JPH09510169A - 繊維束巻取り中のカテナリーを低下させる方法と装置 - Google Patents

繊維束巻取り中のカテナリーを低下させる方法と装置

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JPH09510169A JP7520041A JP52004195A JPH09510169A JP H09510169 A JPH09510169 A JP H09510169A JP 7520041 A JP7520041 A JP 7520041A JP 52004195 A JP52004195 A JP 52004195A JP H09510169 A JPH09510169 A JP H09510169A
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ディー マッキースロン、ユージン
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ピーピージー インダストリーズ
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Abstract

(57)【要約】 本発明は繊維束(12、112)の巻取りの際にカテナリーを減少させるための方法および装置に関する。当該繊維束は、巻き取られたパッケージ内の複数のストランドを含んでいる。当該方法は、複数の繊維ストランドそれぞれに実質的に等しい張力を加え、束を形成するために前記ストランドを集束し、当該束を所定の速度および張力で巻取デバイスに進め、前記束が進められる速度を調節することによって当該束の張力を調節し、その結果、(1)測定された束の張力が所定の張力を超えるとき、当該束の前進速度が増加され、(2)測定された束の張力が第2の所定の値未満のとき、当該束の前進速度が減少される工程を含んでいる。前記装置は、フレーム(26、126)、複数の繊維束供給パッケージ(20、120)前記繊維束それぞれに実質的に等しい張力を加えるための複数の張力デバイス(30、130)、繊維束(12、112)に繊維スタンドを集束するための集束デバイス、前記繊維束を所定の速度で巻取デバイスに送るためのフィードデバイス前記束における張力を決定し、フィードデバイス制御器に信号を送るための張力検出デバイスであって、当該張力検出デバイスからの信号に応答して前記フィードデバイスの速度を調節する張力検出デバイス、および巻取デバイスを含んでいる。

Description

【発明の詳細な説明】 繊維束巻取り中のカテナリーを低下させる方法と装置 関連出願 本願は1994年1月28日付で出願された米国特許出願第08/188,2 95号の一部継続出願である。 発明の技術分野 本発明は繊維束巻取り中のカテナリー値を低下させる方法と装置に関し、さら に詳しくは、ガラス繊維ストランドの束を巻取り中のカテナリーを低下させる方 法と装置に関する。 発明の背景 ガラス繊維ロービングのようなマルチストランドの材料または束をパッケージ として巻き取る際に張力が変動することは重大な問題である。巻取り中に張力が 変動すると、パッケージ密度の変動、パッケージの内膜(implosion) もしくはめり込み、不均一なパッケージの端面および巻き戻し時のロービングの もつれを起こすことがある。巻取り中の張力の変動と形状効果がマルチストラン ド材料のカテナリーまたはたるみの原因になると考えられている。一般的なガラ ス繊維ロービングは、50フィート長で約6〜約10インチたるむ。このたるみ は、機械のおよび(または)他の近傍のロービングを妨害しかつ望ましくない工 程の中断を起こすことがある。 巻取り中、繊維束の張力を抑制するため各種の試みが なされている。たとえば、米国特許第3,966,133号明細書には、ロービ ングが一連の平行なテンショニングバーの上と下に交互にラップ(wrap)す る張力制御装置が開示されている。このばあい、巻取工程中、上部テンショニン グバーの降伏付勢力(yieldable biasing force)を調 節して、ロービングのパッケージの直径の増大に対応してロービングの張力を調 節することができる。 米国特許第3,765,988号明細書には洗浄材料をパッケージする装置が 開示されている。張力制御手段が、各供給パッケージに隣接して配置され、各パ ッケージから引き出される各ストランドの張力が等しく維持される。これらのス トランドは、手動で調節可能な案内ロールを具備するモータ駆動フィードロール の外周の主要部分に巻きつけられ、該フィードロールに接触するストランドの長 さが調節される。ストランドが張力を失うと、巻取機の付勢された旋回自在のア ームが巻取機電動機の電源を切るリミットスイッチに係合する。 米国特許第3,792,821号明細書は、複合ロービングをパッケージする 方法と装置を開示している。このばあい、各ロービングの張力を調節することが できる。これらのロービングは、回転可能なプーリとガイド手段を通じて、実質 的に一定の速度で、電動機で駆動されるプルロールに供給される。これらロービ ングは、協動するニップロールのまわりのプルロールの外周の主要部分に巻きつ けられ、ついで巻取機の旋回自在に保持されている張力制御アームに保持されて いるガイド部材に送られる。いずれかのロービングが破断すると、対応するプ ーリが回転を停止し、装置に巻取工程を停止するよう信号が送られる。 米国特許第3,808,789号明細書は束に撚りをかける装置を開示してい る。供給パッケージからの工業用ストランドが、3個の並列駆動ローラおよびこ れら駆動ローラ間に千鳥形に配置されかつ下方に付勢されて該駆動ローラに接触 している2個のアイドラローラからなる供給装置を通じて送られ、各ローラの外 周の一部にストランドが巻きつけられる。ストランドの張力が変動すると感知さ れ、フィードローラの速度を調節することによって変動が補償される。ストラン ドは、バルーン領域、通常の張力補償装置および巻取機を通じてストランドセパ レータに送られる。 米国ノースカロライナ州バーリントン所在のジョンブラウン テキスタイル マシナリー(John Brown Textile Machinery)の レッスナ ディビジョン(Leesona Division)より入手できる LEESONA(商品名)“Catenary−free”トウ巻取機モデル( tow winder model)995/996、967および968は、 ストランドを複数のゴデット(godet)を通じて送り、巻き取る前にロービ ングに張力を与えるためテンションアームのまわりでまっすぐに引張ることによ ってストランドを安定化している。しかしこれらの巻取機は、通常のガラス繊維 の束を処理するのに用いたところ、許容できないレベルの羽毛立ち(fuzz) が発生した。 発明の要約 本発明の一態様は、繊維の束を巻き取って巻取パッケージを形成中のカテナリ ーを低下させる装置に関する。その繊維の束は複数の繊維ストランドで構成され ている。