fig. 1 is a plan view of an apparatus for winding and cutting a glass fiber filament.

La fig. 2 est une vue en perspective de l'appareillage selon la fig. 1. Fig. 2 is a perspective view of the apparatus according to FIG. 1.

En référence au dessin annexé, la surface externe 2 d'une plaque tournante 1 est divisée en deux zones ou postes de travail symétriques par une séparation 3; il convient de noter toutefois que trois ou plus zones analogues peuvent également être prévues. Des bobines 4 et 5 du type cage («cage bar type») sont montés de façon amovible sur chacune des zones de travail respectives de la plaque tournante. Cette plaque tournante 1 tourne de 180° de façon intermittente grâce à un axe d'entraînement 6, de telle sorte que lorsque l'un des supports de bobines est dans la position de bobinage du filament, le support de bobine extérieur soit en une position de réserve. Ainsi, lorsqu'une bobine est complètement enroulée dans la position de bobinage, elle tourne ou s'avance jusqu'à la position de réserve, et est simultanément remplacée par une bobine vide dans la position de bobinage. Les bobines 4 et 5 tournent chacune selon ime direction de bobinage correspondant à la rotation des aiguilles d'une montre grâce à des dispositifs d'entraînement respectifs 7 et 8. With reference to the accompanying drawing, the external surface 2 of a turntable 1 is divided into two symmetrical zones or work stations by a partition 3; it should be noted, however, that three or more similar zones can also be provided. Coils 4 and 5 of the cage type (“cage bar type”) are removably mounted on each of the respective working zones of the turntable. This turntable 1 rotates 180 ° intermittently by means of a drive axis 6, so that when one of the spool holders is in the filament winding position, the outer spool holder is in a position reserve. Thus, when a coil is completely wound in the winding position, it rotates or advances to the reserve position, and is simultaneously replaced by an empty coil in the winding position. The coils 4 and 5 each rotate in a winding direction corresponding to the rotation of the needles of a watch by means of respective driving devices 7 and 8.

La référence numérique 9 désigne un dispositif de support transversal du filament ou de nivellement du bobinage, et la référence numérique 10 désigne un dispositif de guidage du filament qui est destiné à guider le filament arrivant 12 sur une extrémité 13 de la bobine 5 lorsque cette dernière est complètement pleine. Approximativement au même moment, l'entraînement de la plaque tournante est actionné afin d'amener par rotation cette bobine 5 chargée dans la position de réserve et d'amener simultanément une bobine vide 4 en attente à la position de bobinage. Une telle rotation ou indexation de la plaque tournante introduit automatiquement le filament 12 dans la portion finale de la nouvelle bobine 4, et il se forme une portion de filament de liaison 16 traversant l'espace entre les extrémités des bobines 4 et 5. Ces extrémités 11 et 13 présentent un diamètre réduit par rapport au reste des bobines. The reference numeral 9 designates a device for transversely supporting the filament or for leveling the winding, and the reference numeral 10 designates a device for guiding the filament which is intended to guide the filament arriving 12 on one end 13 of the spool 5 when the latter is completely full. At approximately the same time, the drive of the turntable is actuated in order to bring this loaded reel 5 into rotation in the reserve position and simultaneously bring an empty reel 4 on standby to the winding position. Such rotation or indexing of the turntable automatically introduces the filament 12 into the final portion of the new coil 4, and a portion of connecting filament 16 is formed crossing the space between the ends of the coils 4 and 5. These ends 11 and 13 have a reduced diameter compared to the rest of the coils.

Comme dans les dispositifs conventionnels, la surface d'extrémité 3 présente un renfoncement à partir des surfaces d'extrémités 14 et 15 des bobines 4 et 5, respectivement, de telle sorte que le filament 12 puisse relier selon une ligne droite les extrémités 11 et 13, lorsque la plaque tournante 1 est mise en rotation. Après que la portion de liaison 16 du filament ait été coupée, la bobine chargée 5 en position de réserve est enlevée et remplacée par une nouvelle bobine vide. As in conventional devices, the end surface 3 has a recess from the end surfaces 14 and 15 of the coils 4 and 5, respectively, so that the filament 12 can connect the ends 11 and 11 in a straight line. 13, when the turntable 1 is rotated. After the connecting portion 16 of the filament has been cut, the loaded spool 5 in the reserve position is removed and replaced by a new empty spool.

Les extrémités coupées des filaments adhèrent à leurs bobines respectives, à cause d'une part du courant d'air circulaire laminaire établi autour des surfaces périphériques des bobines tournant rapidement, et d'autre part de l'état collant causé par les lubrifiants et les agents de revêtement appliqués aux fibres de verre durant leur formation par étirage. The cut ends of the filaments adhere to their respective coils, on the one hand due to the laminar circular air flow established around the peripheral surfaces of the rapidly rotating coils, and on the other hand from the sticky state caused by lubricants and coating agents applied to glass fibers during their drawing by drawing.

