EP1339902A1 - Procede et dispositif de fabrication d'une meche comportant des filaments de verre - Google Patents

Procede et dispositif de fabrication d'une meche comportant des filaments de verre

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EP1339902A1
EP1339902A1 EP01982538A EP01982538A EP1339902A1 EP 1339902 A1 EP1339902 A1 EP 1339902A1 EP 01982538 A EP01982538 A EP 01982538A EP 01982538 A EP01982538 A EP 01982538A EP 1339902 A1 EP1339902 A1 EP 1339902A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
filaments
spinning
cylinder
receiving element
assembly
Prior art date
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Granted
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EP01982538A
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German (de)
English (en)
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EP1339902B1 (fr
Inventor
Alain Chabrol
Pierre Cervantes
Dominique Gerard
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Saint Gobain Adfors SAS
Original Assignee
Saint Gobain Vetrotex France SA
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Filing date
Publication date
Application filed by Saint Gobain Vetrotex France SA filed Critical Saint Gobain Vetrotex France SA
Publication of EP1339902A1 publication Critical patent/EP1339902A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP1339902B1 publication Critical patent/EP1339902B1/fr
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D02—YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
    • D02G—CRIMPING OR CURLING FIBRES, FILAMENTS, THREADS, OR YARNS; YARNS OR THREADS
    • D02G3/00—Yarns or threads, e.g. fancy yarns; Processes or apparatus for the production thereof, not otherwise provided for
    • D02G3/02—Yarns or threads characterised by the material or by the materials from which they are made
    • D02G3/16—Yarns or threads made from mineral substances
    • D02G3/18—Yarns or threads made from mineral substances from glass or the like
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D02—YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
    • D02G—CRIMPING OR CURLING FIBRES, FILAMENTS, THREADS, OR YARNS; YARNS OR THREADS
    • D02G3/00—Yarns or threads, e.g. fancy yarns; Processes or apparatus for the production thereof, not otherwise provided for
    • D02G3/22—Yarns or threads characterised by constructional features, e.g. blending, filament/fibre
    • D02G3/38—Threads in which fibres, filaments, or yarns are wound with other yarns or filaments, e.g. wrap yarns, i.e. strands of filaments or staple fibres are wrapped by a helically wound binder yarn
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D02—YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
    • D02G—CRIMPING OR CURLING FIBRES, FILAMENTS, THREADS, OR YARNS; YARNS OR THREADS
    • D02G3/00—Yarns or threads, e.g. fancy yarns; Processes or apparatus for the production thereof, not otherwise provided for
    • D02G3/02—Yarns or threads characterised by the material or by the materials from which they are made
    • D02G3/16—Yarns or threads made from mineral substances
    • D02G3/18—Yarns or threads made from mineral substances from glass or the like
    • D02G3/182—Yarns or threads made from mineral substances from glass or the like the glass being present only in part of the structure
    • D02G3/187—Yarns or threads made from mineral substances from glass or the like the glass being present only in part of the structure in the sheath

Definitions

  • the invention relates to obtaining a winding of a glass wick, consisting in particular of glass filaments coming directly from a die.
  • This sector can be supplied either with balls or pieces of glass of other forms (fiber-drawing process by reflow), or in molten glass coming from an oven (fiber-drawing process by direct melting).
  • the glass may be glass E, glass C, or any other composition capable of being fiberized.
  • EP 0 928 840 consists of a drawing cylinder, situated substantially vertically above the die and around which the glass filaments falling from the die are wound in the form of a ply, in a spinning assembly transforming the ply of filaments into a wick, and in a winder for winding the wick.
  • the spinning assembly comprises a doctor blade, or tool intended for scraping, pivoting, able to come into abutment against the surface of the cylinder to detach the filaments from said cylinder after a rotation of about 270 °, and an oblong element of parallel conical shape.
  • the core wire is made of plastic and used to provide a composite wick more resistant to traction than a wick composed entirely of glass.
  • a pre-spinning assembly which is arranged upstream of the spinning assembly, at substantially 180 ° relative to the arrival of the filaments on the drawing cylinder.
  • the location of the pre-spinning assembly is thus considered at the rear of the cylinder, the front being defined by the place where the filaments are deposited on the cylinder.
  • upstream and downstream are defined with respect to the direction of travel of the filaments on the cylinder from the die.
  • the pre-spinning assembly is essentially put into operation at the start of the drawing of the filaments during the speed increase of the cylinder.
  • the arrival of the filaments up to the spinning assembly is short-circuited, thus avoiding obtaining a winding which at its beginning would have a wick with a title not conforming to that provided for by the standards.
  • the pre-spinning assembly is provided with a pivoting doctor blade able to come into abutment on the drawing cylinder and with a drum provided with an internal spindle for winding the filaments.
  • the pre-spinning scraper takes off the layer of filaments, before therefore arriving on the spinning scraper, the filaments being wound around the spindle of the pre-spinning drum.
  • the pre-spinning doctor is removed from the drawing cylinder when the speed of the cylinder has reached a speed establishing the desired diameter of the filaments.
  • the operator In order to avoid excessive accumulation of filaments around the spindle of the pre-spinning drum, the operator must extract them from the rear of the cylinder; however, it should be able to simultaneously monitor at the front of the cylinder any occasional breakage of the filaments delivered by the die, which would justify immediate intervention.
  • two operators are in fact necessary, an operator who is requested to be present at the rear of the stretching cylinder in order to assist in the manual extraction of the pre-spinning drum, while the other is at the front to ensure the drawing of the filaments.
  • the existing device proves to be too bulky to allow integration of several of them arranged side by side in a direct melting installation.
  • the object of the invention is to obviate these drawbacks by providing a device for winding a glass wire, the operation of which results in reduced labor and high productivity.