この装置は、複数の繊維ストランド供給パッケージおよび複数のテンシ ョニング装置を支持するよう構成されたフレーム;複数の繊維ストランド供給パ ッケージであって各々それに巻き取られた繊維ストランドを引き出すことができ る繊維ストランド供給パッケージ;複数の張力デバイスであって、各々供給パッ ケージから引き出された繊維ストランドを受けてその繊維ストランドに張力を加 え、繊維束の各繊維ストランドに加えられた張力が実質的に等しい張力デバイス ;複数の前記張力デバイスのそれぞれから間隔をおいて配置され、実質的に等し い張力をかけられた複数の繊維ストランドを一本の繊維束に集束する集束デバイ ス;前記フレームから間隔を置いて配置され、前記集束デバイスから繊維束を受 けてその繊維束を予め決められた速度で巻取デバイスまで前進させるフィードデ バイス;前記フィードデバイスから間隔を置いて配置され、前記繊維束が巻き取 られて巻取パッケージをそのまわりに形成する回転式パッケージングコレクタを 具備し、かつ繊維束を前記フィードデバイスから受取り、その繊維束に張力を与 える巻取デバイス;前記フィードデバイスと前記巻取デバイスのあいだに配置さ れた張力検出装置であって、(1)繊維束が前記フィードデバイスによって前記 巻取デバイスまで前進したあと、繊維束の張力を測定し、ついで(2)フィード デバイス制御器に信号を与える張力検出装置;ならびに前記張力 検出デバイスに電気的に接続されたフィードデバイス制御器であって、前記張力 検出装置から信号を受信し、その信号に対応して前記フィードデバイスの速度を 調節することによって繊維束の張力を調節するフィードデバイス制御器で構成さ れている。 本発明の他の態様は、繊維束を巻取パッケージを形成しているあいだのカテナ リーを低下させる装置であり、その装置は下記のもので構成されている。すなわ ち(a)複数の繊維ストランド供給パッケージおよび複数の張力デバイスを支持 するよう構成されたフレーム;(b)複数の繊維ストランド供給パッケージであ って、各々それに巻き取られた繊維ストランドを引き出すことができる繊維スト ランド供給パッケージ;(c)複数の張力デバイスであって、それぞれ供給パッ ケージから引き出された繊維ストランドを受けてその繊維ストランドに張力を加 え、各繊維ストランドに加えられた張力が実質的に等しい張力デバイス;(d) 複数の前記張力デバイスの各々から間隔を置いて配置され、実質的に等しい張力 をかけられた複数の繊維ストランドを一本の繊維束に集束する集束デバイス;( e)前記フレームから間隔を置いて配置され、前記集束デバイスから繊維束を受 けてその繊維束を予め決められた速度で巻取デバイスまで前進させるフィードデ バイスであって、さらに(1)案内レール部材と付勢部材を具備する固定フレー ム、ならびに(2)その上に従動フィードロール、ニップロールおよびニップロ ール押圧デバイスを取り付けられたフィードデバイス支持キャリッジを具備する 供給装置支持体を備え、その従動フィードはその回転軸線がニップロールの回転 軸 線とほぼ平行でかつ同一平面内にあり、そのニップロール押圧デバイスがニップ ロールと係合して圧力を加えてニップロールの外面を供給ロールの外面に対して 付勢して両ロールのあいだと通過する繊維束の一部に圧力を加え、前記フィード デバイス支持キャリッジが摺動可能に前記ガイドレール部材に取り付けられてい るフィード;(g)前記供給装置から間隔を置いて配置され、前記繊維束が巻き とられて巻取パッケージとそのまわりに形成する回転式パッケージングコレクタ を具備し、かつ繊維束を前記供給装置から受け取りその繊維束に張力を与える巻 取装置;ならびに(g)前記フィードデバイスと前記巻取装置のあいだに配置さ れた張力検出デバイスであって、繊維束が前記フィードデバイスによって前記巻 取装置および前進したのち、繊維束の張力を測定し、巻取デバイスに信号を与え 、巻取装置がその信号を受信し、その信号に対応してパッケージングコレクタの 回転速度を調節する張力検出デバイスで構成されている。 本発明のさらに他の態様の装置はつぎのもので構成されている。すなわち(a )複数の繊維ストランド供給パッケージおよび複数の張力デバイスを支持するよ う構成されたフレーム;(b)複数の繊維ストランド供給パッケージであって、 各々それに巻き取られた繊維ストランドと引き出すことができる繊維ストランド 供給パッケージ;(c)複数の張力デバイスであって、各々供給パッケージから 引き出された繊維ストランドを受けてそのストランドに張力を加え、各繊維スト ランドに加えられた張力が実質的に等しい張力デバイス;(d)複数の前記張力 デバイスの各々から間隔をおいて配置され、実質的 に等しい張力をかけられた複数の繊維ストランドを一本の繊維束に集束する集束 デバイス;(e)前記フレームから間隔を置いて配置され、前記集束デバイスか ら繊維束を受けてその繊維束を予め決められた速度で巻取デバイスまで前進させ るフィードデバイスであって、その上に従動フィードロール、ニップロールおよ びニップロール押圧デバイスを取り付けられたフィードデバイス支持体を備え、 その従動フィードロールはその回転軸線がニップロールの回転軸線とほぼ平行で かつ同一平行内にあり、そのニップロール押圧デバイスがニップロールと係合し て圧力を加え、ニップロールの外面を供給ロールの外面に対して付勢して両ロー ルのあいだを通過する繊維束の一部に圧力を加え、前記従動供給ロールが、直流 再生駆動装置および動的制動器を有する交流駆動装置からなる群から選択される 駆動装置を備えているフィードデバイス;(f)前記フィードデバイスから間隔 をおいて配置され、前記繊維束が巻き取られて巻取パッケージをそのまわりに形 成する回転式パッケージングコレクタを具備しかつ繊維束を前記フィードデバイ スから受取りその繊維束に張力を与える巻取デバイス;ならびに(g)前記フィ ードデバイスと前記巻取装置のあいだに配置された張力感知装置であって、繊維 束前記供給装置によって前記巻取デバイスまで前進したのち、繊維束の張力を測 定し、巻取デバイスに信号を与え、巻取デバイスがその信号を受信してその信号 に対応してパッケージングコレクタの回転速度を調節する張力検出デバイスで構 成されている。 本発明の他の態様は、前記繊維束を巻取り中のカテナ リーを低下させる方法に関する。この方法は、つぎのステップで構成されている 。すなわち(a)複数の繊維ストランドのそれぞれに実質的に等しい張力を加え ;(b)複数の繊維ストランドを集束してほぼ平行な繊維ストランドからなる繊 維束を形成させ;(c)その繊維束を、予め決められた速度と張力で回転式コレ クタに向けて前進させ;(d)繊維束の張力を測定し;(e)(1)繊維束の張 力測定値が予め決められた値を超えたときには繊維束の前進速度を上げ、そして (2)繊維束の張力測定値が第2の予め決められた値より小さくなったときには 繊維束の前進速度を下げるように繊維束の前進速度を調節することによって、繊 維束の張力を調節し;ついで(f)繊維束と、巻取装置の回転式パッケージング コレクターで繊維束を巻き取って巻取パッケージを形成させるステップで構成さ れている。 