JP2008504201A - 自動ストランド引張り装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、少なくとも１つの糸シートを把持するために使用される少なくとも第１の把持部材（１２）を備える自動糸把持設備に関し、上記部材は、第２の搬送ループ（６）によって案内される第２の把持部材（１６）に、第１の搬送ループ（６）によって案内される。本発明によって、このシートは、把持部材（１２、１６）を開閉させるために使用されることが可能な制御システムによって一方のループから他方のループに移動する。

Description

本発明は自動ストランド引張り設備に関する。さらに明確に述べると、本発明は、ブッシング下方切断(below-bushing chopping)プロセスで使用されることが意図されているストランド引張り設備に関し、このプロセスでは、熱可塑性ストランド、特にガラスストランドが引っ張られると同時に切断される。

ガラス補強ストランドの製造が、ブッシング内のオリフィスの中を通って流れ出る溶融ガラス流からストランドを得ることにある複雑な工業プロセスの結果として生じる。この流れは、連続したフィラメントの形状で少なくとも１つの採糸室から引き出され、その次に、ベースストランド(base strand)の形に収集され、その次に、このベースストランドが、例えば、複数の切断されたガラスストランドを生産するために連続的に切断される。この工業プロセス工程のこの段階が一般的に「直接ブッシング下方切断(direct below-bushing chopping)」と呼ばれている。

従来においては、採糸室は、本質的に、炉から到着する溶融ガラス供給物から成り、このガラスは高温度において、白金合金で作られている複数のブッシュの中に入り、このガラスは、そのブッシング内に形成されているオリフィスを通過した後に、フィラメントを生じさせる。

直接ブッシング下方切断プロセスでは、フィラメントは、サイジング配合物を受け取ってストランドの形に組み合わされた後に、引張り作業と、このストランドを切断ガラスストランドの形に切断する作業の両方を行う切断装置に送られる。

従来では、ブッシング下方切断プロセスにおいて、この作業は、ブッシング下方切断装置の技術と動作の一部分として、ブッシング制御装置によって行われ、および、通常の動作サイクル中に何度も生じる。

後者は、ブッシングの定常生産量に正確に対応する一定不変の速度でガラスストランドを引っ張らなければならない。次に、この定常状態を実現するために、本質的にはストランド引張り速度を段階的に増大させることにある過渡的段階を経過することが必要である。この過渡的段階は、さらに、例えばストランドが破断する時のようなあらゆる予想外の生産の中断の後にも存在する。適度の速度でストランドが引っ張られることを必要とする過渡的な再始動段階を経過することが必要であり、このことは、手作業によって、または、各々のブッシングのためのサイジング装置の下方に配置されている個別のストランドプーラ(strand puller)によって得られることが可能である。

原理的には、ブッシング操作員がブッシングが熱的に安定していると判断する時に、このブッシングのためのストランドプーラから到着するストランドを把持して、切断部材の後方に位置している再始動部材の上に送り、この再始動部材は、ストランド引張り速度を、数ｍ／ｓ（１ｍ／ｓ〜５ｍ／ｓ）から数１０ｍ／ｓに移行させるように設計されており、および、この数１０ｍ／ｓの速度は、実際には、定常状態に達した通常引張り速度に対応する。

この通常速度に達すると、ストランドは、一般的にはアンビルホイールとブレードホイールとから成る実際の切断部材上に送られる時には、このアンビルホイールとブレードホイールは、その間をストランドが通過し終わった後に、その切断されたガラスストランドを産出するように設計されている。

次に、ブッシングと切断装置の再始動ホイールとの間のこの前後移動が、プログラムされた諸段階にしたがって、および、生産サイクルのプログラムされていない段階にしたがって、生じてもよい。

プログラムされた諸段階に関しては、保守管理作業に相当する段階があり、この保守管理作業は、例えば、機械の動作が中断させられて切断部材が交換されることを必要とする。

プログラムされていない諸段階に関しては、これらは、特に、ストランドバンドルがブッシング出口と実際の切断装置との間のいずれかの箇所で破断する時の、操作員による作業を含むだろう。

段階の種類が何であろうと、操作員は何度も前後に移動しなければならないだろうし、このことは、（特に、幾つかのブッシングに故障がある時に）少なくはない量の時間を要するだろう。このことが、最終製品（切断されたガラスストランド）の損失と廃棄物の発生という結果をもたらし、および、最終的には、生産ユニットの効率の低下を結果的に生じさせる。

