FI86749C - Foerfarande och anordning foer framstaellning av ett foergarn av glasfibermassa - Google Patents

Description

86749

Menetelmä ja laitteisto lasikuitumassaa olevan esikehruu-langan muodostamiseksi

Keksintö koskee patenttivaatimuksen 1 johdannon 5 mukaista menetelmää ja patenttivaatimuksen 5 johdannon mukaista laitteistoa lasikuitumassaa olevan esikehruulan-gan muodostamiseksi.

Lasikuituesikehruulangat tunnetaan jo ennestään ja niitä käytetään vahvistusmateriaaleina erityyppisissä teriö moplastituotteissa kuten lasikuituvahvisteisissa muovi tuotteissa, jotka valmistetaan suulakevetomenetelmällä. Tällaisia vahvistettuja termoplastituotteita käytetään esimerkiksi pumpun käyttötankoina öljynporauskaivoissa, koska ne ovat suhteellisen kevyitä ja niillä on hyvä pit-15 kittäislujuus. Suurin osa niistä lasikuituesikehruulan- goista, joita on käytetty vahvistusmateriaaleina tällaisissa vahvistetuissa termoplastituotteissa, on valmistettu US-patentissa 2 795 926 (W. W. Drummond) selostetulla menetelmällä. Kuten edellä mainitussa US-patentissa 20 2 795 926 selostetaan, lasikuitua olevaan perussäikeeseen muodostetaan lukuisia silmukoita syöttämällä se kehruuko-neeseen läpi, jolloin saadaan esikehruulankaa vastaava tuote, joka yhdistetään sitten perussäieryhmään, niin että muodostuu yhdistelmätuote. Tämän yhdistelmätuotteen val-25 niistäminen tulee hyvin kalliiksi osittain jo sen vuoksi, että perussäikeet ovat suhteellisen kalliita niiden suhteellisen alhaisesta ominaistilavuudesta johtuen ja osittain siksi, että prosessi on hankala eikä sitä voida soveltaa helposti normaaliin valmistustekniikkaan eikä mas-30 satuotantoon.

Niiden ongelmien eliminoimiseksi, jotka liittyvät perussäikeiden käyttöön ja siihen hankalaan valmistusprosessiin, jota sovelletaan valmistettaessa esikehruulankaa vastaavia lasikuitutuotteita edellä mainitun 35 US-patentin 2 795 926 periaatteiden mukaan, US-patentin 86749 2 3 324 641 (G. E. Benson ynnä muut) mukaan on kehitetty vaihtoehtoinen esikehruulankatuote sekä menetelmä ja laite sen valmistamiseksi. US-patentin 3 324 641 mukaan lasikui-tuesikehruulanka voidaan valmistaa ilman erillistä perus-5 säikeiden syöttöä ohjaamalla säie tappipyöräkutomakoneen läpi, jolloin säikeeseen muodostuu lukuisia pitkittäissil-mukoita, ja sitten pyörivän, katkaistun kartion muotoisen kutomakoneen läpi suuresta päästä pieneen päähän, niin että pitkittäissilmukat kiertyvät ja lukittuvat toisiinsa. 10 Edellä mainitun US-patentin 3 324 641 mukainen menetelmä ei ole kuitenkaan tehokas valmistettaessa sellaista lasi-kuituesikehruulankaa, jossa on paljon poikittaissilmukoi-ta, eikä se ole saavuttanut suurta kaupallista suosiota koristelangan valmistusta lukuunottamatta. Lisäksi edellä 15 mainitun US-patentin 3 324 641 mukaisessa menetelmässä käytetään ilmansyöttölaitetta suurinopeuksisen ilman suuntaamiseksi rengaskuviona tuotetta vasten sen kuvioraken-teen tehostamiseksi, mikä on koristelankatuotteessa hyvin tärkeää. On kuitenkin todettu, että tällainen ilmansyöttö-20 laite aiheuttaa hyvin usein tuotteen joidenkin silmukoiden katkeamisen, mikä on taas tuotteenvetolujuutta heikentävä tekijä.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on edellä mainittujen ongelmien poistaminen. Tähän päämäärään pääs-25 tään keksinnön mukaisella menetelmällä, jolle on tunnusomaista patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosan tunnusmerkit, ja laitteistolla, jolle on tunnusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksen 5 tunnusmerkkiosassa.

Keksinnön eräänä tavoitteena on myös saada aikaan 30 tarkasti ohjattava menetelmä ja laite lasikuituesikehruu-langan valmistamiseksi suurella tuotantokapasiteetilla, silloin kun esikehruulanka käsittää suhteellisen suuren määrän yhtäjaksoisia poikittaissilmukoita useiden pitkit-täissilmukoiden lisäksi.

35 3 86749

Esillä olevan keksinnön mukaan on kehitetty sellainen lasikuituesikehruulankatuote, jossa on suhteellisen suuri määrä yhtäjaksoisia poikittaissilmukoita aikaisemmille esikehruulangoille tunnusomaisten pitkittäissil-5 mukoiden lisäksi ja jolla on sen suhteellisen suuresta poikittaissilmukkamäärästä johtuen suuri täytekerroin, mistä johtuen tällaisella esikehruulankatuotteella vahvistetun muovituotteen ominaisuudet paranevat huomattavasti käytettäessä esikehruulangassa painoltaan tiettyä määrää 10 lasikuitua. Lisäksi, koska nyt esillä olevan keksinnön mukaisen suuren täytekertoimen omaavan esikehruulankatuot-teen poikittaissilmukoista suhteellisen suuri määrä on yhtäjaksoisia silmukoita, tällaisella suuren täytekertoimen omaavalla esikehruulangalla vahvistetulla muovituotteella 15 on poikittaissuunnassa paremmat lujuusominaisuudet. Keksinnön mukainen, suuren täytekertoimen omaava esikehruu-lanka ei vaadi keskisäiettä, joka vastaa edellä mainitun US-patentin 2 795 926 mukaisen esikehruulankatuotteen pe-russäikeitä, mikä lisää edullisella tavalla keksinnön mu-20 kaisen tuotteen ominaistilavuutta tiettyä lasikuitumäärää käytettäessä ja tekee mahdolliseksi keksinnön mukaisen tuotteen valmistuksen sellaisilla menetelmillä, jotka vastaavat täysin tavallisia valmistusmenetelmiä, sekä suurella tuotantoteholla ja näin ollen hyvin kilpailukykyisillä 25 valmistuskustannuksilla.