図面の簡単な説明 叙上の要約および以下に続く好適な実施例の詳細な説明は、添付図面を参照す ればさらに良く理解することができる。本発明の例示を目的として、図中には好 適、かつ代替的な実施例が示されている。しかしながら、本発明は開示された特 定の装置、方法、および手段に限定されないことは自明である。 図1は、繊維束の巻取中に発生するカテナリーを減少させるための、本発明の 好適な装置の一部の略側面図である。 図2もまた本発明の繊維束の巻取中に発生するカテナリーを減少させるための 他の実施例の装置の一部の概略 側面図である。 図3は好適な装置のストランド係合ホイールの斜視図である。 図4は好適な装置のストランド係合ホイールの部分的な平面図である。 図5は図4のストランド係合ホイールの5−5線断面図である。 図6は好適な装置の繊維束振動装置の背面図である。 図7は図6の繊維束振動装置の7−7線側面図である。 図8は好適な装置のフィードデバイスの部分側面図である。 図9は図8のフィードデバイスの9−9線に沿った部分断面図である。 図10は他の実施例におけるフィードデバイスの側面図である。 図11は図10のフィードデバイスの正面図である。 図12は好適な装置のフィードデバイスと張力検出デバイスの側面図である。 図13は図12の張力検出デバイスの側面図である。 図14は本装置の他の実施例における張力検出デバイスの側面図である。 図15は図13の張力検出デバイスの平面図である。 図16は図15の張力検出デバイスにおけるダンサーアームのロールの16− 16線断面図である。 図17は好適なデバイスにおける巻取デバイスの一部の概略側面図である。 図18はガラス繊維1ポンドにつき発生するたるみ( インチ)を収量(ヤード)の関数として表したグラフである。 好適な実施例の詳細な説明 マルチストランド材の束を巻き取る際の張力の変化は、束のカテナリー(ca tenary)、またはたわみを発生させる。巻取中の束における個別のストラ ンド間の張力の変化は、所定長さの束における当該ストランドの長さに差異を発 生させ、これがカテナリー発生の一因となっていることがわかっている。 本発明の方法と装置は、束や個別のストランド間の張力の変化、および巻取デ バイスによる不均一なストランドの張力を減少させ、それによって束におけるカ テナリー、およびその結果としてのパッケージ密度の変化、吐出中の縺れ、パッ ケージの崩壊またはわん状の変形、および叙上のようなパッケージング上の問題 を減少させている。 本明細書においては、「束」という語はガラス繊維ストランドなどの複数のス トランド、または素糸を指している。ここで使用する「ストランド」という語は 、複数の繊維または単繊維を指している。本発明は一般に、天然素材、人工素材 または合成素材によるテキスタイル束、ヤーンまたはその類似物の巻き取りに有 用である。こうした天然素材には非限定的な例として綿繊維が含まれ、人工繊維 にはレーヨンやグラファイト繊維などのセルロース系繊維が含まれる。合成繊維 にはポリエステル繊維、ポリエチレンまたはポリプロピレンのようなポリオレフ ィン繊維、およびナイロンのようなポリアミド繊維およ び芳香族ポリアミド繊維が含まれている。その例としてはKevlar(登録商 標)があり、イーアイ・デュポン・ド・ヌムール・カンパニー(E.I.duP ont de Nemours Co.から市販されている。 これより概してガラス繊維の巻き取りにおける本発明の使用について説明する 。ただし、本発明が叙上のいずれのテキスタイル素材の処理においても有用であ ることは当業者には理解されるであろう。 本発明における使用に適したガラス繊維には、「E−ガラス」、「621−ガ ラス」、「A−ガラス」、「C−ガラス」、「S−ガラス」、「ECR−ガラス (耐腐食性ガラス)」、およびその非フッ素および(または)ホウ素誘導体など の、繊維分解が可能なガラス合成物から調整されたものが含まれる。 一般的に、ガラス繊維の表面には形成工程のあいだにサイジング合成物で被膜 を施し、繊維間の擦過を防いでいる。典型的なサイジング合成物には構成物とし て、デンプンおよび(または)熱可塑性または熱硬化性高分子被膜形成剤および その混合物などの被膜形成剤、動物性油、植物性油、鉱物性油またはワックスな どの潤滑剤、カップリング剤、乳化剤、酸化防止剤、紫外線安定剤、着色剤、静 電気防止剤、水などが含まれている。サイジング合成物としての適切な例は、米 国特許第3,249,412号明細書に記載されている(参考として本明細書に盛 り込まれている)。 ガラス繊維は一般に、ストランドまたは素糸に収束し、巻き取って成形パッケ ージに形成する。成形パッケージは、たとえばオーブンなどの中で乾燥させ、水 分を減ら しサイジング組成物の硬化成分を硬化させることができる。複数のストランドは 平行形状に結合され、束またはロービング(roving)として形成すること ができる。束は巻取装置上に据え付けられたコレットまたは管状の支持体に巻き 付け、巻線またはロービングパッケージを形成することが可能である。 図中の類似した数字は全図面を通じて類似の要素を表している。図1は、本発 明による、繊維束12を巻線またはロービングパッケージ16に巻き取るあいだ のカテナリーを減少させるための装置(10で表される)の好適な実施例を示し ている。 図1に示されているように、好適な装置10は、第1ロービングパッケージ1 6を巻き取るための14で示される下部セクションと、第2ロービングパッケー ジ19を巻き取るための18で示される上部セクションとで構成されている。好 適な構成である装置10は、2つの独立したロービングパッケージの巻取りを同 時に行うことができる。一般的な当業者にとっては、本発明の装置10は、下部 セクション14のような1つの粗糸パッケージの巻取りを行う単一セクションか 、または必要に応じて複数の巻線パッケージの巻取りを可能する複数のセクショ ンで構成できることは理解されるであろう。 図2に示された他の装置110は、第1ロービングパッケージ116を巻き取 る下部セクション114と第2ロービングパッケージ(図示されていない)を巻 き取る上部セクション118とを含んでいる。本図では、図の明確性を図る目的 で他の装置110の上部セクション118の一部分が省略されている。この省略 はいかなる意 味においても本発明の範囲を限定するものではない。 つぎに、図1に示された装置10の好適な実施例の下部セクション14に関連 して、本発明を記述する。 装置10は複数のストランド供給パッケージ20、または形成パッケージで構 成されている。図1では、好適な装置10の下部セクション14の供給パッケー ジ20、および上部セクション18の供給パッケージ20がそれぞれ6個ずつ示 されている。図2の他の実施例では、下部セクション114の供給パッケージ1 20と上部セクション118の供給パッケージ120がそれぞれ4個示されてい る。供給パッケージの数は必要に応じてセクション当たり2個またはそれ以上に できることは当業者にとって自明である。供給パッケージ20の好適な数は1セ クション当たり約3個から約33個であり、最も好ましいのはセクション当たり 18個である。 