この問題を部分的に解決するための直接ブッシング下方切断装置設備が、特に米国特許第５，９３５，２８９号から公知である。この設備は、一方では少なくとも１つのストランドバンドルを引っ張ることを可能にし、かつ、他方では、ブッシング下方切断装置においてストランドバンドルを付着させることを可能にする、シャトルの形態の機械化された装置を備えている。

上述の設備の主要な欠点がその大きなサイズにある。これは、ストランドバンドルを引っ張って付着させるための機械化された装置が、実際の切断装置までブッシングの垂直方向に下方から延びる、生産設備に対向しているフレームに沿って移動するからである。この「カーテン(curtain)」構成は、ブッシング操作員によって行われる作業に関して危険性を生じさせ、および、ブッシング操作員の安全性が、おそらくは、シャトルの予想外の通過によって危険に曝されるだろう。

したがって、本発明は、複数の並列された採糸室と切断装置との間の操作員の前後移動を制限することを可能にする安全設備を提案することによって、これらの欠点を軽減することを目的とする。

本発明によって、溶融ガラスから直接的に切断ガラスストランドを形成することにあるブッシング下方切断プロセスにおいて使用されることが意図されている自動ストランド引張り設備であって、上記溶融ガラスは、複数のフィラメントを形成するように少なくとも１つのブッシング内に作られたオリフィスの中を通過し終わっており、上記フィラメントは少なくとも１つのバンドルの形に組み合わされ、および、上記バンドルは、サイジング作業の後に、少なくとも１つのバンドルの組合せによって形成されている少なくとも１つのストランドを所望の長さの複数の切断ガラスストランドの形に切断するように設計されている、少なくとも１つの切断装置に送られ、および、こうしてブッシングと切断装置との間の経路を進む自動ストランド引張り設備が、
− 少なくとも１つのストランドバンドルを把持するための少なくとも第１の把持部材であって、ストランドバンドルを把持する第１の位置とストランドバンドルを釈放する第２の位置とを占めることが可能である第１の把持部材と、
− 上記第１の把持部材が少なくとも１つのストランドバンドルを把持することが可能な第１の位置と、上記第１の把持部材がストランドバンドルを釈放する移送位置と呼ばれる第２の位置との間を、第１の把持部材を移動させるための第１の搬送ループと、
− 少なく１つのストランドバンドルを保持するための少なくとも第２の把持部材であって、ストランドバンドルを把持する第１の位置とストランドバンドルを釈放する第２の位置とを占めることが可能である第２の把持部材と、
− 上記第１の把持部材によって釈放された少なくとも１つのストランドバンドルを上記第２の把持部材が把持する移送位置と呼ばれる第１の位置と、上記第２の把持部材が切断装置において上記ストランドバンドルを釈放する第２の位置との間を、第２の把持部材を移動させるための第２の搬送ループ
とを備えることを特徴とする。

これらの構成と、特に２つの搬送ループの存在とによって、ブッシング出口と切断装置との間のストランドバンドルの移動を安全に自動化することが可能である。

本発明の好ましい実施態様では、さらに、１つまたは複数の次の構成が随意に使用されてよい。
− 第１の搬送ループは、複数の並列の室の各末端のどちらかの側にそれぞれに配置されている２つの駆動プーリの間を、上記ストランドバンドルの経路に対して平行な平面に対して概ね垂直な方向に延び、
− 第１の搬送ループは、制御された速度で上記第１のループを連続的に移動させるように設計されているアクチュエータによって駆動され、
− その設備は、さらに、第１および第２の位置の間で上記第１の把持部材の状態を変更するように設計されている少なくとも１つの制御部材を含み、
− 制御手段は、レバーによって起動される少なくとも１つの可動カムを備え、上記カムはストランドバンドルと同一直線上に位置しており、上記カムは、上記第１の把持部材に締め付け固定されている作業部材を有する案内表面を備えており、
− 第１の把持部材は、第１の搬送ループから分離させられることが可能であり、
− 第２の搬送ループは、一方では、第１の把持部材と切断装置の再始動ホイールとが辿る経路と交差する経路を第２の把持部材が辿るように配置されている少なくとも２つの駆動および案内プーリの間を延び、
− 第２の搬送ループは、切断装置に関節式に連結されている構造に締め付け固定されており、および、上記構造は少なくとも１つのカバーによって保護されており、
− 第１の搬送ループは、並列ブッシングに対して概ね平行な方向にかつ並列ブッシングに対して垂直方向に下方を直線移動させられる。