Esillä olevan keksinnön mukaisessa menetelmässä ja laitteessa keksinnön mukaisen, suuren täytekertoimen omaavan esikehruulangan valmistuksessa käytetään sormipyörää, joka pyörii vaakatasossa ja muodostaa pitkittäissilmukoita 30 pystysuunnassa liikkuviin, jaettuihin lasikuitusäikeisiin, ja sormipyörän alapuolella suurinopeuksista kehruukonetta, joka kiertää säikeiden pitkittäissilmukkaosat toisiinsa ja myös lukitsee ne toisiinsa ja jolloin tällaisiin pitkit-täissilmukkasäikeisiin muodostuu kierre. Kehruukoneessa on 35 poistopäässä suurennettu kammio-osa ja lähellä poistopäätä 4 86749 supistettu poistosuutin. Tämä järjestelmä saa aikaan pyörivien, pitkittäissilmukat käsittävien lasikuitusäikeiden "patoutumisen" kehruukoneeseen tiettyyn kohtaan sen pois-toaukon lähelle, mikä saa taas kehruukoneen pyörimisestä 5 syntyvien keskipakovoimien kanssa aikaan lukuisien poikit-taissilmukoiden muodostumisen pitkittäissilmukoihin. Poi-kittaissilmukat kiertyvät ja tarttuvat toisiinsa ja pitkittäissilmukoihin ja muodostavat varmasti koossa pysyvän, mutta hyvin avonaisen ja hyvin suuren täytekertoimen omaa-10 van esikehruulangan. Lisäksi, koska kehruukoneesta poistuvan esikehruulangan lineaarinen nopeus on tuntuvasti pienempi kuin kehruukoneeseen tulevan jaetun lasikuitusäi-keen lineaarinen nopeus, prosessin tuotto, joka on lineaarisen poistonopeuden ja lineaarisen tulonopeuden välinen 15 suhde, on melko pieni, mikä merkitsee sitä, että prosessin läpi menevän materiaalin ominaistilavuusaste on prosessin aikana suuri.

Esikehruulanka tulee ulos sen valmistuksessa käytetystä kehruukoneesta suuttimen läpi, jonka avulla esikeh-20 ruulanka voidaan kyllästää jollakin orgaanisella viimeis-telymateriaalilla tai -liuoksella, joka on valittu materiaalin lopullisen käyttötarkoituksen perusteella. Suutti-meen on tehty mieluimmin kooltaan muuttuva sisäaukko esimerkiksi iirisrakenteena, prosessin käynnistämisen helpot-25 tamiseksi ja prosessin irtikytkemisen yksinkertaistamiseksi kehruukoneen tai suuttimen läpi menevän jaetun lasikui-tusäikeen muodostaessa mahdollisesti tukkeutuman. Tällaista lasikuitumassaesikehruulankaa voidaan käyttää edullisesti sellaisten muovituotteiden vahvistamiseen, jotka 30 valmistetaan suulakevetomenetelmällä, esimerkiksi öljynpo-rauskaivon pumpun käyttötankojen, kemiallisten seulojen poikittaisosien ja maanteillä käytettävien tankorakentei-den valmistukseen sekä vahvistamaan muotoiltuja, suulake-vedettyjä muovituotteita kuten maanteillä käytettäviä tien 35 profiilin ja pituuden merkitsemislaitteita, rakennepalkke- 5 86749 ja ja muita pienen säteen käsittäviä osia. Lisäksi näitä lasikuitumassaesikehruulankoja voidaan käyttää spiraali-putkien valmistusmateriaalina, muottipuristelaminaateissa, esimerkiksi lattajousissa ja puskureissa, ballistisissa 5 laminaateissa, kudotuissa kankaissa, joista valmistetaan suuria lasikuituvahvisteisia muoviosia tai tällaisissa osissa kudottujen kankaiden tilalla kerrosrakenteena ja muissa sellaisissa sovellutuksissa, joissa tarvitaan kevyttä materiaalia, jolla on hyvät moniakselilujuusominai-10 suudet.

Seuraavassa keksintöä selitetään lähemmin viitaten oheisiin piirustuksiin, joissa kuvio 1 on katkaistu pystykaavio keksinnön mukaisesta laitteistosta, jolla valmistetaan esikehruulanka, 15 kuvio 2 on pystykuva, osittain leikkauksena ja suu rennettuna kuviossa 1 esitetyn laitteiston eräästä osasta, kuvio 3 on katkaistu tasokuva suurennettuna kuviossa 1 esitetyn laitteiston eräästä osasta, kuvio 4 on leikkaus kuvion 2 linjaa 4-4 pitkin, 20 kuvio 5 vastaa kuviota 3 ja esittää erästä kuvios sa 3 esitetyn laitteiston vaihtoehtoista käyttötapaa, kuvio 6 vastaa kuvioita 3 ja 5 ja esittää vielä erästä niissä esitetyn laitteiston vaihtoehtoista käyttötapaa, 25 kuvio 7 on katkaistu pystykuva eräästä esikehruu- langan rakenteesta, kuvio 8 on katkaistu pystykuva eräästä esikehruu-langan vaihtoehtoisesta rakenteesta, kuvio 9 on katkaistu pystykuva, osittain leikkauk-30 sena ja suurennettuna kuviossa 1 kaaviona esitetyn laitteiston erään osan edullisesta rakenteesta, ja kuvio 10 on tasokuva halkaisijaltaan muuttuvasta, iiristyyppisestä suutinyksiköstä, jota voidaan käyttää esillä olevaa keksintöä sovellettaessa.