図1および図2に示されているように、各供給パッケージ20、120の上で は、少なくとも1本の繊維ストランド22、122が巻かれている。各ストラン ド22、122は、複数のほぼ直線の繊維、たとえば、連続するガラス繊維で構 成されている。一般に各供給パッケージ20、120は円筒形状であり、内部か ら繊維ストランド22、122を引き出せるようにその中心部は空洞になってい る。供給パッケージ20、120の寸法は、直径およびそれに巻く繊維ストラン ドのタイプといった変数によって変更可能であり、一般に後続の処理、および取 り扱いの便宜を図って決定される。一般に供給パッケージ20、120の直径は 約6インチから約20インチであり、長さは約2インチから30インチである。 従来 の供給または形成パッケージ20、120の寸法は、米国特許第3,685,76 4号および同第3,998,326号明細書に記載されており、それぞれ参考とし て本明細書中に盛り込まれている。供給パッケージの側面はパッケージが作られ るにつれて、テーパ状にすることができる。 図1および図2に関して説明する。各供給パッケージ20、120は、クリー ル28、128のフレーム26、126における支持部材24、124によって 保持されている。本発明に適する従来のクリールは、ケイ・ローウェンスタイン (K.Loewenstein)著「連続性ガラス繊維の製造技術」(第2版、 1983年、p.322頁)に示されている。 さらに、本発明の装置10、110は、複数の張力デバイス30、130を含 んでいる。各張力デバイス30、130は、それぞれの供給パッケージ20、1 20に近接してクリール28、128上に設置することができる。各張力デバイ ス30、130は、それぞれの供給パッケージ20、120から引き出される繊 維ストランド22、122を受け入れ、その繊維ストランド22、122に張力 を付加する。 張力デバイス30、130のうち、少なくとも1つは、磁気ヒステリシスブレ ーキ210または磁粒ブレーキを含むことが望ましい。好適な張力デバイス30 、130はACCUTENSE(登録商標)モデル250電磁ヒステリシスブレ ーキまたはストランド張力ヘッドであり、これらはテキストロール・インコーポ レイテッド(Textrol Inc.)(ノースカロライナ州モンロー) から市販されている。 図3に関して、210で示される磁気ヒステリシスブレーキは、ハブ214上 に据え付けられたストランド係合ホイール212と軸216を含んでいる。ハブ 214はストランド係合ホイールを受け入れ、保持するためのものであり、いず れの従来の据え付けハブでもよい。ハブ214は軸216に取り付けられており 、軸216はハブ214を受け入れ、保持している。適切なハブと軸はテキスト ロール・インコーポレイテッドから入手可能である。巻取デバイスによって供給 パッケージ20、120から引き出されるにつれて、張力デバイス30、130 によって束12、112に付加される張力、または制動力は、参考として本明細 書中に盛り込まれている米国特許第3,797,775号明細書で開示されている ように、たとえば制御電磁場の束密度を変えることによって、制動的に変更可能 である。 図3〜5に示されているように、好適なストランド係合ホイール212は通常 、対向する側壁220、222を含む環状本体218で構成される。側壁220 、222は互いに180°以下、さらに好適には約90°以下の角度で置かれて いる。好適なストランド係合ホイール212に於いては、側壁220、222は 互いに約20°から50°の角度で隔たっているが、約40°から42°がさら に望ましい。側壁220、222は収束し、ストランド係合ホイール212の外 周に溝224を形成している。 図4および5に関して、側壁220、222は、複数の交互に間隔をおいて隔 たった先細りのストランド把持 用合い口226を有し、それらが内側に突出して一般に波形のストランド経路2 28を提供している。合い口226はそれぞれ間隔をおいて隔たり、ストランド 経路228を提供しているが、このストランド経路は約50%以下の非連続性で あることが望ましく、約20%以下の非連続性であればさらに望ましい。言って みれば、ストランド経路228の非連続性、合い口226を形成する物質の選択 、ストランド22に接触するストランド経路228の長さ、ストランド係合ホイ ール212の回転速度、といった多くの要素が、ストランド22が供給用パッケ ージ20から巻取デバイス38により引き出されるときにストランド22にかか る張力を決定する。 側壁220、222間へのストランド22の挿入を容易にするため、各合い口 226は、ストランド係合ホイール212の外縁227に向かって先細りにする ことができる。各合い口226は、幅230と両サイド232、234を有し、 その両サイドはストランド22の磨耗を少なくするため先細りにすることができ る。合い口226の幅230は、ホイール212の円周に渡るストランド経路2 28の約5〜10%にすることができる。合い口226の数は、一般に各側壁2 20、222当たり約18から36である。一般的な当業者であれば、合い口の 幅、間隔、数、形状は、ストランドにかかる希望の張力やストランド係合ホイー ル212の外周などといった要素によって変わることが理解されるであろう。 図5において最も良く表示されているように、各側壁220、222の合い口 226間の部分は、全体に渡ってストランド経路228へのアクセスを供給する 開口部 236を有している。側壁220、222が充分な構造上の一体性を保持してい る限り、開口部236の大きさと形状は希望通りに変更して、ストランド経路2 28からのストランドの砕片および破片、それに繊条の除去を容易にすることが 可能である。好適な実施例では、開口部236は、合い口226間の間隔をほぼ 埋めている。 好適なストランド係合ホイール212は、ポリウレタンのような弾性のあるエ ラストマー物質を使用して、たとえば成型により形成されている。また、加工の 容易さ、構造上の一体性の強化、および経済性の面から、ストランド係合ホイー ル212は、同様の素材による単一ユニット部材として形成することもまた望ま しい。ただし、ストランド係合ホイール212は、異なる素材を組み合わせて形 成するか、または独自に形成された部品を組み合わせて、たとえば別に形成され た合い口を同心環に接合するように形成することもできる。 ストランド係合ホイール212にはまた、たとえばテキストロール・インコー ポレイテッドが市販しているAールを使用することもできる。 張力デバイス30、130に供給する直流電圧を変えれば、ストランド繊維2 2に加わる張力を変えることができる。ここで図1、2を参照すると、張力デバ イス30、130にはそれぞれ、電源31、131を調整する張力デバイス制御 器32、132が接続されている。この制御器により、張力デバイス30、13 0を通じて各ストランド繊維22、122に張力が付加され、実質上同じ張力が 各ストランド繊維22、122に加わる。