本発明の他の特徴と利点とが、添付図面に関連付けられている、非限定的な事例として示されている本発明の一実施形態の以下の説明から、明らかになるだろう。

図５は、「直接ブッシング下方切断」プロセスと呼ばれているものを具体化するための生産ユニットを非常に概略的に示す。このプロセスは当業者に公知であり、多くの刊行物、特にＥＰ ０ ８４９ ３８１ Ｂ１の主題を形成し、および、本出願人は、その動作を更に詳細に説明しない。

全般的に述べると、この生産ユニットは１組の並列ブッシング２を備え、これらのブッシングの各々は、溶融ガラスからガラスフィラメントを生産することが可能であり、上記溶融ガラスは、複数のガラスフィラメントを形成するためにこれらのブッシングの中の少なくとも１つのブッシング内に形成されているオリフィスの中を通過し終わっており、上記フィラメントは少なくとも１つのバンドルの形に組み合わされ、および、上記バンドルは、サイジング作業の後に、少なくとも１つのバンドルの組合せによって形成されている少なくとも１つのストランドを所望の長さの複数の切断ガラスストランドの形に切断するように設計されている、この図にも示されている少なくとも１つの切断装置に送られる。

さらに、図１と図２に示されているように、第１の搬送ループ１が、各々のブッシングから到着するフィラメントの出口に対して概ね平行な平面内に、ブッシング２の垂直方向に下方に配置されている。この第１の搬送ループ１は、少なくとも２つのプーリ３、４の間に形成されており、これらのプーリの少なくとも一方がアクチュエータ５によってモータ駆動され、および、これらのプーリの各々は１組のブッシング２の各末端にそれぞれに配置されている。

水圧モータタイプまたは電気モータタイプのアクチュエータ５は、減速歯車によって、搬送ループ１を制御された速度で永久運動させることを可能にし、および、このループ１は概ね直線のプロファイルを有する。

同様に、第２の搬送ループ６が図３に示されており、および、この第２の搬送ループ６は、切断装置７の前面に対して平行な平面内を概ね延びる。この第２の搬送ループ６は、切断装置７の前面の可能な限り近くを辿るように曲がりくねったプロファイルを有し、この曲がりくねったプロファイルは、場合によっては角折り返しを形成する複数の駆動および案内プーリ８、９を適切な場所に配置することによって得られる。

第１の搬送ループ１と同様に、第２の搬送ループ６は、（例えば、この図には示されていない電気ギアモータまたは水圧ギアモータの）アクチュエータによって動作させられる。

図３と図４とにおいて見ることができる第１および第２の搬送ループ１、６は、金属ケーブル、滑らかなベルトまたは歯車付きのベルト、鎖、ラム、または、同等の運動学的運動を生じさせるための他の任意の装置、すなわち、上記ループによって支持された部材が２つの箇所の間を滑りなしに移動することを可能にする装置を使用して、作られることが可能である。

図２に示されている非限定的な例では、搬送ループは、２つのプーリの間に張られている金属ケーブル、特にスチールケーブルから形成されており、この２つのプーリの少なくとも一方がモータで駆動され、および、そのプーリの溝のプロファイルが、ケーブルの周縁表面に対する滑りを制限し、または、さらに排除するように設計されている（この溝の概ね円錐形のプロファイルが特に適している）。

図４と図５は、図１に見てとれる並列ブッシングの前面を拡大して示す。第１の搬送ループ１は保護されており、および、Ｕ字形横断面の金属ストリップ１０の内側を案内され、これらのストリップは、ガラスフィラメントの通過を妨害しないようにブッシングの下部部分内に形成されている凹みの中に設置されている。

各々のブッシング凹みの中には、ペダルまたはレバーの形態の作業部材１１（図１に見てとれる）が配置されており、および、図４にさらに詳細に示されているように、この作業部材１１は、第１の搬送ループ１と協働する第１の把持部材１２内にガラスストランドバンドルを把持することが可能な第１の位置と、そのバンドルの付近を通過するこの同じ把持部材がガラスストランドバンドルを把持できない第２の位置との間でカムを作動させることを可能にする。

図４は、第１の把持部材１２を詳細に示す。ペンチの形態であり、かつ、フィラメントの案内を改善するために湾曲したプロファイルを有するジョーを備える、この把持部材１２は、恒久的な仕方（クランピングまたはピンチング）で、または、非恒久的な仕方で、搬送ループ１と協働し、および、この非恒久的な仕方の場合には、把持部材１２は搬送ループ１から分離されることが可能である。ペンチは、カム従動子１３を支持するヒールを備えており、これによって上記ペンチのジョーが開閉することを可能にする。