  • Another object of the invention is to reduce the size of the spinning device, making it possible to insert one or more devices in an installation of fiber-drawing by direct fusion, the dimensions of which are imposed by various technical and economic constraints.
  • the device for obtaining the winding of at least one wick of glass filaments on a winder from a multitude of filaments comprising
  • a spinning assembly which comprises on the one hand, a retractable spinning blade capable of coming into abutment against the surface of the cylinder so as to peel off the filaments and provided with a sliding surface, and on the other hand, an element receiving filaments peeled off by the doctor blade;
  • a pre-spinning assembly for the filaments intended to be discarded, the pre-spinning assembly being provided with a pre-spinning drum and a pre-spinning scraper capable of lifting the filaments from the cylinder drawing so that they are projected into said drum, is characterized in that the pre-spinning assembly is arranged downstream of the spinning assembly, and near the arrival of the filaments on the cylinder.
  • the pre-wiring assembly is thus located at the front of the cylinder, a single operator is sufficient to manage and control the operation of the device.
  • This arrangement at the front of the drawing cylinder also has the advantage of having to have and manage only one glass waste well which receives both the breakage filaments of the die and the flock formed. around the spindle of the pre-spinning drum.
  • the receiving element of the spinning assembly comprises a bottom abutted to the sliding surface of the doctor blade, a rear wall with cylindrical concavity of longitudinal axis parallel to the axis of rotation of the cylinder and an opening longitudinal façade.
  • the receiving element is integral with the spinning blade and is arranged so that its bottom and the sliding surface of the blade are coplanar, the displacement of the blade against the surface of the cylinder being effected by the pivoting of the wiring set.
  • the bottom of the receiving element and the sliding surface of the doctor blade are embossed to help the filaments slide.
  • the guide means in the receiving element of the spinning assembly are provided to cross from one side to the other said receiving element along a diagonal line going from a lower end before the longitudinal opening to an upper lateral point of the receiving element.
  • the guide means rather consist of a pulling wire, which can be made of glass or of thermoplastic material for example. This pulling wire can either be cut after the restart, or kept inside the wick, constituting in the latter case a core wire for the wick which it increases the tensile strength.
  • a Venturi tube capable of sucking the pulling wire is arranged so as to project it into the receiving element of the spinning assembly.
  • a guillotine is associated with the outlet of the Venturi tube to cut the pulling wire after the beginning of the winding of the wick.
  • a rotating annular device is provided at the outlet of the receiving element of the spinning assembly in the direction of the winder in order to round the wick. Just downstream of this annular device, an air injection nozzle is placed in front of which the wick passes to complete its smoothing.
  • Sizing means are provided respectively disposed upstream of the deposition of the filaments on the cylinder and upstream of the spinning assembly to respectively coat the surface of the cylinder before the deposition of the filaments and the filaments before their detachment from the cylinder, which ensures the sizing of the filaments over their entire outer periphery.
  • the device may include at least two spinning assemblies arranged upstream of the pre-spinning device and capable of operating together or separately.
  • Each spinning assembly in this case comprises a spinning blade whose width of the blade corresponds to a partial width of the cylinder and complementary to the width of the other blade so as to separate and unstick in two parts the sheet of filaments.
  • FIG. 1 schematically illustrates a sectional and side view of a device of the prior art
  • FIG. 2 is a top view of Figure 1;
  • FIG. 3 schematically illustrates a sectional and side view of a device according to the invention;
  • Figure 4 is a top view of Figure 3;
  • FIG. 5 is an enlarged view of the spinning assembly of Figure 3;
  • - Figure 6 shows a perspective view of the spinning assembly of the device;
  • FIG. 7 schematically illustrates a sectional side view of a variant of the device of the invention.
  • Figure 8 is a top view of Figure 7.
  • Figures 1 and 2 is illustrated the device of the prior art, it allows the drawing of glass filaments 10 from a die 11 and their winding on a winder 12.
  • This device comprises a thread puller 13 which makes it possible to pre-stretch the filaments when they fall from the die 11, a rotary stretching cylinder 20 around which the filaments 10 brought from the thread puller are wound in the form of a sheet. pressed against the surface 21 of the cylinder, substantially over its entire width and along a deposition line L, a spinning assembly 30 comprising on the one hand, a retractable spinning scraper 31, disposed substantially at 270 ° from the line of deposit L of the filaments and serving to detach the filaments when it abuts against the surface 21 of the cylinder, and on the other hand, a receiving element 32 for the detached filaments which is conical in shape, as well as a wire core 40 passing through the receiving element 32 and around which the filaments 10 are twisted, the core wire surrounded by the filaments being wound on the winder 12.
  • the device of the prior art also comprises a pre-spinning assembly 50 consisting of a rotary pre-spinning drum 51, and a pre-spinning doctor blade 52 capable of being moved or pivoted between a rest position and a position of operation for which the doctor blade is pressed against the surface 21 of the cylinder at the start of the drawing of the filaments or during a resumption of the drawing of the filaments after a break of the latter.
  • the rotary drum 51 comprises an internal spindle 53 around which the filaments projected into the drum are wound via the doctor blade 52.
  • a sizing system 60 for the filaments is provided downstream of the pre-spinning assembly 50 and upstream of the spinning assembly 30, this system having a back and forth translation movement -Comes parallel to the axis of rotation of the cylinder 20 so as to spray the entire web of filaments rotating on the cylinder.
  • the device of the prior art operates as follows: the core wire 40 coming from a coil of wire not shown in FIGS. 1 and 2 is drawn up to the winder 12 by passing through the receiving element 32 of the spinning assembly from one end to the other, parallel to the axis of rotation and centrally, while the filaments 10 falling from the die 11 are brought manually against the surface 21 of the cylinder to be pressed there.
  • the filaments are wound around the rotating cylinder 20 and the pre-spinning assembly 50 is made operational at the start of the drawing of the filaments, that is to say at the start of the rotation of the cylinder.