張力デバイス制御器32、132は、 ストランド22、1 22の損傷または絡まりを検出してオペレーター97、巻取デバイス38、また は装置10、110の他の構成要素に発信し、巻取り操作を停止させる手段を有 することが望ましい。 好適な制御器32、132は、テキストロール・インコーポレイテッドが市販 しているAccuPower可変電圧調整式電源のような従来の2段階制御器で ある。叙上の張力デバイス30、130および制御器32、132は、それぞれ 参照用として本明細書中に盛り込まれている米国特許第3,797,775号、 同第3,831,880号および同第4,413,981号各明細書において主 題とされているものである。 各ストランド繊維22、122に付加される張力は、約60〜120グラムが 望ましく、さらには約90グラムで張力変化量が5グラム以下であればなお好ま しい。ストランド束12の各ストランド22間の全張力変量は、約10グラム以 下であることが望ましい。ACCUTENSE(登録商標)Model250の 張力範囲は、約5〜250グラム(0〜60DCボルト)である。所望の張力は 、多材質性ストランドのタイプ、ストランドの径、ストランドのコーティングな どの変数に従って変動する可能性がある。 装置10、110は、実質的に等しい張力を付加されているストランド繊維2 2、122を集束し、繊維束12、112にする集束デバイスを含んでいる。集 束デバイスはフレーム26、126から離して置けば、繊維束12、112へと 纏まっていくストランド22、122の集束角度を最小にすることが可能であり 、また損傷し たストランド22、122がパッケージ16、116へと運ばれていくことを防 止できる。 図1および図6〜8における好適な実施例が示すように、集束装置は、繊維束 12を少なくとも従動フィードロール40の外部表面44の部分41とニップロ ール42の外部表面45における対応部分25とのあいだで振動させるための繊 維振動装置33を含むことが望ましい。従動フィードロール40およびニップロ ール42は、以下に説明するフィードデバイス36の中に含まれている。 つぎに図6および7について説明する。繊維振動装置33には、一対の平行で 間隔を置いた集束ガイドアイ34、35を設置することができる。ガイドアイ3 4、35は一直線上に配置し、そこを通る繊維束12が一般に供給ロール40と ニップロール42の回転軸46、48に対して垂直になるように方向づけを行う (図9参照)。ガイドアイ34、35はそれぞれ、垂直支持部材37、39の上 に取り付けてある。垂直支持部材37、39は、水平支持部材またはプレート4 7によって接続されている。垂直支持部材37、39および水平支持部材47は 、ステンレス鋼、炭素鋼、またはアルミニウムといった硬性材料を使用して形成 可能であり、できれば一体式となっている方がよい。 ガイドアイ34、35の距離は約5〜15cmが望ましく、約3インチ(7. 62cm)であればなお良い。ただし先にも述べたように、この距離は、たとえ ばストランドの径や数といった因子によって変わる可能性がある。フィードデバ イス36に最も近い位置にあるガイド アイ34は、可能な限りフィードデバイス36に近づけて配置し、フィードデバ イス36に進入する前に個々のストランドがばらけるのを防止することが望まし い。 ガイドアイ34、35の中にはそれぞれ開口49、50があり、複数のストラ ンド22がそこを通って繊維束12へと集束していく。開口49、50はそれぞ れ、ストランドの磨耗を減らすために円形とすることが望ましく、直径は約3〜 7mmとすることが可能である。 図6および7が示すように、水平支持部材47は従来の従動スライダ機構に接 続し、概して供給ロール40およびニップロール42の回転軸46、48に垂直 な並進運動を行う。スライダ機構として適切なものは、SIMPLICITYの 商標でパシフィック・ベアリング・カンパニー(Pacific Bearin g Co.)(イリノイ州ロックフィールド)から市販されているリニアスライ ダである。好適なスライダ機構21は、ネジやロックワッシャーのような従来型 の接続手段によって水平支持部材47に接続された支持プレート17を含んでい る。図6および7において斜視図で示されているように、支持プレート17の下 面57は、2対の一般に平行な支持ブラケットまたは枕状ブロック部材59を含 んでいる。各枕状ブロック部材59は、それぞれ線形ベアリング67を有し、ガ イドレール63をスライド式に受ける溝61を含んでいる。支持プレート17は 、ボールねじ65と枕状ブロック部材59によって支持されている。好適なスラ イダ機構21は、SIMPLICITY(登録商標)の線形スライド、型式番号 No.2RPS−10−012として市販されている。 ボールねじ65は、モーター69によってカップリング23を通って回転し、 プレート17を動かす。ボールねじ65の回転方向は、部材64が検知デバイス または近接スイッチ71、73(図8参照)に接触した時点で反転する。 カップリング23としては、ティービー・ウッズ・サンズ・カンパニー(T. B.Wood’s Sons Co.)(ペンシルバニア州チャンバーズバーグ )が市販しているSure−FlexのJ型カップリングが適当である。モータ ー69としては、スーペリアー・エレクトリック(Superior Elec tric)(コネチカット州ブリストン)が市販しているSLO−SYN同期用 72rpm、120V(交流:AC)単相可逆モーターが好適であるが、従来の 可逆モーターを使用することも可能である。 図2に示した他の実施例では、集束デバイスに集束用ガイドアイ134を、さ らに好適には直径約3/16インチのほぼ円形である開口135を有するガイド アイ134を含ませることができる。先に説明した繊維振動装置33は、図2の この他の実施例においても使用可能であることは周知のとおりである。また、繊 維束12を供給ロール40およびニップロール42の外面44、45に渡って振 動させることのできるものであれば、従来の繊維振動装置を本発明に使用可能で ある。 図8が示すように、ストランド繊維22を繊維束12に集束する集束用または 繊維振動用装置33は、装置10のフィードデバイス36にできるだけ近づけて 配置し、繊維束の一体性を維持させることが望ましい。 図1及び2に示されるように、装置10、110はさらに、繊維束を既定速度 で巻取デバイス38、138へと進行させるためのフィードデバイス36を含ん でいる。 つぎに図8〜11について言及する。フィードデバイス36、136は、繊維 束12、112を進行させるための従動フィードロール40、140と、繊維束 12、112に従動フィードロール40、140の外面44、144に対してほ ぼ垂直方向の圧力を付加するための協動式ニップロール42、142を含んでい る。フィードデバイス36、136は、繊維束12、112を同フィードデバイ ス36、136の供給ロール40、140またはニップロール42、142の回 りにさほど巻き上げることなく先へ進ませる。 