6 86749

Kuten kuviossa 1 esitetään, lasikuidut 14 vedetään yhtäjaksoisesti sulasta lasimassasta (ei esitetty) hoikissa 16, joka esitetään vain osittain ja joka voi olla tavanomaista rakennetta. Lasikudut 14 kostutetaan jolla-5 kin sopivalla viimeistelyaineella ohjaamalla ne viimeis-telyrullan 18 yli, joka pyörii tavalliseen tapaan säiliössä 20 olevassa nestemäisessä viimeistelyaineessa. Vii-meistelymateriaalina on tavallisesti vesipitoinen liuos, jossa on jonkin verran voiteluainetta sisältävä kiinni-10 tysaine, mikä helpottaa lasikuitujen lisäkäsittelyä käsiteltävän keksinnön mukaisessa laitteistossa.

Kun lasikuidut 14 on käsitelty mainitulla viimeistelyaineella, ne ohjataan jakolaitteeseen 22, jossa niistä muodostuu lukuisia jaettuja säikeitä 24, joissa jokai-15 sessa on lukuisia erillisiä lasikuituja 14. Jokaisessa jaetussa säikeessä 24 on mieluummin ainakin 50 lasikuitua, mutta mieluimmin jopa lähes 200 lasikuitua, mikä on todettu sopivaksi määräksi valmistettaessa sellainen lasi-kuituesikehruulankatuote, jota käytetään vahvikkeena muo-20 vitangossa, joka on valmistettu suulakevetomenetelmällä käyttämällä 1 600 kärkeä käsittävää hoikkia, josta tulevat 1 600 kuitua yhdistetään 8 jaetuksi säikeeksi. Lasikuidut 14 syötetään jakolaitteeseen 22 ja jaetut säikeet 24 siirretään pois jakolaitteesta 22 käyttövoimalla varus-25 tetulla vetopyörällä 30 ohjausrullan 26 ja välirullan 28 ollessa sijoitettu peräkkäin jakolaitteen 22 ja vetopyörän 30 väliin. Vetopyörästä 30 lähtevät jaetut säikeet 24 muodostavat pituussuuntaisia silmukoita, kun ne ohjataan pyörivän sormipyörän 32 kautta, jossa on lukuisia pääasiassa 30 säteittäisiä ja alaspäin suuntautuvia sormia 34, jotka tarttuvat hetkellisesti eteenpäin siirtyviin jaettuihin säikeisiin 24 ja kannattavat niitä, jolloin niihin muodostuu pituussuuntaisia silmukoita. Pituussuuntaisia silmukoita käsittävät jaetut säikeet tulevat ulos sormipyörän 35 32 sormien 34 kärjistä ja siirtyvät suunnilleen lieriön 7 86749 muotoisen, suhteellisen suurella nopeudella pyörivän keh-ruukoneen 36 sisäpuolelle. Sormipyörästä 32 kehruukonee-seen 36 siirtyvät jaetut säikeet 24, joissa on pituussuuntaisia silmukoita, tarttuvat kehruukoneen 36 sisäpintaan 5 38 sen keskipakovoiman vaikutuksesta, joka kohdistuu täl laisiin pitkittäissilmukat käsittäviin jaettuihin säikeisiin kehruukoneen 36 pyöriessä, ja jossain määrin myös siitä pintajännityksestä johtuen, jonka viimeistelytelan 18 lasikuituihin 14 kiinnittämä viimeistelyaine synnyttää. 10 Lisäksi kehruukoneen 36 sisäpinnan 38 yläosaan voidaan tarvittaessa tehdä ontot pystyurat 40, niin että kehruukoneen 36 sisäpinnan 38 ja kehruukoneen 36 läpi menevien jaettujen ja pitkittäissilmukoita käsittävien säikeiden välille saadaan hyvä alkukosketus, jolloin on varmaa, että 15 kehruukone 36 irrottaa jaetut säikeet hyvin sormipyörästä 32. Kehruukoneen 36 läpi menevien jaettujen, pitkittäissilmukoita käsittävien säikeiden pyöriminen saa aikaan kaikkien tällaisten jaettujen säikeiden kiertymisen ja erillisten jaettujen säikeiden siirtymisen puolelta toi-20 selle toisiinsa nähden, mikä edistää tällaisten jaettujen säikeiden tarttumista ja kiertymistä toisiinsa, niin että niiden väliin saadaan helpommin toisiinsa liittyvä yhdis-telmärakenne.