  • the sheet of filaments is peeled off by means of the doctor blade 52, the filaments being projected into the drum 51 by the centrifugal force which has been transmitted to them during their rotation around the cylinder 20. They are then received around the internal pin 53 to the drum 52 and quickly form flock, which is pulled manually by an operator, for example by means of a thread puller, to avoid excessive accumulation in the drum 51.
  • the doctor blade 52 of the pre-assembly Spinning 50 is raised to the rest position so that the layer of filaments continues to rotate until the spinning blade 31.
  • the pivoting spinning blade 31 has been brought into the lowered position so that its blade rests on the surface 21 of the cylinder so that the filaments detach from the surface 21 and pass over the sliding surface 33 of the doctor blade, this sliding surface being inclined in the direction of the receiving element 32 towards which the filaments are guided, the projection of the filaments being favored by the centrifugal force which was transmitted to them during their rotation on the cylinder.
  • the receiving element 32 has a return wall 34 able to return the filaments on the core wire 40 passing right through and longitudinally said receiving element. The filaments winding around the core wire then constitute a wick M which is pulled up to the winder 12 to be wound there.
  • FIGS 3 to 6 illustrate the device of the invention, the elements common to the device of the prior art are identified by identical references.
  • the device of the invention provided with its stretching cylinder 20 likewise comprises a spinning assembly 30 and pre-spinning assembly 50, as well as means 40 for guiding the ply of the spinning assembly to the winder , which consist of a pulling wire.
  • the pre-spinning assembly 50 has been disposed downstream of the spinning assembly 30, and preferably beyond 270 ° of the deposition line L so that the filaments, thus initiating the lowering of the cylinder, are more easily caught by the pre-spinning doctor 52.
  • This new arrangement specific to the invention makes it possible to solicit only one operator, since the latter can remain positioned at the front of the cylinder 20 so as to pull on the flock wound around the spindle 53 of the assembly of pre-spinning 50 when the device is started while monitoring the drawing of the filaments from the die 11 so as to be able to intervene immediately in the event of breakage of the filaments.
  • the flock is also wound much more easily because the filaments are drawn in the downward direction of the cylinder.
  • a common waste well 14 is sufficient to collect the flock and the glass in the event of breakage.
  • the location of the pre-spinning assembly of the prior art upstream of the spinning assembly had the disadvantage that when raising the pre-spinning scraper to allow the web to reach the spinning blade, the risk that the blade of the pre-spinning blade caught some filaments existed, damaging the layer of filaments arriving towards the spinning assembly.
  • the spinning assembly 30 comprising the doctor blade 31 and the receiving element 32 differs from that of the prior art in that the receiving element 32 does not have a conical shape.
  • the conical shape of the prior art towards the exit of the core wire in the direction of the winder makes it possible to channel the air in circulation to facilitate the winding of the filaments around the core wire and promotes the guiding of the wire surrounded by the filaments .
  • the invention achieves this goal differently.
  • the wiring assembly visible in FIGS. 5 and 6 comprises a bottom 36 of width equivalent to that of the cylinder 20, side walls 35 and a longitudinal rear wall 34 of cylindrical shape which delimit a longitudinal front opening 37, the rear wall 34 having a function identical to the return wall of the prior art.
  • the bottom 36 is inclined according to the slope of the sliding surface 33 of the spinning doctor blade.
  • the doctor blade 31 is integral with said bottom 36 in order to ensure perfect continuity of sliding surface for the filaments; and moreover, this joining has the advantage of only rotating one piece.
  • the bottom 36 as the surface 33 of the doctor blade are advantageously embossed.
  • the cylindrical shape of the rear wall 34 generates a concavity which constitutes a return surface of the circulating air to facilitate the winding of the filaments projected around the tractor wire 40.
  • the side wall 35 located on the side of the winder 12 is provided with an orifice 38 allowing the exit of the tractor wire surrounded by the filaments towards the winder, the tractor wire 40 being unwound from a reel 41, and passing through the receiving element 32 along a diagonal which starts from the lower lateral end 39 of the opening 37 situated opposite the side wall 35 provided with the orifice 38 and which opens at the orifice 38.
  • the pulling wire 40 can advantageously be brought to the end 39 through a Venturi tube 42 ensuring the suction and projection of the wire to be collected manually at the orifice 38 by a brush not shown.
  • the diagonal path followed by the tractor wire implies that the distance between the ply of filaments and the tractor wire passing at the end 39 is minimized so that as soon as the ply arrives on the sliding surface 33 of the doctor blade after its detachment by the blade 31a of the doctor blade, the first filaments can begin to wind in order to cause the others of the sheet like a snowball effect which guarantees better winding of the filaments, unlike the prior art showing a core wire arranged centrally in the oblong element accommodating the glass filaments.
  • the pulling wire of the invention is not necessarily made of plastic as in the prior art, but may simply consist of glass.
  • the primary purpose of the pulling wire is not to guarantee that a more resistant wire is obtained, but above all serves as a guide and recovery wire. Indeed, this pulling wire is necessary for the formation of the wick to be then pulled to the winder in order to be wound there.
  • the tractor or guide wire no longer becomes essential since the filaments of the wick pulled by the winding of the latter automatically entrain the filaments peeling from the cylinder.
  • a guillotine 43 which is used to cut the pulling wire after the beginning of the winding of the wick.
  • the pulling wire 40 also has the advantage of authorizing the arrangement of the winder 12 at any location relative to the spinning assembly, whether on the same level or on a different stage making the path of the bit not straight at the outlet of the spinning assembly, the pulling wire therefore constituting a guide wire and total support for the whole of the wick which facilitates its driving along a more winding path reducing the risk of breaking the wick.
  • the wire 40 constitutes above all a tractor wire according to the invention and not necessarily a core wire since it is generally cut from the start of the winding of the wick.