フィードロール40、140およびニップロール42、142はフィードデバ イス支持部29、129の上に設置されており、ロール40、140および42 、142は繊維束12、112の進行方向に対してほぼ平行の方向に自由に回転 することができる。フィードデバイス支持体29、129は、進行してくる繊維 束12、112と供給およびニップロール40、140および42、142間の 接触域との間の角度が最小となるように配置することが望ましい。図9および1 1が示すように、フィードロール40、140の回転軸46、146とニップロ ール42、142の回転軸48、148は、概して平行であり共面上にある。 好適な実施例においては、フィードロール40はフィードドライブデバイス8 0および従来のモーター52によって駆動軸50を通じて駆動される。フィード ドライ ブデバイス80は、発電制動付きの回生直流電流(DC)駆動または交流電流( AC)駆動であることが望ましい。フィードドライブデバイス80は、設定速度 からの正負両偏差を修正することができる。したがってフィードドライブデバイ スはジェネレータとして機能し、制動トルクを供給する。このような装置80は また、他の実施例において使用可能である。 有効な再生DC駆動装置の例は、ウォーナー・コントロール・テクニクス(W arner Control Techniques)(サウスカロライナ州ラ ンカスター)から市販されているSECO(登録商標)Quadraline7 000DCドライブである。SECO(登録商標)Quadraline700 0DCドライブは、1/4馬力(HP)から5HPの分巻または磁石DCモータ ーを作動させることのできる、全波再生DC駆動装置である。Quadrali ne7000DCドライブとしては、230VAC、1/2−2HP、全荷重下 で1750rpmの能力があり、180ボルトの電機子を有するQ7002ドラ イブが好適である。 図2が示す他の実施例では、供給ロール140の駆動軸150は変速DCモー ター152によって駆動される。同モーター152としては、全荷重下で172 5rpmの能力を有する1/2HP90ボルトのDCモーターが好適である。モ ーターの速度は送り装置制御器154(図2参照)によって制御される。つぎは 、この制御器の機能について詳細に説明する。 たとえば、14本のストランドを有する繊維束12、112のばあい、約90 0rpmの供給ロール速度と約 1100フィート/分の繊維束速度とのあいだには相関関係がある。通常、フィ ードデバイス36、136が繊維束を進行させる速度は約800〜1200フィ ート/分である。30本以上のストランドからなる大型の繊維束の場合、巻取デ バイス38、張力デバイス30、130、およびニップロール圧力によって供給 される繊維束12、112内の張力は、一般に、フィードロール40、140か らの追加的な加速を行うまでもなく、繊維束12、112の張力を希望通りに維 持するに足るものである。 他の実施例では、束の中のファイバー・ストランドの数が30以下であるばあ いには、フィードデバイス136によってファイバー束112に供給される張力 は、ほぼ1.8ポンドまでである。束の中のファイバー・ストランドの数が、3 0、あるいは、それ以上のばあいは、フィードデバイス136によってファイバ ー束112に供給される張力は、ニップ・ロールの圧力がほぼ60psiであれ ば、ほぼ2.7ポンドである。たとえば、ロービング・パッケージ16、116 の直径が増大するにつれて、ワインダの速度の変化に応じて、(好ましい実施例 のばあいの)フィードドライブデバイス80、または、(代替実施例のばあいの )フィードデバイス制御器ラ154によって、フィードロール40、140の速 度を変えることができる。 好ましい実施例のフィードデバイスコントローラ54は、好ましくは、フィー ドデバイス36の駆動装置80およびモータ52を起動、及び停止することがで きる従来のプログラマブル・ロジック・コントローラとする。 図2の他の実施例の好ましいフィードデバイスコントローラ154は、アナログ 出力モジュール1746−NO4Vを備えたAllen Bradley SL C−500といったアナログ・プログラマブル・ロジック.コントローラであり 、これは、ウィスコンシン州ミルウォーキーのアレン・ブラッドリー(Alle n Bradley)から購入できる。アナログ出力モジュールは、0〜10ボ ルトの範囲の信号155をモータ・コントローラ153に供給して、SLC−5 00のプログラムの要件に従って、モータ152の速度を調整する。本発明で使 用するために適したアナログ・コントローラの別の実例は、本公開に関するこの 方法の通常の技能を有する者には明白である。 束12、112がニップ・ロール42、142からの圧力を受けるばあい、フ ィードロール40、140の外部表面44、144は、非滑り摩擦駆動装置とな る。たとえば、フィードロール40、140の外部表面44、144、ならびに 、ニップ・ロール42、142の外部表面に、ウレタン化合物といった非摩耗性 摩擦材料を被覆して、そうした特性を与えることができる。 ニップ・ロール42、142の外部表面は、フィードロール40、140の外 部表面と接触するように片寄らされているので、そのあいだを通る束12、11 2の一部に圧力を掛けて、ストランドが滑るのを防止している。 ニップ・ロール42、142は、ニップ・ロール加圧装置、望ましくは、フィ ードデバイス36、136に取り付けられたピストンおよびシリンダー配置56 、15 6に取り付けられている。ピストンの運動は、シリンダー内の空気、あるいは、 油といった液体の変化によって調整される。望ましくは、図9および11に示し たように、ニップ・ロール42のシャフト43のそれぞれの末端は、2.50イ ンチのボアおよび1.00インチのストロークをもつ単一のピストンおよびシリ ンダー配置56、あるいは、空圧シリンダーに接続されたヨークに取り付けられ ており、そうしたシリンダーは、モデルNo.501−DXPとして、イリノイ 州ビンバのモネル(Monel)から購入できる。図10および11に示した他 の実施例では、ニップ・ロール142のシャフト143のそれぞれの末端は、2 つのピストンおよびシリンダー配置156に取り付けられており、各々は、1. 5インチの直径および2インチのストロークをもつ空気シリンダーである。 一般的に、ニップ・ロール42、242によって束12、112に加えられる 圧力は、ほぼ10〜60psiである。たとえば、3本のK−17.3ストラン ドで構成される束のばあい、ニップ・ロール42、142によって加えられる圧 力は、ほぼ10〜20psiであろう。8本のK−17.3ストランド束のばあ い、圧力は、ほぼ30psiであり、31のストランド束のばあい、圧力は、ほ ぼ60psiであろう。いくつか挙げれば、ストランドの直径、ストランドのコ ーティング、および束の中のストランドの数といった変数に基づいて、ニップ・ ロール42、142によって加えられる圧力は、変化することがある。 図8および9に示したように、フィードデバイス36 は、さらに(模型で示した)固定フレームを形成することができる。