このジョーの開閉運動は、次の運動学にしたがって、上記カム１４の端縁上に形成されている案内表面の上を通過するカム従動子１３によって生じさせられる。
− カム従動子１３が傾斜案内表面に接触している時に、このカム従動子はジョーを開き、
− カム従動子１３と、搬送ループに平行なカム１４の案内表面との間に接触がない時には、そのジョーはフィラメントバンドルの周りで閉じて、把持部材１２を支持する搬送ループ１の並進移動によってフィラメントバンドルを運ぶ。

この状況は、（上述したように）ブッシング操作員がレバー１１を操作し終わった後にカム１４が所定位置に移動させられる時にだけ生じる。

図３は、ブッシング下方切断装置７の前面における第２の搬送ループ６の経路を示す。この経路は、切断装置の輪郭により適切に適合するように、第１の搬送ループによって形成されている経路よりも曲がりくねっているだろう。リターンおよび案内プーリ８、９との適切な配置によって、既存の生産設備の中にこの第２の搬送ループを組み込むことが可能である。さらに、この搬送ループ６は、切断装置のフレームにヒンジ式に固定されている複数のカバー１５によって保護されるということも指摘されなければならない（図５を参照されたい）。

好ましい実施形態では、第２の搬送ループ６は切断装置７のフレームに関節式に固定されているフレームと一体である。このことが、従来通りの仕方で、すなわち、第２の搬送ループ６を使用することなしに、切断装置を使用することを可能にする。

第２の把持部材１６が第２の搬送ループ６の上に取り付けられており、この第２の把持部材１６の構造と動作は、第１の把持部材の構造と動作と同様である。実質的にペンチの形状であるこの第２の把持部材は、
− 第１の把持部材１２によって引っ張られるバンドルを把持することが可能な第１の位置と、
− これとは反対に、第１の搬送ループ１によって搬送されるフィラメントバンドルを把持することが不可能な第２の位置
という２つの別々の位置を占めることが可能である。

この目的のために、第１の把持部材１２が描く経路が第２の把持部材１６の経路に交差するように、第１の搬送ループ１と第２の搬送ループ６とが、ストランドバンドルが一方のループから他方のループへ移動させられなければならない領域内では、実質的に切断装置の底部部分内において、概ね互いに平行な経路（図３に示されている）を有するようになっている。

第２の把持部材１６は、第２の搬送ループによって、切断装置７の再始動ホイール１７にストランドバンドルを搬送する。

この再始動ホイールが、切断装置の過渡的動作段階中にストランドバンドルが引っ張られることを可能にする部材であるということが想起されるだろう。

特に、切断装置上で保守管理段階（従来においては、切断部材の交換）を行うことが必要である時に、または、ブッシングの故障の結果としてフィラメントバンドルが破断してしまった場合に、ストランドを引っ張り続けながらそのストランドを取り除くことが必要である。この再始動ホイールは、ストランドバンドルをそのストランドバンドル自体の上に巻き付けることによって、この過渡的段階中にこのプロセスに関与する。

したがって、図３に示されている再始動ホイール１７は、第２の把持部材において第２の搬送ループによって搬送されるストランドバンドルを自動的に把持するための装置を備えている。

この再始動ホイールは、把持装置が第２の把持部材の経路に交差するように配置されている。

この例示的な具体例では、再始動ホイールは溝を備えている。この溝は、ストランドバンドルの経路に交差する時に、および、回転運動の作用を受けて、ストランドバンドルに係合して、再始動ホイールの周縁表面上にストランドを巻き付ける。

制御されたジョーを有するペンチを第２の把持部材が持たない場合には、再始動ホイールが回転運動させられる前にナイフまたは他の任意の類似の部材が第２の把持部材からバンドルを釈放することが可能であるように、このナイフまたは他の任意の類似の部材を配置することが必要だろう。

上述した本発明は多くの利点を有し、
− それぞれの把持部材を有する２つの搬送ループが、保護されている生産ユニットの領域内に配置され、したがってユーザの安全性を確実なものにし、および、
− この自動ストランド引張り設備はコンパクトであり、かつ、直接ブッシング下方切断設備の手動操作と共存可能であり、および、問題発生の際には、ブッシング操作員が切断装置に対して手動で供給することが可能である。