  • the single operator can restart two or more wicks in a single operation, which considerably increases the productivity of the installation.
  • a device 70 At the outlet of the orifice 38 is disposed a device 70 called "false twist" constituted by an annular member rotating at high speed through which the wick passes in order to roll it on itself to round it off.
  • a device 70 it is still necessary at the output of the device 70 to adjust the volume of the wick so that it is not shaggy making it otherwise unusable, but that the filaments remain in alignment with the wick.
  • An air injection nozzle 71 located immediately downstream of the device 70 is therefore provided for further tangling the filaments and smoothing the external surface of the wick.
  • a tensioning system 72 well known in the state of the art, constituted by bars staggered so that the wick runs astride these bars, is placed after the nozzle 71 to give the wick tension necessary for the correct construction of the coil which must reach a density of 400 kg / m 3 .
  • a second spray system 61 is provided (FIG. 3), positioned downstream of the pre-spinning assembly 50 and upstream of the filament deposition line L in order to coat the surface 21 of the cylinder 20 to guarantee a perfect size of the inner surface of the sheet of filaments which stick to the same surface 21 of said cylinder.
  • an articulated arm not shown is provided for mechanically positioning the filaments on the cylinder.
  • each spinning assembly comprises a doctor blade
  • the blade 31a has a length which corresponds to the number of filaments desired to be unstuck to separate the sheet of filaments into two separate parts in order to wind respectively, using two separate tractor wires, two wicks on two individual winders.
  • the arrangement of the pre-spinning assembly 50 downstream of the two spinning assemblies makes it possible in particular to operate only one spinning assembly so as to wind only one part of the ply if necessary, for example for tests, the other part of the sheet being recovered by the pre-spinning assembly to be directly thrown into the waste well 14.

Description

PROCEDE ET DISPOSITIF DE FABRICATION D"UNE MECHE COMPORTANT DES FILAMENTS DE VERRE
L'invention concerne l'obtention d'un enroulement d'une mèche de verre, constituée en particulier de filaments de verre issus directement d'une filière. Cette filière peut être indifféremment alimentée soit en billes ou morceaux de verre d'autres formes (procédé de fibrage par refusion), soit en verre fondu provenant d'un four (procédé de fibrage par fusion directe). Le verre peut être du verre E, du verre C, ou de toute autre composition susceptible d'être fibrée. Un dispositif connu, tel que décrit en partie dans la demande de brevet
EP 0 928 840 consiste en un cylindre d'étirage, situé sensiblement à la verticale de la filière et autour duquel sont enroulés sous forme de nappe les filaments de verre tombant depuis la filière, en un ensemble de filage transformant la nappe de filaments en une mèche, et en un bobinoir destiné à l'enroulement de la mèche. L'ensemble de filage comporte une racle, ou outil destiné à racler, pivotant, apte à venir en butée contre la surface du cylindre pour décoller les filaments dudit cylindre après une rotation d'environ 270°, et un élément oblong de forme conique parallèle à l'axe de rotation du cylindre, situé au-dessus du cylindre et présentant une ouverture longitudinale qui est disposée dans la continuité de la racle et par laquelle sont dirigés les filaments après leur décollement du cylindre, l'élément oblong étant traversé d'une extrémité à l'autre, de manière centrale, par un fil d'âme autour duquel s'enroulent sous forme d'une mèche les filaments projetés depuis le cylindre. La mèche sort de l'extrémité conique ouverte de l'élément oblong pour être enroulée sur le bobinoir placé latéralement à l'élément oblong. Dans ce document, le fil d'âme est en matière plastique et utilisé pour fournir une mèche composite résistant davantage à la traction qu'une mèche composée uniquement de verre.
Non décrit dans ce document mais de manière connue, il est avantageusement prévu dans un tel dispositif de l'art antérieur, un ensemble de pré-filage qui est disposé en amont de l'ensemble de filage, à sensiblement 180° par rapport à l'arrivée des filaments sur le cylindre d'étirage. L'emplacement de l'ensemble de pré-filage est ainsi considéré à l'arrière du cylindre, l'avant étant défini par l'endroit de dépôt des filaments sur le cylindre. Dans la description qui suit, les termes amont et aval sont définis par rapport au sens de défilement des filaments sur le cylindre depuis la filière.
L'ensemble de pré-filage est essentiellement mis en fonctionnement au démarrage de l'étirage des filaments lors de la montée en vitesse du cylindre. L'arrivée des filaments jusqu'à l'ensemble de filage est court-circuitée, évitant ainsi l'obtention d'un enroulement qui présenterait à son début une mèche au titre non conforme à celui prévu par les normes.
L'ensemble de pré-filage est muni d'une racle pivotante apte à venir en butée sur le cylindre d'étirage et d'un tambour pourvu d'une broche interne d'enroulement des filaments. Lorsque l'ensemble de pré-filage est opérationnel, la racle de pré-filage décolle la nappe de filaments, avant par conséquent son arrivée sur la racle de filage, les filaments venant se bobiner autour de la broche du tambour de pré-filage. La racle de pré-filage est écartée du cylindre d'étirage lorsque la vitesse du cylindre a atteint un régime établissant le diamètre souhaité des filaments.
Afin d'éviter une trop grosse accumulation des filaments autour de la broche du tambour de pré-filage, l'opérateur doit procéder à l'extraction à l'arrière du cylindre; cependant il devrait pouvoir simultanément surveiller à l'avant du cylindre toute casse occasionnelle des filaments délivrés par la filière, qui justifierait une intervention immédiate. Ainsi, au démarrage du dispositif d'enroulement ou lors d'une relance de l'enroulement après une casse des filaments, deux opérateurs sont en fait nécessaires, un opérateur qui est sollicité pour être présent à l'arrière du cylindre d'étirage afin d'aider à l'extraction manuel du tambour de pré-filage, tandis que l'autre se trouve à l'avant pour veiller à l'étirage des filaments.