固定フレー ム13は、1つ、あるいは、それ以上のガイド・レール部材15およびバイアス 部材75を有している。好ましいバイアス部材75は、予め定められたスプリン グ定数を有する圧縮スプリング77で構成される。たとえば、高炭素鋼およびス テンレス鋼といった材料からスプリング77を形成することができる。スプリン グ定数は、インチ当たりほぼ3〜15ポンドとすることができ、いくつか挙げれ ば、巻くべき束の中のストランドのタイプと数、および、その結果として生じる ロービング・パッケージの所望の張力といった要因に依存する。 好ましい圧縮スプリング77は、0.975インチの外径、4インチの未圧縮 長さ、インチ当たり6.2ポンドのスプリング定数を有しており、サウス カロ ライナ州、テイラーのダイアモンド・ワイヤ・カンパニー(Diamond W ire Co.)から購入することができる。当業者は、当業者に知られた、叙 上のものに類似したピストンおよびシリンダー配置といった適切なバイアス部材 を、バイアス部材として使用することができる、ということを理解するだろう。 本発明の利点は、異なる抵抗を有するバイアス部材を簡単に交換して、異なる張 力許容差の様々なパッケージを連続的に巻くことができる、ということである。 スプリング77の最初の末端79は、固定フレーム13に接続されている。図 8に示したように、スプリング77の第2の末端81は、フィードデバイス支持 体29のフィードデバイス支持往復台83が接続されており、 その上に、駆動フィードロール40、ニップ・ロール42、およびニップ・ロー ル加圧装置56が取り付けられている。フィードデバイス支持往復台83は、一 般平行サポート・ブラケットの2つの対、あるいは、ピロー・ブロック・アセン ブリ99に接続されている。それぞれのピロー・ブロック・アセンブリ99は、 ベアリングを有しており、対応するガイド・レール部材15を摺動自在に受け入 れる溝が含まれており、それに摺動自在に取り付けられている。 図8を参照すると、フィードデバイス支持キャリッジ83は、想像線で示され た第1の位置87と第2の位置89とのあいだのガイドレール部材15の長さ方 向87に沿って移動自在である(図中では明確にするため、フィードロール40 、ニップロール42および繊維振動デバイス33のみが図8に示されている)。 この運動は、束12の運動方向にほぼ平行である。繊維束12の張力が第1の所 定の値を超えるとき、フィードデバイス支持キャリッジ83は第1の位置87に 動き、圧縮ばね77を圧縮させる繊維束12がこの所定の値より低いとき、フィ ードデバイス支持キャリッジは第2の位置89まで動き、ばね77を非圧縮また は延ばされた状態に戻される。 繊維束12における張力の第1の所定の値が巻き取られたパッケージ16を生 成するための巻き取りのあいだ繊維束12に与えられるべき張力である。この値 は束12におけるストランド22の数および種別(type)、束における長さ 方向のカテナリーまたはたるみにおける容認しうる量、張力デバイスによりそれ ぞれのストラン ドに与えられる張力束の速度および僅かではあるがストランドのサイジング(s izing)またはバインダーの粘着性などの要因に基づき定形的な実験により 一般的には決定される。たとえば、31ストランドまたはK−17.3繊維の素 糸からなる束のばあい、第1の所定の張力値は約3〜10ポンドであり、好まし くは約3〜8.5ポンドであり、さらに好ましくは約4〜6ポンドである。4ス トランドまたはK−17.3繊維からなる束のばあい、第1の所定の張力値は約 0.3〜2ポンドであり、好ましくは約0.5〜1.5ポンドである。 図8に示されているとおり、束12における張力は、簡易なインディケータま たはポインター100によって表示されるのが好ましい。当該インディケータま たはポインターは束12の張力を表示するために適切なスケール105に対して 目盛が付けられている。かかるスケール105の調整は、本件の開示に照らして 当業者の知識の範囲内である定形的な実験で決定される。 また図8に示されているように束12における張力は、フィードデバイス支持 キャリッジによって表示されうる。当該キャリッジは、(1)繊維束12の張力 が、叙上の第1の所定の値よりも大きい第2の所定の値を超えるとき、第1の検 出デバイスまたは第1のリミットスイッチ91と接触し、(2)繊維束12の張 力が叙上の第1の所定の値よりも小さい第3の所定の値未満であるとき、第2の 検出デバイスまたは第2のリミットスイッチ93と接触する。 繊維束の張力が第2の所定の値を超えるとき、第1の検出デバイスまたはリミ ットスイッチは少なくとも1人 ののオペレータ97または巻取デバイス97に信号を送ることができ、巻取デバ イス38の動作をを解除する。 繊維束12の張力が第2の所定の値よりも小さいとき、第2の検出デバイスま たはリミットスイッチ93は少なくとも1人のオペレータ97と巻取デバイス3 8に信号を送りデバイス38の動作を解除する。 繊維束12の張力の第2および第3の所定の値に特定の巻き取られたパッケー ジ16が調整されるためのそれぞれ所望の最小および最大張力値であり、もしパ ッケージ内の繊維束の張力が高すぎると、ストランドの引き出しは不都合な影響 を受ける。パッケージの中のファイバー束の張力が低すぎるばあいは、パッケー ジが柔らかくなり、その完全性を失い、取り扱いと輸送中に損傷を受け易くなる 。一般的に、こうした値は、第1の予め定められた値を決定するために上記で挙 げられたような要因によって決定される。たとえば、31本のストランド、ある いは、K−17.3ファイバーの末端で構成される束のばあい、予め定められた 第2の張力値は、ほぼ5〜9ポンドであり、予め定められた第3の張力値は、ほ ぼ15ポンドである。 4本のストランド、あるいは、K−17.3ファイバーの末端で構成される束 の場合、予め定められた第2の張力値は、ほぼ1〜1.5ポンドであり、予め定 められた第3の張力値は、ほぼ3ポンドである。 信号95、101をオペレータ97に聴覚的、あるいは、視覚的に伝達するこ とができる。たとえば、ブザー、あるいは、(示していない)ベルを鳴らして、 巻取パッケージ16の張力が容認できないほど高いか、あるいは、 低いということ、すなわち、仕様外であるということをオペレータ97に警告す ることができる。 図12〜14に最良に示されているように、装置10、110は、束12、1 12の張力を決定するために、フィードデバイス36と巻取デバイス38とのあ いだに配置された張力検出デバイスで構成される。所望するばあいは、張力検出 装置は、巻取デバイスに取り付けることができる。 図1、12、および13の好ましい実施例では、張力検出デバイスが、信号1 07を巻取デバイス38に供給して、パッケージ集束、あるいは、巻取デバイス 38のコレット72の回転速度を調整する。張力検出デバイスは、束12の張力 が所望の値よりも低いということを検知すると、張力検出デバイスは、巻取デバ イス38に信号を送出して、巻取デバイス38の速度を減少させる。同様に、張 力検出デバイスが、束12の張力が所望の値よりも大きいことを検知すると、張 力検出デバイスは、信号を巻取デバイス38に送出して、巻取デバイス38の速 度を増大させる。 