Pitkittäissilmukoita käsittävien, jaettujen säikei-25 den siirtyessä pois kehruukoneen 36 pohjasta ne joutuvat koskettamaan tiettyyn pintaan, kun ne ohjataan poistosuut-timen 42 läpi, jonka halkaisija on huomattavasti pienempi kuin kehruukoneen pohjan halkaisija; kehruukoneen 36 sisä-halkaisija voi olla esimerkiksi 101,6 mm, kun taas poisto-30 suuttimen sisähalkaisija voi olla 12,7 mm. Poistosuutin 42 on sijoitettu hyvin lähelle kehruukoneen pohjaa ja siinä voi olla sisäkanavat 44 koneesta ulos tulevan tuotteen, joka on nyt esikehruulanka 46, toista viimeistelyainetta varten. Tämä toinen viimeistelyaine on yleensä sideaine, 35 joka voi olla mitä tahansa jo tunnettua tyyppiä esikehruu- 8 86749 langan 46 lopullisesta käyttötarkoituksesta riippuen, kuten alan asiantuntijat hyvin tietävät. Pitkittäissilmukoi-ta käsittävien, jaettujen ja kehruukoneen pohjasta tulevien säikeiden liikenopeutta ohjataan tietyssä suhteessa 5 tällaisten silmukoiden lukumäärään nähden ohjaamalla käyttölaitteen käsittävän vetopyörän 30 kärjen nopeutta sormi-pyörän 32 pyörimisnopeuteen ja sormipyörän sormien 34 lukumäärään nähden, niin että jokaisen pitkittäissilmukan pituus on suurempi kuin sormien kärkien ja kehruukoneen 36 10 pohjassa tai poistoaukossa olevan rajoittimen välinen etäisyys.

Kuten jo mainittiin, pitkittäissilmukoiden pituuden ja kehruukoneen 36 poistoaukossa, joka on poistosuu-tin 42, olevan rajoittimen välinen suhde saa aikaan sen, 15 että pitkittäissilmukoita käsittävät, jaetut säikeet, jotka menevät kehruukoneen läpi, kasaantuvat massaksi kehruukoneen 36 pohjalle. Pitkittäissilmukoita käsittävien, jaettujen säikeiden ollessa tässä pyörivässä massassa erillisten silmukoiden jotkut osat laajenevat vielä lisää 20 ulospäin poikittaissuunnassa sen keskipakovoiman vaikutuksesta, joka kohdistuu kehruukoneessa 36 tällaisiin jaettuihin, pitkittäissilmukoita käsittäviin säikeisiin varsinkin silloin, kun ne ovat kehruukoneen pohjalle kasautuneena massana, jolloin mainitut säikeet eivät liiku sa-25 nottavasti eteenpäin pituussuunnassa, ja nämä poikittais-silmukat tarttuvat ja kiertyvät vielä lisää toisiinsa ja pitkittäissilmukoihin, mikä tehostaa kiinteän yhdistelmä-rakenteen, joka on esikehruulanka 46, muodostumista pitkittäissilmukoita käsittävistä jaetuista säikeistä, jotka 30 tulevat kehruukoneeseen 36.

Esikehruulanka 46 tulee ulos kehruukoneesta 36 ve-torullayksikön 48 avulla, joka käsittää toisiinsa nähden vastakkain pyörivät vetorullat 50. Vetorullayksiköstä 48 esikehruulanka 46 menee laitteeseen (ei esitetty), joka 35 suorittaa esikehruulangan 46 lisäkäsittelyn, esimerkiksi 9 86749 esikehruulangan 4 6 kuivaus- ja pakkauslaitteeseen.

Kuvion 3 esittämällä tavalla sormipyörän 32 jokaisessa sormessa 34 on suhteellisen suora sisäosa 34a ja kaareva kärkiosa 34b. Sormipyörä 32 ja kehruukone 36 on 5 muotoiltu ja suunnattu toisiinsa nähden niin, että jokaisen sormen 34 sisäosa 34a suuntautuu suunnilleen diamet-raalisesti kehruukoneeseen 36 nähden sen yläpuolella liikkuessaan, ja jokaisen sormen 34 kaareva osa 34b kaareutuu pois sormipyörän 32 pyörimissuunnasta ja päättyy tangen-10 tiaalisesti samaan linjaan kehruukoneen 36 sisäpinnan 38 yläpuolella sormen ollessa suunnilleen liikeratansa keskipisteessä kehruukoneen 36 yläpuolella. Tämä rakenne ja suuntaus saavat aikaan jokaisen jaetun säikeen 24 siirtymisen hyvin tasaisesti sormipyörastä 32 kehruukoneen 36 15 sisäpintaan 38. Lisäksi, kuten kuviossa 3 esitetään, on edullista, että jaettujen säikeiden 34 suuntaus sormipyörän 32 sormiin 34 nähden vastaa sitä suoraa viivaa, joka on suunnilleen kohtisuorassa sormen 34 suuntaan nähden, kun sormi 34 on liikeratansa keskipisteessä kehruukoneen 20 36 yläpuolella. Vaihtoehtoisesti, kuten kuviossa 5 esite tään, jaettujen säikeiden 24 suuntaus sormipyörän kuviossa 5 esitetään, jaettujen säikeiden 24 suuntaus sormipyörän 32 sormiin 34 nähden voi vastata sitä suoraa viivaa, joka suuntautuu vinosti sormeen 34 nähden, joka on liikeratansa 25 keskipisteessä kehruukoneen 36 yläpuolella tai kuvion 6 esittämällä tavalla sillä suoralla viivalla, joka on likipitäen yhdensuuntainen sormen 34 kanssa sen liikeradan keskipisteessä kehruukoneen 36 yläpuolella.