Par ailleurs, le dispositif existant s'avère trop encombrant pour permettre une intégration de plusieurs d'entre eux disposés côte à côte dans une installation de fusion directe.
L'invention a pour but d'obvier à ces inconvénients en fournissant un dispositif d'enroulement d'un fil de verre dont le fonctionnement engendre une main d'œuvre réduite et une productivité élevée.
Un autre but de l'invention est de réduire l'encombrement du dispositif de filage, permettant d'insérer un ou plusieurs dispositifs dans une installation de fibrage par fusion directe dont les dimensions sont imposées par diverses contraintes techniques et économiques.
Selon l'invention, le dispositif d'obtention de l'enroulement d'au moins une mèche de filaments de verre sur un bobinoir à partir d'une multitude de filaments, comportant
- un cylindre d'étirage autour duquel sont enroulés sous forme de nappe les filaments;
- un ensemble de filage qui comprend d'une part, une racle de filage escamotable apte à venir en butée contre la surface du cylindre de façon à décoller les filaments et pourvu d'une surface de glissement, et d'autre part, un élément de réception des filaments décollés par la racle;
- des moyens de guidage des filaments dans l'élément de réception et jusqu'au bobinoir sous forme de mèche, et
- un ensemble de pré-filage pour les filaments destinés à être mis au rebut, l'ensemble de pré-filage étant muni d'un tambour de pré-filage et d'une racle de pré-filage apte à soulever les filaments du cylindre d'étirage afin qu'ils soient projetés dans ledit tambour, est caractérisé en ce que l'ensemble de pré-filage est disposé en aval de l'ensemble de filage, et à proximité de l'arrivée des filaments sur le cylindre. L'ensemble de pré-filage est ainsi situé à l'avant du cylindre, un seul opérateur suffit à la gestion et au contrôle du fonctionnement du dispositif. Cette disposition à l'avant du cylindre d'étirage présente également l'avantage de n'avoir à disposer et à gérer qu'un seul puits à déchets du verre qui reçoit à la fois les filaments de casse de la filière et la bourre formée autour de la broche du tambour de pré-filage.
Selon une caractéristique, l'élément de réception de l'ensemble de filage comporte un fond abouté à la surface de glissement de la racle, une paroi arrière à concavité cylindrique d'axe longitudinal parallèle à l'axe de rotation du cylindre et une ouverture de façade longitudinale. De préférence, l'élément de réception est solidaire de la racle de filage et est agencé de sorte que son fond et la surface de glissement de la racle sont coplanaires, le déplacement de la racle contre la surface du cylindre étant réalisé par le pivotement de l'ensemble de filage.
Avantageusement, le fond de l'élément de réception et la surface de glissement de la racle sont gaufrés pour aider à la glisse des filaments. Selon une autre caractéristique, les moyens de guidage dans l'élément de réception de l'ensemble de filage sont prévus pour traverser d'un côté à l'autre ledit élément de réception selon une ligne diagonale allant d'une extrémité inférieure avant de l'ouverture longitudinale jusqu'à un point latéral supérieur de l'élément de réception. Les moyens de guidage consistent plutôt en un fil tracteur, qui peut être en verre ou en matière thermoplastique par exemple. Ce fil tracteur peut être soit coupé après la relance, soit conservé à l'intérieur de la mèche, constituant dans ce dernier cas un fil d'âme pour la mèche dont il augmente la résistance à la traction. Avantageusement, un tube de Venturi apte à aspirer le fil tracteur est disposé de manière à le projeter dans l'élément de réception de l'ensemble de filage. De préférence, une guillotine est associée à la sortie du tube de Venturi pour couper le fil tracteur après le commencement de l'enroulement de la mèche.
Selon encore une autre caractéristique, un dispositif annulaire tournant est prévu à la sortie de l'élément de réception de l'ensemble de filage en direction du bobinoir afin d'arrondir la mèche. Juste en aval de ce dispositif annulaire, est placée une buse d'injection d'air devant laquelle passe la mèche pour achever son lissage.
Des moyens d'ensimage sont prévus disposés respectivement en amont du dépôt des filaments sur le cylindre et en amont de l'ensemble de filage pour enduire respectivement la surface du cylindre avant le dépôt des filaments et les filaments avant leur décollement du cylindre, ce qui permet d'assurer l'ensimage des filaments sur l'ensemble de leur périphérie externe.
Enfin, il peut être avantageux que le dispositif comporte au moins deux ensembles de filage disposés en amont du dispositif de pré-filage et aptes à fonctionner ensemble ou séparément. Chaque ensemble de filage comporte dans ce cas une racle de filage dont la largeur de la lame correspond à une largeur partielle du cylindre et complémentaire de la largeur de l'autre lame de façon à séparer et décoller en deux parties la nappe de filaments. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit, en regard des dessins annexés sur lesquels :
- la figure 1 illustre schématiquement une vue en coupe et de côté d'un dispositif de l'art antérieur;
- la figure 2 est une vue de dessus de la figure 1 ; - la figure 3 illustre schématiquement une vue en coupe et de côté d'un dispositif selon l'invention;
- la figure 4 est une vue de dessus de la figure 3;
- la figure 5 est une vue agrandie de l'ensemble de filage de la figure 3; - la figure 6 représente une vue en perspective de l'ensemble de filage du dispositif;
- la figure 7 illustre schématiquement une vue en coupe et de côté d'une variante du dispositif de l'invention;
- la figure 8 est une vue de dessus de la figure 7. Sur les figures 1 et 2 est illustré le dispositif de l'art antérieur, il permet l'étirage de filaments de verre 10 issus d'une filière 11 et leur enroulement sur un bobinoir 12.