図１は、本発明による設備の略正面図である。 図２は、図１に示されている第１の搬送ループの一方の末端の詳細図である。 図３は、切断装置の斜視図である。 図４は、図２に示されている第１の搬送ループが備えられている把持部材の拡大斜視図である。 図４は、切断装置の斜視図である。 図５は、保護カバーを示す本発明の設備の詳細斜視図である。

Claims (9)

1. 溶融ガラスから直接的に切断ガラスストランドを形成するためのブッシング下方切断プロセスにおいて使用されることが意図されている自動ストランド引張り設備であって、
   前記溶融ガラスは、複数のフィラメントを形成するように少なくとも１つのブッシング内に作られたオリフィスの中を通過し終わっており、
   前記フィラメントは少なくとも１つのバンドルの形に組み合わされ、
   前記バンドルは、サイジング作業の後に、少なくとも１つのバンドルの組合せによって形成されている少なくとも１つのストランドを所望の長さの複数の切断ガラスストランドの形に切断するように設計されている、少なくとも１つの切断装置（７）に送られ、
   こうして前記ブッシングと前記切断装置との間の経路を進む自動ストランド引張り設備において、
   少なくとも１つのストランドバンドルを把持するための少なくとも第１の把持部材（１２）であって、前記ストランドバンドルを把持する第１の位置と前記ストランドバンドルを釈放する第２の位置とを占めることが可能である第１の把持部材と、
   前記第１の把持部材（１２）が少なくとも１つのストランドバンドルを把持することが可能な第１の位置と、前記第１の把持部材（１２）が前記ストランドバンドルを釈放する移送位置と呼ばれる第２の位置との間を、前記第１の把持部材（１２）を移動させるための第１の搬送ループ（１）と、
   少なく１つのストランドバンドルを把持するための少なくとも第２の把持部材（１６）であって、前記ストランドバンドルを把持する第１の位置と前記ストランドバンドルを釈放する第２の位置とを占めることが可能である第２の把持部材と、
   前記第１の把持部材（１２）によって釈放された少なくとも１つのストランドバンドルを前記第２の把持部材（１６）が把持する移送位置と呼ばれる第１の位置と、前記第２の把持部材（１６）が前記切断装置（７）において前記ストランドバンドルを釈放する第２の位置との間を、前記第２の把持部材（１６）を移動させるための第２の搬送ループ（６）とを、備える、ことを特徴とする設備。
2. 前記第１の搬送ループ（１）は、複数の並列の室の各末端のどちらかの側にそれぞれに配置されている２つの駆動プーリ（３、４）の間を、前記ストランドバンドルの経路に対して平行な平面に対して概ね垂直な方向に延びることを特徴とする請求項１に記載の設備。
3. 前記第１の搬送ループ（１）は、制御された速度で前記第１のループを連続的に移動させるように設計されているアクチュエータ（５）によって駆動されることを特徴とする請求項１または２に記載の設備。
4. さらに、前記第１の位置と前記第２の位置の間で前記第１の把持部材（１２）の状態を変更するように設計されている少なくとも１つの制御部材を含むことを特徴とする請求項１に記載の設備。
5. 前記制御部材は、レバー（１１）によって起動される少なくとも１つの可動カム（１４）を備え、前記カム（１４）は前記ストランドバンドルと同一直線上に配置されており、前記カムは、前記第１の把持部材に締め付け固定されている作業部材を有する案内表面を備えていることを特徴とする請求項４に記載の設備。
6. 前記第１の把持部材（１２）は、前記第１の搬送ループ（１）から分離させられることが可能であることを特徴とする請求項１または２に記載の設備。
7. 前記第２の搬送ループ（６）は、一方では、前記第１の把持部材（１２）と前記切断装置（７）の再始動ホイール（１７）とが辿る経路と交差する経路を前記第２の把持部材（１６）が辿るように配置されている少なくとも２つの駆動および案内プーリ（８、９）の間を延びることを特徴とする請求項１に記載の設備。
8. 前記第２の搬送ループ（６）は、前記切断装置（７）に対して相対的に移動するように取り付けられている少なくとも１つのカバー（１５）によって保護されていることを特徴とする請求項１から７の一項に記載の設備。
9. 前記第１の搬送ループ（１）は、前記並列ブッシングに対して概ね平行な方向にかつ前記並列ブッシングに対して垂直方向に下方に直線移動させられることを特徴とする請求項１から３の一項に記載の設備。

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