Sormipyörän 32 rakenne ja sen suhde kehruukonee-30 seen 36 esitetään yksityiskohtaisemmin kuvioissa 9-10. Kuten kuviosta 9 käy selvimmin ilmi, sormipyörä 32 on kiinnitetty akselin 52 vapaaseen päähän kierteet käsittävällä kiinnittimellä 54, joka on mieluimmin litteäkantai-nen ruuvi, joka on kierretty akseliin 52. Kierteet käsit-35 tävä kiinnitin menee kiinnipito-osaan 56, jonka alaosa 10 86749 tukeutuu sormipyörän 32 yläpintaan ja jossa on upotettu aukko 56a, johon kierteitetty kiinnitin 54 menee. Jotta sormipyörän 32 sijainti akseliin 52 nähden olisi helpompi stabiloida, varren 52 vapaan pään kohdalle on järjestetty 5 kaulus 58 ja sormipyörässä 32 on syvennys 60, johon kaulus 58 menee tiiviisti. Rakenteeseen liittyy linjaustappi 62, jolla kaksipäinen kauluksessa 58 oleva reikä 64 saadaan samalle kohdalle sormipyörässä 32 olevan läpimenemättömän reiän 66 kanssa, niin että sormipyörä 32 saadaan suuntau-10 tumaan sen kehän kohdalla oikein akseliin 52 nähden. Linjaustappi 62 voi olla varoketappi, joka on suunniteltu niin, että se katkeaa ennen ylikuormitusvääntömomentin kohdistumista akseliin 52.

Kuten kuviosta 9 käy selville, sormipyörän 32 jo-15 kainen sormi 34 suuntautuu alaspäin kaltevassa kulmassa kehruukoneeseen 36 nähden. Jokaisen sormen 34 tällainen suuntaus edistää jokaisen jaetun säikeen 24 hyvin tasaista siirtymistä sormipyörästä 32 kehruukoneeseen 36.

Akselin 52 pyöriminen ja näin ollen siihen kiinni-20 tetyn sormipyörän 32 pyöriminen saadaan aikaan, kuten jo edellä selostettiin, tavallisella sähkömoottorilla 68 tavallisen V-hihnakäyttölaitteen 70 välityksellä, jossa on moottorin 68 tehonottoakseliin pyörimättömäksi kiinnitetty käyttöhihnapyörä 72, akseliin 52 pyörimättömäksi kiinni-25 tetty käytettävä hihnapyörä 74 ja käyttöhihna 76, joka on tiukasti käyttöhihnapyörän 72 ja käytettävän hihnapyörän 74 ympärillä, akselin 52 ollessa tuettu pyörivänä kahdessa toisistaan tietyllä etäisyydellä olevassa kohdassa käytettävän hihnapyörän 74 ja sormipyörän 32 välissä tukiosilla 30 78 ja 80. Tukiosat 78 ja 80 on kiinnitetty kiinnityslevyyn 82, joka on kiinnitetty kehruukoneen 36 jatkeeseen pulteilla 82. Akseli 52 on suunnattu pituussuunnassa laakeri-osiin 78 ja 80 nähden kauluksilla 86 ja 88, jotka on kiinnitetty akseliin 52 ja jotka liittyvät vastaavasti laake-35 rin 78 yläpintaan ja laakerin 80 alapintaan.

li 11 86749

Kuten jo edellä mainittiin, kehruukoneen 36 pohjassa oleva poistosuutin on mieluimmin sellainen, että sen kokoa voidaan muuttaa pienestä koosta, jota käytetään prosessin toimiessa tasapainotilassa, suurempaan kokoon pro-5 sessin käynnistämisen helpottamiseksi tai prosessin kytkemiseksi irti kehruukoneen tai poistosuuttimen läpi menevän jaetun lasikuitusäikeen juututtua kiinni. Tämä voidaan saada aikaan poistoaukkorakenteella, jossa on kuviossa 10 esitetty suutinyksikkö 90, jota voidaan käyttää kuvioiden 10 1 ja 2 esittämän rakenteen poistosuuttimen 42 tilalla.

Suutinyksikkö 90 käsittää kiinteän levyn 92, jossa on aukko 94. Useita varsia 96, joita on esitetty olevan kolme, on nivelletty kiinteään levyyn 92 jokaisen varren kääntyessä akselissa 98. Jokainen akseli 98 on samalla 15 etäisyydellä aukosta 94, ja kahden vierekkäisen akselin 98 välinen kaareva osa on yhtä suuri, toisin sanoen 120°, kolme vartta 96 käsittävässä suutinyksikössä 90. Jokainen varsi 96 on myös nivelletty renkaan muotoiseen levyyn 100, joka on sijoitettu kiinteän levyn 92 viereen ja sen kanssa 20 yhdensuuntaiseksi ja on aukon 94 ympärillä. Jokainen varsi 96 on kiinnitetty renkaan muotoiseen levyyn 100 jokaisessa varressa olevalla tapilla, joka menee renkaan muotoisessa levyssä 100 olevaan kaarevaan ohjausaukkoon 104. Jokaisessa varressa 96 on säteen suunnassa kaareva sisä-25 osa 96a, ja kaarevat osat 96a rajaavat yhdessä aukon 106, jonka läpi kehruukoneesta tulevien säikeiden on mentävä. Koska varret 96 on nivelletty renkaan muotoiseen levyyn 100 edellä selostetulla tavalla, aukon 106 kokoa voidaan muuttaa, niin että saadaan joko etukäteen määrättyä mini-30 mikokoa oleva aukko 106 tai etukäteen määrättyä maksimikokoa oleva aukko 106, kääntämällä renkaan muotoista levyä 100 aukon 94 pitkittäisakselin ympäri levyn 100 ollessa sama-akselinen aukon 94 pitkittäisakselin kanssa. Tällainen kääntäminen voidaan suorittaa kätevästi kaksi-35 toimisella paineilmasylinterillä 108, jonka haarukkapää 12 867 49 110 on nivelletty levyyn 92 kiinnitettyyn kannattimeen 112 ja jonka tankopää 114 on nivelletty renkaan muotoiseen levyyn 100 kiinnitettyyn varteen 116.