Ce dispositif comporte un tire-fil 13 qui permet de pré-étirer les filaments lorsqu'ils tombent de la filière 11 , un cylindre d'étirage 20 rotatif autour duquel s'enroulent sous forme de nappe les filaments 10 amenés du tire-fil et plaqués contre la surface 21 du cylindre, sensiblement sur la totalité de sa largeur et selon une ligne de dépôt L, un ensemble de filage 30 comprenant d'une part, une racle de filage 31 escamotable, disposée sensiblement à 270° de la ligne de dépôt L des filaments et servant au décollement des filaments lorsqu'il est mis en butée contre la surface 21 du cylindre, et d'autre part, un élément de réception 32 pour les filaments décollés qui est de forme conique, ainsi qu'un fil d'âme 40 traversant l'élément de réception 32 et autour duquel s'entortillent les filaments 10, le fil d'âme entouré des filaments étant bobiné sur le bobinoir 12.
Le dispositif de l'art antérieur comporte également un ensemble de pré- filage 50 consistant en un tambour de pré-filage 51 rotatif, et en une racle de préfilage 52 apte à être déplacée ou à pivoter entre une position de repos et une position de fonctionnement pour laquelle la racle est appuyée contre la surface 21 du cylindre au début de l'étirage des filaments ou lors d'une relance de l'étirage des filaments après une casse de ces derniers. Le tambour rotatif 51 comprend une broche interne 53 autour de laquelle s'enroulent les filaments projetés dans le tambour via la racle 52.
Un système d'ensimage 60 des filaments, par exemple du type spray, est prévu en aval de l'ensemble de pré-filage 50 et en amont de l'ensemble de filage 30, ce système présentant un mouvement de translation en va-et-vient parallèlement à l'axe de rotation du cylindre 20 de manière à asperger l'ensemble de la nappe de filaments tournant sur le cylindre.
Le dispositif de l'art antérieur fonctionne comme suit : le fil d'âme 40 provenant d'une bobine de fil non représentée sur les figures 1 et 2 est tiré jusqu'au bobinoir 12 en traversant l'élément de réception 32 de l'ensemble de filage d'une extrémité à l'autre, parallèlement à l'axe de rotation et de manière centrale, tandis que les filaments 10 tombant de la filière 11 sont amenés manuellement contre la surface 21 du cylindre pour y être plaqués. Les filaments s'enroulent autour du cylindre 20 en rotation et l'ensemble de pré-filage 50 est rendu opérationnel au démarrage de l'étirage des filaments, c'est-à-dire au début de la mise en rotation du cylindre. La nappe de filaments est décollée au moyen de la racle 52, les filaments étant projetés dans le tambour 51 par la force centrifuge qui leur a été transmise au cours de leur rotation autour du cylindre 20. Ils sont alors réceptionnés autour de la broche 53 interne au tambour 52 et forment rapidement de la bourre, qui est tirée manuellement par un opérateur, au moyen par exemple d'un tire-fil, pour éviter une accumulation trop importante dans le tambour 51.
Lorsque l'étirage est considéré convenable, c'est-à-dire que la vitesse de rotation du cylindre a atteint la valeur de consigne de sorte que le diamètre des filaments présente la taille souhaitée, la racle 52 de l'ensemble de pré-filage 50 est relevée en position de repos de manière que la nappe de filaments continue sa rotation jusqu'à la racle de filage 31. La racle de filage 31 pivotante a été amenée en position abaissée de façon que sa lame appuie sur la surface 21 du cylindre de sorte que les filaments se décollent de la surface 21 et cheminent sur la surface de glissement 33 de la racle, cette surface de glissement étant inclinée en direction de l'élément de réception 32 vers lequel sont guidés les filaments, la projection des filaments étant favorisée par la force centrifuge qui leur a été transmise lors de leur rotation sur le cylindre. L'élément de réception 32 présente une paroi de renvoi 34 apte à renvoyer les filaments sur le fil d'âme 40 traversant de part en part et longitudinalement ledit élément de réception. Les filaments s'enroulant autour du fil d'âme constituent alors une mèche M qui est tirée jusqu'au bobinoir 12 pour y être bobinée.
Les figures 3 à 6 illustrent le dispositif de l'invention, les éléments communs au dispositif de l'art antérieur sont repérés par des références identiques. Le dispositif de l'invention muni de son cylindre d'étirage 20 comprend de même un ensemble de filage 30 et ensemble de pré-filage 50, ainsi que des moyens 40 de guidage de la nappe de l'ensemble de filage jusqu'au bobinoir, qui sont constitués par un fil tracteur. A la différence toutefois, que l'ensemble de pré- filage 50 a été disposé en aval de l'ensemble de filage 30, et de préférence au- delà des 270° de la ligne de dépôt L de façon que les filaments, amorçant ainsi la descente du cylindre, soient happés plus facilement par la racle de pré-filage 52.
Cette nouvelle disposition propre à l'invention permet de ne solliciter qu'un seul opérateur, puisque celui-ci peut rester positionné à l'avant du cylindre 20 de manière à tirer sur la bourre enroulée autour de la broche 53 de l'ensemble de pré-filage 50 lors de la mise en route du dispositif tout en surveillant l'étirage des filaments depuis la filière 11 afin de pouvoir intervenir immédiatement en cas de casse des filaments. La bourre s'enroule aussi beaucoup plus facilement car les filaments sont entraînés dans le sens descendant du cylindre. Un puits à déchets commun 14 suffit pour recueillir la bourre et le verre en cas de casse.
En outre, l'emplacement de l'ensemble de pré-filage de l'art antérieur en amont de l'ensemble de filage présentait comme inconvénient qu'au moment de relever la racle de pré-filage pour laisser la nappe parvenir jusqu'à la racle de filage, le risque que la lame de la racle de pré-filage accroche quelques filaments existait, endommageant la nappe de filaments arrivant vers l'ensemble de filage.