Selon cette invention, la portion de liaison du filament est coupée durant l'opération continue de bobinage au moyen d'un jet d'eau 18 provenant d'un gicleur ou buse 17 disposé perpendiculairement à la direction de cette portion de liaison ou pont de filament, de façon à ce que le jet d'eau heurte cette portion de liaison à angle droit. According to this invention, the connecting portion of the filament is cut during the continuous winding operation by means of a water jet 18 coming from a nozzle or nozzle 17 disposed perpendicular to the direction of this connecting portion or bridge of filament, so that the jet of water hits this connection portion at a right angle.

Le gicleur 17 est fixé au bâti de l'appareillage au moyen d'un conduit d'alimentation 19 relié à une source d'eau sous pression (non montrée). L'alimentation en eau est actionnée par un dispositif de commande (non montré) synchronisé avec la rotation et les arrêts intermittents de la plaque tournante, de telle sorte qu'immédiatement après que cette plaque tournante s The nozzle 17 is fixed to the frame of the apparatus by means of a supply duct 19 connected to a source of pressurized water (not shown). The water supply is actuated by a control device (not shown) synchronized with the rotation and the intermittent stops of the turntable, so that immediately after this turntable s

10 10

15 15

20 20

25 25

30 30

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

3 3

618 663 618,663

soit en position de repos, comme montré dans la fig. 2, le jet d'eau soit projeté. either in the rest position, as shown in fig. 2, the water jet is projected.

La référence numérique 20 désigne un tuyau perçé pour la projection d'eau de nettoyage sur les parois latérales concaves 21 ou 22 de la séparation 3. Des lubrifiants, des agents de s revêtement de surface, etc., appliqués au filament de fibre de verre durant son opération de formation par étirage sont en effet susceptibles d'adhérer aux parois latérales de la séparation durant le bobinage, et des nettoyages fréquents sont ainsi requis. Il est préférable d'éviter le mouillage du filament lors io de son bobinage pendant cette opération de nettoyage, et le tuyau 20 est par conséquent monté parallèlement à la séparation 3 en position de repos, de telle sorte que les jets d'eau 23 ne soient dirigés que contre la paroi latérale 21. The reference numeral 20 designates a pipe pierced for the projection of cleaning water onto the concave side walls 21 or 22 of the partition 3. Lubricants, surface-coating agents, etc., applied to the fiberglass filament during its stretching operation are indeed likely to adhere to the side walls of the separation during the winding, and frequent cleaning is thus required. It is preferable to avoid wetting of the filament during its winding during this cleaning operation, and the pipe 20 is consequently mounted parallel to the partition 3 in the rest position, so that the water jets 23 do not are directed only against the side wall 21.

Le mécanisme par lequel le filament 16 est coupé de façon is nette par le jet d'eau 18, selon un plan de section perpendiculaire, n'est pas totalement expliqué, bien qu'il soit probable que l'action de coupe provienne de la propriété de faible résistance des fibres de verre à la force de cisaillement. The mechanism by which the filament 16 is cut neatly by the water jet 18, according to a plane of perpendicular section, is not fully explained, although it is likely that the cutting action comes from the property of low resistance of glass fibers to shear force.

La coupe du filament est indépendante de la tension appli- 20 quée à la portion de liaison 16, et est effectuée pour autant que cette portion de liaison soit disposée selon une ligne droite entre les deux bobines. Ainsi, l'action de coupe a lieu même lorsque les deux bobines tournent à la même vitesse. Ceci évite l'inconvénient de la méthode de coupe sous tension de l'art 25 antérieur selon laquelle la bobine vide doit être freinée et ensuite réaccélérée jusqu'à la vitesse de bobinage normale, ce qui perturbe la régularité de l'opération de bobinage. The cutting of the filament is independent of the tension applied to the connection portion 16, and is carried out provided that this connection portion is arranged in a straight line between the two coils. Thus, the cutting action takes place even when the two coils rotate at the same speed. This avoids the drawback of the prior art tension cutting method in which the empty spool must be braked and then re-accelerated to normal winding speed, which disturbs the regularity of the winding operation.

Diverses expériences ont été effectuées lors du bobinage de filaments de fibres de verre présentant des poids respective- 3« ment de 80,160 et 320 gms/km dans les conditions mentionnées ci-dessous. Various experiments have been carried out during the winding of glass fiber filaments having weights of 80,160 and 320 gms / km respectively under the conditions mentioned below.