Keksinnön mukaista menetelmää ja laitetta sovel-5 lettaessa prosessin eräs tärkeä muuttuva suure on täyte-kerroin (BF) , jonka jaettujen säikeiden lukumäärä (N) , järjestelmän kääntösuhde (TDR) ja tuotteen silmukanmuo-dostussuhde (LFR) määräävät seuraavan kaavan mukaan: 10 BF = N X TDR x LFR.

Tässä kaavassa kääntösuhde (TDR) vastaa vetopyörän lineaarista nopeutta jaettuna vetorullan lineaarisella nopeudella edellyttäen, ettei luistamista tapahdu, tai 15 toisin sanoen syöttömäärää jaardeina aikayksikköä kohden jaettuna poistomäärällä, ja silmukanmuodostussuhde (LFR) vastaa lasin teoreettista määrää poikittaissuunnassa jaettuna lasin teoreettisella määrällä pitkittäissuunnassa. Tämä silmukanmuodostussuhde voidaan määrätä vetopyörän 20 lineaarisella nopeudella (PWS), sormipyörän kärjen nopeudella (FWS), sormipyörän sormien lukumäärällä (NF) ja sormipyörän sormien kärjistä kehruukoneen pohjaan mitatun pitkittäisetäisyyden (D) avulla seuraavan kaavan mukaan: 1 i ·

LFR = PWS - 2D

FWS X NF 2D

Edellä esitettyihin prosessiparametreihin perus-30 tuen menetelmää on sovellettu hyvällä menestyksellä käyttämällä seitsemän sormea käsittävää sormipyörää ja sekä kahdeksaa jaettua säiettä että kahtakymmentä jaettua säiettä täytekertoimien ollessa 40 - 800. Toisin sanoen suuremmat täytekertoimet (BF) saadaan alhaisemmilla tuo-35 töillä, esimerkiksi 120 - 800 suuruisiin täytekertoimiin päästään helposti tuoton ollessa 4 m/kg, kun taas alhai- 13 86749 semmat täytekertoimet saadaan suuremmilla tuotoilla, esimerkiksi 40 - 90 suuruisiin täytekertoimiin päästään helposti tuoton ollessa 80. Jotkut ajot suoritettiin näistä rajoista poikkeavilla arvoilla, mutta yleisesti voidaan 5 sanoa, että tulokset ovat johdonmukaisesti parempia, kun toiminta tapahtuu edellä esitettyjä arvoja käyttämällä.

Keksinnön mukaista menetelmää ja laitteistoa voidaan ohjata tarkasti tällöin valmistetun massasäie-esikeh-ruulangan silmukanmuodostussuhteen säätämiseksi näiden 10 silmukanmuodostussuhteiden alueen ollessa melko laaja, ja tämä onkin tärkeää, koska massasäie-esikehruulangan sisältävien erilaisten lopullisten tuotteiden ominaisuudet voidaan optimoida käyttämällä sellaista massasäie-esikehruu-lankaa, jolla on jokaiselle tuotteelle parhaiten sopiva 15 silmukanmuodostussuhde. Keksinnön mukaista menetelmää ja laitteistoa voidaan käyttää ohjattuna toimintona esimerkiksi suositettavan silmukanmuodostussuhteen ollessa noin 0,3 - 1,3. Onkin todettu, että massasäie-esikehruulanka, jonka silmukanmuodostussuhde on noin 0,3, sopii hyvin vah-20 vistusmateriaaliksi suulakevetomenetelmällä valmistetta vaan muovituotteeseen, ja yleensä suuremmat silmukanmuo-dostussuhteet omaavat massasäie-esikehruulangat voivat sisältää suurempia määriä termoplastihartsia erityyppisissä lasikuituvahvisteisissa termoplastituotteissa.

25 Kyseessä olevaa massasäie-esikehruulankatuotetta voidaan valmistaa useina eri kokoina ja ominaistilavuusas-teina keksinnön mukaisella menetelmällä ja laitteistolla ja näin ollen sitä voidaan käyttää moniin sellaisiin tuotteiden vahvistussovellutuksiin, joissa on käytetty aikai-30 semmin erilaisia kehrättyjä esikehruulankatuotteita. Tar kemmin sanottuna on ajateltu, että tällaiset massasäie-esikehruulankatuotteet voidaan valmistaa normaalimitoite-tuista lasikuitusäikeistä, joiden halkaisija on G - M (9,14 - 15,80 mikronia) ja tuoton ollessa 45,8 - 47,8 35 m/kg. Lisäksi tällaiset tuotteet voidaan valmistaa hyvin i4 8 6 7 4 9 avonaisena rakenteena, koska ne pyrkivät suurella tuotto-alueella kiristymään, tai ne voidaan valmistaa hyvin tiiviiksi kierrettynä rakenteena. Niihin voidaan tehdä eripituisia pitkittäissilmukoita jokaisen tällaisen pitkittäis-5 silmukan lasketun pituuden ollessa 152 - 813 millimetriä, suositettavan pituuden ollessa noin 254 - 381 millimetriä, ja niissä voi olla poikittaissilmukoita, joiden halkaisijat ovat erilaisia ja joiden massapitoisuus on pitkittäis-silmukoiden massaan nähden erilainen. Kuten kuviossa 7 10 esitetään, poikittaissilmukat voidaan poimuttaa, niin että saadaan yhtenäisempi kimppu, tai niiden voidaan antaa suuntautua esiin yhdistetystä esikehruulankatuotteesta kuvion 8 esittämällä tavalla, jolloin saadaan avonaisempi tuote, jolla on paremmat poikittaisvetolujuusominaisuudet. 15 Tällaisen massasäie-esikehruulankatuotteen kierre voi olla 5 - 25,4 kierrosta millimetrille. Lisäksi, koska tällaisen edellä selostetun massasäie-esikehruulangan valmistusmenetelmä vastaa tavanomaisia lasikuidun valmistusmenetelmiä, sitä voidaan soveltaa käyttämällä suuritehoisen, kaupal-20 lista kokoa olevan hoikin tuotantokapasiteettia, esimerkiksi hoikkia, jossa on 3 200 kärkeä tuotantonopeuden ollessa tällöin jopa noin 68 kiloa tunnissa.