Par ailleurs, l'ensemble de filage 30 comprenant la racle 31 et l'élément de réception 32 se distingue de celui de l'art antérieur en ce que l'élément de réception 32 ne présente pas une forme conique. La forme conique de l'art antérieur vers la sortie du fil d'âme en direction du bobinoir permet de canaliser l'air en circulation pour faciliter l'enroulement des filaments autour du fil d'âme et favorise le guidage du fil entourés des filaments. L'invention parvient à ce but différemment.
L'ensemble de filage visible sur les figures 5 et 6 comporte un fond 36 de largeur équivalente à celle du cylindre 20, des parois latérales 35 et une paroi arrière longitudinale 34 de forme cylindrique qui délimitent une ouverture de façade 37 longitudinale, la paroi arrière 34 présentant une fonction identique à la paroi de renvoi de l'art antérieur.
Le fond 36 est incliné selon la pente de la surface de glissement 33 de la racle de filage. De préférence, la racle 31 est solidaire dudit fond 36 afin d'assurer une parfaite continuité de surface de glissement pour les filaments; et par ailleurs, cette solidarisation a l'avantage de ne faire pivoter qu'une seule pièce. De plus, pour optimiser la glisse des filaments, le fond 36 comme la surface 33 de la racle sont avantageusement gaufrés. La forme cylindrique de la paroi arrière 34 engendre une concavité qui constitue une surface de renvoi de l'air en circulation pour faciliter l'enroulement des filaments projetés autour du fil tracteur 40.
La paroi latérale 35 située du côté du bobinoir 12 est dotée d'un orifice 38 autorisant la sortie du fil tracteur entouré des filaments vers le bobinoir, le fil tracteur 40 étant dévidé depuis une bobine 41 , et cheminant dans l'élément de réception 32 selon une diagonale qui part de l'extrémité inférieure latérale 39 de l'ouverture 37 située à l'opposé de la paroi latérale 35 pourvue de l'orifice 38 et qui débouche au niveau de l'orifice 38. Le fil tracteur 40 peut avantageusement être amené au niveau de l'extrémité 39 grâce à un tube de Venturi 42 assurant l'aspiration et la projection du fil pour être récupéré manuellement au niveau de l'orifice 38 par un goupillon non illustré.
Le chemin en diagonale suivi par le fil tracteur implique que la distance entre la nappe de filaments et le fil tracteur passant au niveau de l'extrémité 39 est minimisée de sorte que dès l'arrivée de la nappe sur la surface de glissement 33 de la racle après son décollement par la lame 31a de la racle, des premiers filaments puissent commencer à s'enrouler afin d'entraîner les suivants de la nappe comme un effet boule de neige ce qui garantit un meilleur enroulement des filaments, au contraire de l'art antérieur montrant un fil d'âme disposé de manière centrale dans l'élément oblong accueillant les filaments de verre. Le fil tracteur de l'invention n'est pas nécessairement en matière plastique comme dans l'art antérieur mais peut être constitué simplement de verre. Le fil tracteur n'a pas pour objectif premier de garantir l'obtention d'un fil plus résistant mais sert avant tout de fil de guidage et de relance. En effet, ce fil tracteur est nécessaire à la formation de la mèche pour être ensuite tirée jusqu'au bobinoir afin d'y être enroulée .
Dès que l'enroulement de la mèche a débuté sur le bobinoir, le fil tracteur ou de guidage ne devient plus indispensable puisque les filaments de la mèche tirés par l'enroulement de cette dernière entraînent automatiquement les filaments se décollant du cylindre. A cet effet, il est prévu à la sortie du tube de Venturi 42 une guillotine 43 qui sert à couper le fil tracteur après le commencement de l'enroulement de la mèche.
Bien entendu, en cas de casse de la mèche, le fil tracteur, dit alors de relance, est à nouveau indispensable pour relancer l'enroulement des filaments autour de celui-ci dès leur décollement du cylindre.
Le fil tracteur 40 présente également l'avantage d'autoriser la disposition du bobinoir 12 à un emplacement quelconque par rapport à l'ensemble de filage, que ce soit sur le même niveau ou à un étage différent rendant le trajet de la mèche non rectiligne en sortie de l'ensemble de filage, le fil tracteur constituant donc un fil de guidage et de support total pour l'ensemble de la mèche qui facilite sa conduite selon un trajet plus sinueux abaissant le risque de casser la mèche. Le fil 40 constitue avant tout un fil tracteur selon l'invention et non nécessairement un fil d'âme puisqu'il est généralement sectionné dès le commencement du bobinage de la mèche. Enfin, grâce à deux ou plusieurs fils tracteurs, l'opérateur unique pourra relancer deux ou plusieurs mèches en une seule opération, ce qui permet d'augmenter considérablement la productivité de l'installation.
D'autres particularités complètent le dispositif de l'invention. A la sortie de l'orifice 38 est disposé un dispositif 70 dit "de fausse torsion" constitué par un organe annulaire tournant à grande vitesse que traverse la mèche afin de la rouler sur elle-même pour l'arrondir. Toutefois, il est encore nécessaire en sortie du dispositif 70 d'ajuster le volume de la mèche de sorte qu'elle ne soit pas hirsute la rendant sinon inutilisable, mais que les filaments restent dans l'alignement de la mèche. Une buse d'injection d'air 71 située immédiatement en aval du dispositif 70 est donc prévue pour emmêler davantage les filaments et lisser la surface externe de la mèche.
Un système de mise sous tension 72, bien connu de l'état de la technique, constitué par des barres mises en quinconce de façon que la mèche passe à cheval sur ces barres, est disposé après la buse 71 pour donner à la mèche la tension nécessaire à la construction correcte de la bobine qui doit atteindre une densité de 400 kg/m3.