Premièrement, le diamètre interne du gicleur 17 a été ajusté à 8 mm, la distance entre l'extrémité de ce gicleur et la portion de liaison 16 était de 370 mm, et le jet d'eau était amené à heurter cette portion de liaison sous une pression de 1,5 à 2,0 gk/cm2. Tous les filaments de différentes dimensions ont été coupés de façon nette en 3 à 5 secondes par le jet d'eau, puis ont continué à être enroulés sur les bobines vides. First, the internal diameter of the nozzle 17 was adjusted to 8 mm, the distance between the end of this nozzle and the connection portion 16 was 370 mm, and the water jet was caused to strike this connection portion under a pressure of 1.5 to 2.0 gk / cm2. All filaments of different dimensions were cut cleanly in 3 to 5 seconds by the water jet, then continued to be wound on the empty spools.

Lorsque le diamètre interne du gicleur a été réduit à 3 mm, les filaments ne pouvaient pas être coupés à cause d'une quantité insuffisante d'eau. Lorsque le diamètre de ce gicleur a été augmenté jusqu'à 5 mm, la coupe pouvait être effectuée, mais il était alors nécessaire de contrôler de façon précise la direction du jet d'eau de façon à ce qu'il soit exactement centré sur la portion de liaison 16 du filament. When the internal diameter of the nozzle was reduced to 3 mm, the filaments could not be cut due to an insufficient amount of water. When the diameter of this nozzle was increased to 5 mm, the cut could be made, but it was then necessary to precisely control the direction of the water jet so that it was exactly centered on the connecting portion 16 of the filament.

Au contraire, lorsque le diamètre du gicleur a été augmenté jusqu'à plus de 10 mm, la quantité d'eau était trop importante, ceci résultant en un mouvement d'oscillation du filament coupé rendant impossible son bobinage sur la bobine vide. On the contrary, when the diameter of the nozzle was increased to more than 10 mm, the quantity of water was too large, this resulting in an oscillating movement of the cut filament making it impossible to wind it on the empty spool.

Avec la pression d'eau mentionnée précédemment, les meilleurs résultats ont donc été obtenus avec un diamètre interne du gicleur de l'ordre de 8 mm. With the water pressure mentioned above, the best results have therefore been obtained with an internal diameter of the nozzle of the order of 8 mm.

Lorsque la distance entre l'extrémité du gicleur et la portion de liaison du filament a été réduite à 250 mm, la pression du jet d'eau était trop élevée, ce qui conduisait à un mouvement d'oscillation du filament coupé empêchant qu'il soit enroulé sur la bobine vide. D'autre part, lorsque la distance a été aug-1 mentée jusqu'à 450 mm, la pression du jet d'eau était alors trop faible pour réaliser une coupe efficace du filament. Ainsi, avec les paramètres pression d'eau et diamètre du gicleur mentionnés précédemment, la distance la mieux appropriée entre l'extrémité du gicleur et la portion de liaison du filament s'est révélée être comprise entre 300 et 400 mm. When the distance between the end of the nozzle and the connecting portion of the filament was reduced to 250 mm, the pressure of the water jet was too high, which led to an oscillating movement of the cut filament preventing it either wound on the empty spool. On the other hand, when the distance was increased to 450 mm, the pressure of the water jet was then too low to achieve an effective cutting of the filament. Thus, with the water pressure and nozzle diameter parameters mentioned above, the most appropriate distance between the end of the nozzle and the filament connection portion has been found to be between 300 and 400 mm.

B B

1 feuille dessins 1 sheet of drawings

Claims

618 663 2 CLAIMS

1. Device for the continuous winding of glass fibers, comprising a turntable, a pair of rotatable drag-reels mounted on this turntable at winding and reserve positions, means for continuously bringing a filament of fiberglass on the spool in the winding position, and means for rotating the turntable when the spool in the winding position is fully loaded in order to index this loaded spool in the reserve position and an empty spool in the position winding, and simultaneously form a connecting portion of the filament between the loaded and empty reels as well as means for cutting this connecting portion in order to make possible the continuation of the winding on the empty reel, characterized in that it comprises a nozzle located adjacent to the connecting portion of the filament and oriented so that a jet of water from this nozzle strikes laterally the connecting portion filament in a substantially perpendicular direction, and means for supplying pressurized water to the nozzle synchronized with the rotation of the turntable.

2. Device according to claim 1, characterized in that the internal diameter of the nozzle is about 8 mm, that the water pressure is between 1.5 and 2.0 kg / cm2, and that the distance between the end of the nozzle and the connecting portion of the filament is between 300 and 400 mm.