Alan asiantuntijat tietävät, että edellä selostetuista keksinnön rakenteista voidaan tehdä erilaisia muun-25 nelmia ja tällöin onkin huomattava, että tällaiset muunnelmat voidaan tehdä keksinnön suojapiiristä poikkeamatta, jos ne vastaavat oheisten patenttivaatimusten ajatusta ja - sisältöä.

Claims (8)

15 86749

1. Menetelmä esikehruulangan muodostamiseksi useista kuiduista (14) esikehruulangan (46) käsittäessä 5 pitkittäissilmukoita, suhteellisen suuren määrän yhtäjaksoisia poikittaissilmukoita, jotka on muodostettu pitkit-täissilmukoihin ja jotka suuntautuvat ainakin osittain ulospäin pitkittäissilmukoista, pitkittäissilmukoiden ja poikittaissilmukoiden tarttuessa ja kiertyessä toisiinsa 10 ja esikehruulangan omatessa suhteellisen suuren ominais-tilavuuden, jossa menetelmässä muodostetaan useita kuituja (14), yhdistetään kuidut (14) useiksi säikeiksi (24) kuitujen määrän ollessa jokaisessa säikeessä suurempi kuin yksi, järjestetään pyörä (32), jossa on useita siitä ulos-15 päin suuntautuvia sormia (34) ja keskiakseli, pyöritetään pyörää (32) keskiakselin ympäri, siirretään säikeitä (24) kuitujen (14) pituussuunnassa pyörän (32) sormia (34) päin ja niiden väliin, kun pyörä (32) pyörii keskiakselin ympäri, useiden pitkittäissilmukoiden muodostamiseksi jokai-20 seen säikeeseen (24), tunnettu siitä, että järjestetään kehruukone (36), jossa on sisäpinta (38), joka rajaa kanavan, jossa on tuloaukko, poistoaukko ja akseli tuloaukon ja poistoaukon välissä, useita silmu-25 koita käsittävien säikeiden (24) ottamiseksi vastaan pyörän (32) sormista (34); järjestetään suutin (42; 90) kehruukoneen (36) kanavan poistoaukon kohdalle suuttimen käsittäessä akselin, joka on oleellisesti yhdensuuntainen kehruukoneen 30 (36) kanavan akselin kanssa, suuttimen (42; 90) koon ol lessa siinä tasossa, joka suuntautuu poikittain suuttimen akseliin nähden, hyvin pieni kanavan kokoon verrattuna kanavaan nähden poikittain suuntautuvassa tasossa, pyöritetään kehruukonetta (36) kanavan akselin ympäri; 35 16 86749 ohjataan useita silmukoita käsittävät säikeet (24) kehruukoneen (36) kanavan läpi tuloaukosta poistoaukkoon useita silmukoita käsittävien säikeiden (24) kiertämiseksi ja tietyn massan muodostamiseksi useita silmukoita käsit-5 tävistä säikeistä kehruukoneessa (36) kanavan poistoaukon kohdalla massan nopeuden ollessa pieni useita silmukoita käsittävien säikeiden pituussuunnassa toisen silmukkaryh-män muodostamiseksi useita silmukoita käsittäviin säikeisiin (24) ja toisen silmukkaryhmän suuntautuessa poikit-10 tain useita silmukoita käsittäviin säikeisiin (24) nähden, niin että ne tarttuvat ja kiertyvät useita silmukoita käsittäviin säikeisiin (24) ja muihin silmukoihin toisessa silmukkaryhmässä; ja vedetään silmukoita ja toisen silmukkaryhmän käsit-15 täviä säikeitä massasta kehruukoneessa (36) suuttimen (42; 90) läpi.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että jokainen kuitu (14) useista kuiduista koostuvassa ryhmässä muodostetaan lämmössä peh- 20 miävästä materiaalista, lämmössä pehmiävän materiaalin ollessa lasia.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että säikeet (24) siirtyvät kehruu-konetta (36) päin ensimmäisellä nopeudella ja että useita 25 silmukoita ja toisen silmukkaryhmän käsittäviä säikeitä (24) vedetään kehruukoneessa (36) olevasta massasta toisella nopeudella ja että ensimmäinen nopeus on huomattavasti suurempi kuin toinen nopeus, jolloin toisessa silmukkaryhmässä olevan materiaalin teoreettisen määrän suhde 30 ensimmäisessä silmukkaryhmässä olevan materiaalin teoreettiseen määrään on ainakin noin 0,3.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pyörän (32) suunta ja keskiak-seli ovat pääasiassa pystysuoria pyörän (32) ollessa jär- 35 jestetty kehruukoneen (36) yläpuolelle ja kehruukoneen i7 86749 ollessa järjestetty suuttimen (42; 90) yläpuolelle, niin että jokaisella pitkittäissilmukalla on tietty pituus ja jokaisessa pyörän (32) sormista (34) on kärki, jolloin pyörän (32) jokaisen sormen (34) kärjen ja suuttimen 5 (42; 90) välissä on tietty etäisyys ja jolloin pituus on suurempi kuin etäisyys.