Avantageusement un second système de spray 61 est prévu (figure 3), positionné en aval de l'ensemble de pré-filage 50 et en amont de la ligne de dépôt L des filaments afin d'enduire la surface 21 du cylindre 20 pour garantir un parfait ensimage de la surface intérieure de la nappe de filaments qui se collent à même la surface 21 dudit cylindre.
De plus, si dans l'art antérieur, l'amenée des filaments du tire-fil 13 jusqu'au cylindre 20 se fait manuellement, dans l'invention au contraire, un bras articulé non représenté est prévu pour positionner mécaniquement les filaments sur le cylindre.
Enfin, il est possible d'envisager une variante du dispositif, telle qu'illustrée sur les figures 7 et 8, où sont agencés un seul ensemble de pré-filage 50 et deux ensembles de filage 30, chaque ensemble de filage comporte une racle dont la lame 31a présente une longueur qui correspond au nombre de filaments souhaités à être décollés pour séparer la nappe de filaments en deux parties distinctes afin de bobiner respectivement, à l'aide de deux fils tracteurs distincts, deux mèches sur deux bobinoirs individuels.
La disposition de l'ensemble de pré-filage 50 en aval des deux ensembles de filage permet en particulier de ne mettre en fonctionnement qu'un seul ensemble de filage pour ne bobiner qu'une seule partie de la nappe si nécessaire, par exemple pour des essais, l'autre partie de la nappe étant récupérée par l'ensemble de pré-filage pour être directement jetée dans le puits à déchet 14.
Un cas de figure similaire, à savoir deux ensembles de filage disposés l'un après l'autre dont un seul mis en fonctionnement, ne pourrait être réalisé par le dispositif de l'art antérieur puisque l'ensemble de pré-filage, situé en amont des deux ensembles de filage, décollerait par conséquent la totalité de la nappe et non une partie seulement pour réserver l'autre partie au bobinage.
De la même manière, on peut envisager toutes variantes constituées d'un ensemble de pré-filage et de plus de deux ensembles de filage pour fabriquer simultanément autant de mèches sur autant de bobinoirs individuels, au moyen d'autant de fils tracteur.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif d'obtention de l'enroulement d'au moins une mèche (M) sur au moins un bobinoir (12) comportant des filaments (10) de verre, le dispositif comprenant
- un cylindre d'étirage (20) autour duquel sont enroulés sous forme de nappe les filaments;
- un ensemble de filage (30) qui comprend d'une part, une racle de filage
(31) escamotable apte à venir en butée contre la surface (21) du cylindre de façon à décoller les filaments, et pourvu d'une surface de glissement (33), et d'autre part, un élément de réception (32) des filaments décollés par la racle;
- des moyens de guidage (40) des filaments dans l'élément de réception
(32) et jusqu'au bobinoir (12) sous forme de mèche (M), et
- un ensemble de pré-filage (50) pour les filaments destinés à être mis au rebut, l'ensemble de pré-filage étant muni d'un tambour de pré-filage (51) et d'une racle de pré-filage (52) apte à soulever les filaments du cylindre afin qu'ils soient projetés dans ledit tambour, caractérisé en ce que l'ensemble de pré-filage (50) est disposé en aval de l'ensemble de filage (30).
2. Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé en ce que l'élément de réception (32) de l'ensemble de filage comporte un fond (34) abouté à la surface de glissement (33) de la racle de filage, une paroi arrière (36) à concavité cylindrique d'axe longitudinal parallèle à l'axe de rotation du cylindre et une ouverture de façade longitudinale (37).
3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'élément de réception (32) est solidaire de la racle de filage (31) et est agencé de sorte que son fond (34) et la surface de glissement (33) de la racle sont coplanaires, le déplacement de la racle contre la surface du cylindre étant réalisé par le pivotement de l'ensemble de filage.
4. Dispositif selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que le fond (34) de l'élément de réception et la surface de glissement (33) de la racle sont gaufrés.
5. Dispositif selon lune quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que les moyens de guidage (40) dans l'élément de réception (32) de l'ensemble de filage sont prévus pour traverser d'un côté à l'autre ledit élément de réception selon une ligne diagonale allant d'une extrémité inférieure avant (39) de l'ouverture (37) jusqu'à un point latéral (38) supérieur.
6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de guidage (40) consistent en un fil tracteur.
7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le fil tracteur est en verre.
8. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le fil tracteur est matière thermoplastique.
9. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comporte un tube de Venturi (42) apte à aspirer et projeter le fil tracteur (40) dans l'élément de réception (32).
10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'une guillotine (43) est associée à la sortie du tube de Venturi (42) pour couper le fil tracteur (40) après le commencement de l'enroulement de la mèche sur le bobinoir.
11. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'un dispositif annulaire tournant (70) est prévu à la sortie de l'élément de réception (32) en direction du bobinoir (12).
12. Dispositif selon la revendication 11 , caractérisé en ce qu'il comporte, après le dispositif annulaire (70) une buse d'injection d'air (71) devant laquelle passe la mèche.
13. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en qu'il comporte des moyens d'ensimage (60, 61) disposés respectivement en amont du dépôt des filaments sur le cylindre (20) et en amont de l'ensemble de filage (30) pour enduire respectivement la surface du cylindre avant le dépôt des filaments et les filaments avant leur décollement du cylindre.
14. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux ensembles de filage (30) disposés en amont du dispositif de pré-filage (50) et aptes à fonctionner ensemble ou séparément.
15. Dispositif selon la revendication 14, caractérisé en ce que chaque ensemble de filage (30) comporte une racle de filage (31) dont la largeur de la lame correspond à une largeur partielle du cylindre et complémentaire de la largeur de l'autre lame de façon à séparer et décoller en deux parties la nappe de filaments.
16. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le verre constituant les filaments est du verre E ou du verre C.
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