5. Laitteisto esikehruulangan muodostamiseksi useista kuiduista (14) esikehruulangan (46) käsittäessä pääasiassa pitkittäissilmukoita, suhteellisen suuren mää-10 rän yhtenäisiä poikittaissilmukoita ollessa muodostettu pitkittäissilmukoihin ja suuntautuessa ainakin osittain ulos päin pitkittäissilmukoista pitkittäissilmukoiden ja poikittaissilmukoiden liittyessä ja kiertyessä toisiinsa ja esikehruulangan ominaistilavuuden ollessa suhteellisen 15 suuri, jossa laitteistossa on laite (16) useiden kuitujen muodostamiseksi; laite (18) kuitujen (14) yhdistämiseksi useiksi säikeiksi (24) jokaisen säikeen käsittäessä useamman kuin yhden kuidun (14) ja säikeiden (24) määrän säie-ryhmässä ollessa pienempi kuin kuitujen (14) määrä kuitu-20 ryhmässä; pyörä (32), jossa on useita siitä ulospäin suuntautuvia sormia (34) ja keskiakseli; laite (68) pyörän (32) pyörittämiseksi keskiakselin ympäri; laite säikeiden (24) siirtämiseksi pituussuuntaan säikeisiin nähden ja pyörän (32) sormien (34) väliin, kun pyörä pyörii keskiak-25 selin ympäri, useiden pitkittäissilmukoiden muodostamiseksi säikeisiin, tunnettu siitä, että laitteisto käsittää kehruukoneen (36), jossa on sisäpinta (38), joka rajaa sisäkanavan useita pitkittäissilmukoita käsittävien 30 säikeiden ottamiseksi vastaan pyörästä (32), sisäkanavan käsittäessä tuloaukon, poistoaukon ja akselin tuloaukon ja poistoaukon välissä; suutinlaitteen (42; 90), joka muodostaa suuttimen, suutinlaitteen ollessa sijoitettu kehruukoneen (36) kana-35 van poistoaukon kohdalle ja suutinlaitteen käsittäessä 18 86749 akselin, joka on oleellisesti yhdensuuntainen kehruukoneen (36) kanavan akselin kanssa, suutinlaitteen (42; 90) suut-timen koon ollessa siinä tasossa, joka suuntautuu poikittain suuttimen akseliin nähden, hyvin pieni verrattuna 5 kanavan kokoon kanavaan nähden poikittain suuntautuvassa tasossa, laitteen, joka siirtää säikeet (24) eteenpäin, saadessa aikaan useita pitkittäissilmukoita käsittävien säikeiden (24) siirtymisen kehruukoneeseen ja sisäkanavan läpi tuloaukosta poistoaukkoon, niin että kehruukoneeseen 10 (36) muodostuu poistoaukon kohdalle tietty massa säikeistä (24) massan nopeuden ollessa pieni useita pitkittäissilmukoita käsittävien säikeiden (24) pituussuunnassa; ja laitteen kehruukoneen (36) pyörittämistä varten useita pitkittäissilmukoita käsittävien säikeiden (24) 15 kiertämiseksi ja toisen silmukkaryhmän muodostamiseksi useita pitkittäissilmukoita käsittävien säikeiden (24) muodostamaan massaan, toisen silmukkaryhmän suuntautuessa poikittain useita pitkittäissilmukoita käsittäviin säikeisiin (24) nähden sekä liittyessä ja kiertyessä useita pit-20 kittäissilmukoita käsittäviin säikeisiin ja muihin silmukoihin toisessa silmukkaryhmässä, siirtolaitteen saadessa lisäksi aikaan säikeiden (24), joissa on useita pitkittäissilmukoita ja toinen silmukkaryhmä, tulemisen pois kehruukoneessa (36) olevasta massasta suutinlaitteen (42; 25 90) läpi.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen laite, tunnettu siitä, että laite, jolla muodostetaan kuituja, käsittää holkkilaitteen (16) kuitujen muodostamiseksi lämmössä pehmiävästä materiaalista lämmössä pehmiävän materi- 30 aalin ollessa lasia.

7. Patenttivaatimuksen 5 mukainen laite, tun nettu siitä, että säikeiden (24) pituussuunta ja pyörän keskiakseli ovat oleellisesti pystysuoria, että pyörä (32) on sijoitettu kehruukoneen yläpuolelle ja että keh- 35 ruukoneen sisäkanavan tuloaukko on sijoitettu poistoaukon 19 86749 yläpuolelle ja suutinlaite (90) on järjestetty poistoaukon kohdalle, suutinlaitteen (90) käsittäessä lisäksi laitteen (108) suuttimen (90) koon muuttamiseksi ja suutinlaitteen käsittäessä lisäksi renkaan muotoisen levyn (100), jossa 5 on aukko (104), aukon käsittäessä akselin, joka on poikittain renkaan muotoiseen levyyn nähden ja sama-akselinen suutinlaitteen akselin kanssa, useita varsia (96) jokaisen niistä käsittäessä ulkopään, joka on nivelletty renkaan muotoiseen levyyn (100) tiettyyn kohtaan aukon akselista, 10 ja sisäpään, suuttimen (90) ollessa rajattu jokaisen varren (96) sisäpäällä, ja laitteen (116) jokaisen varren (96) kääntämiseksi sen kohdan ympäri, jossa jokainen varsista (96) on kiinnitetty renkaan muotoiseen levyyn (100), niin että suutinlaitteen suuttimen kokoa voidaan muuttaa 15 valinnan mukaan.

8. Patenttivaatimuksen 5 mukainen laite, tunnettu siitä, että varsiryhmä käsittää kolme vartta (96) jokaisen varsista ollessa nivelletty renkaan muotoiseen levyyn (100) sellaiseen kohtaan, joka on siirretty 20 kaaren suunnassa noin 120° siitä kohdasta, johon jokainen varsista on kiinnitetty nivellettynä. 20 86749