図2および14に示した他の実施例では、張力検出デバイスは、信号109を フィードデバイス制御器154に供給する。図1に示した実施例には、信号をフ ィードデバイス制御器に信号を供給する張力検出装置を設けることも含めること ができる。張力検出装置が、束112の張力が所望の値よりも低いことを検知す ると、張力検出デバイスは、フィードデバイス制御器154に信号を送出して、 フィードロール140の速度を増大させる。 また、張力検出デバイスは、巻取プロセス中にロービ ング・パッケージ16、116を横切る巻取デバイス38、138によって生じ た束の張力の僅かな変動を最小にする。ダンサー・アーム60と送りロール40 およびニップ・ロール42の接触領域との間の角度を最小にすることが好ましい 。 図1、12、および13に示した好ましい実施例では、張力検知デバイスは、 その上に取り付けられたダンサー・アーム・アセンブリ58を有するハウジング 59で構成されている。ダンサー・アーム・アセンブリ58は、可動、あるいは 、回転可能ダンサー・アーム60、および抵抗検出デバイス、あるいは、(図1 5に示した)ポテンショメータ62で構成される。抵抗検出デバイスは、異なる 抵抗値を検知することができる従来の装置であっても良い。 ダンサー・アーム60は、第1の位置111と第2の位置113とのあいだで 旋回自在である。束12の張力が予め定められた値よりも低いばあいは、ダンサ ー・アーム60が第1の位置111まで回転して、ポテンショメータ62が、第 1の位置111のダンサー・アーム60の抵抗を検知して、信号107を張力検 出デバイスと巻き取り装置38に送出し、巻取デバイス38がファイバーの束1 2を前進させる速度を減少させる。束12の張力が予め定められた第2の値を超 過すると、ダンサー・アーム60が第2の位置113まで回転して、信号107 を張力検出デバイスと巻取デバイス38に送出し、巻取デバイス38がファイバ ーの束12を前進させる速度を増大させる。所望の張力値は、いくつか挙げれば 、ロービング・パッケージ16の所望の密度、束12の中 のストランド22の数といった要因に依存しており、たとえば、定期的検査によ って、本件に関するこの方法の通常の技能の一つによって、決定することができ る。 他の実施例では、張力検出デバイスは、図14に示した、その上に取り付けら れたダンサー・アーム・アセンブリ158を有するハウジング159で構成され ている。ダンサー・アーム・アセンブリ158は、可動、あるいは、回転可能ダ ンサー・アーム160、第1の検出デバイス、あるいは、リミット・スイッチ1 62、および第2の検出デバイス、あるいは、リミット・スイッチ164で構成 される。第1のリミット・スイッチ162および第2のリミット・スイッチ16 4は、望ましくは、従来の電磁、あるいは、接近スイッチである。 (1)束112の張力が予め定められた値よりも低いばあい、ダンサー・アー ム160が第1のリミット・スイッチ162と接触し、張力検出デバイスが信号 109をフィードデバイス制御器154に送出して、フィードデバイス136が 、ファイバー束112を前進させる速度を減少させ、(2)束112の張力が予 め定められた第2の値を超過するばあいに、ダンサー・アーム160が、第2の リミット・スイッチ164と接触し、張力検出デバイスが信号109をフィード デバイス制御器154に送出して、フィードデバイス136がファイバー束11 2を前進させる速度を増大させるように、ダンサー・アーム160は、(点線の 輪郭で示した)リミット・スイッチ162と接触した第1の位置と、第2のリミ ット・スイッチ164と接触した第2の位置とのあいだで可動である。 図15および16に示したように、ダンサー・アーム60、166には、ロー ル、あるいは、スピンドル66、好ましくは、その回りに束12、112が接触 し、束12、112が巻取デバイス38、138に向かって前進するにつれて、 その軸の回りに自由に回転する、ボールベアリングを有するスピンドルを含める ことができる。 ダンサー・アーム60、160は、束12、112の張力に対して、予め定め られた抵抗を与えるために、バイアス部材に取り付けることができる。抵抗の所 望の大きさは、いくつか挙げれば、巻取パッケージの束の所望の張力、束の中の ストランドの数、巻取速度、及びストランドの直径といった要因に基づいて選択 し、本件に関するこの方法の通常の技能の一つによって、定期的検査により、容 易に決定することができる。本件に関するこの方法の通常の技能を有する人物に 知られた適切なバイアス部材を、ダンサー・アーム・アセンブリに使用すること ができる。本発明の利点は、異なる抵抗を有するバイアス部材を容易に交換して 、異なる張力の様々なパッケージの連続巻き取りを可能にできる、ということで ある。 図13に示したように、バイアス部材は、予め定められた圧縮定数を有する圧 縮スプリング68で構成することができる。たとえば、炭素鋼およびステンレス 鋼から、スプリング68を形成することができる。スプリング定数は、インチ当 たりほぼ3〜15ポンドとすることができ、幾つか挙げれば、巻き取ろうとする 束の中のストランドのタイプ及び数、およびその結果としてえられるロービング ・パッケージの所望の張力といった要因に依存 する。ストランドが多くなると、スプリング定数も高くなる。たとえば、4つの 末端を有する束からパッケージを形成するためのスプリング定数は、インチ当た りほぼ4ポンドであり、31の末端を有する束からパッケージを形成するための スプリング定数は、インチ当たりほぼ15ポンドである。好ましい圧縮スプリン グ68は、0.975インチの外径、4インチの未圧縮長さ、およびインチ当た り6.2ポンドのスプリング定数を有しており、ダイアモンド・ワイヤー・スプ リング・コーポレーションから購入することができる。 代わりに、図14に示されるように、押圧部材は空気式シリンダー168でよ く、そのシリンダーには、オイルまたは好ましくは空気のような流体を供給して 、ダンサーアーム160を、巻き取り用の束112における所要の張力に対応す るスイッチ162と164間の位置へ押圧できる。好ましい空気式シリンダー1 68は、直径が3/4インチであり、また行程は1インチである。シリンダー1 68の空気圧は、好ましくは約20インチへ調節される。ただしこの圧力値は、 束12内に維持される所要の張力に応じて変わることがある。 少量の空気が、空気式シリンダー168と圧力調節器との間に保持され、ダン サーアーム160が上下に移動するときに生じることがある圧力変動を減衰する 。所要の圧力が一旦設定されると、ダンサーアーム160は、最小の圧力変動( 約1psi未満)で、束112内の圧力変化に応答してスイッチ162と164 との間を自由に移動するので、ロービングパッケージ116構成のために、ほと んど一定の束張力を送り出す。 フィードデバイス制御器54、154は、張力検出デバイスからの信号を受信 し、張力検出デバイスからの信号に応答してフィードデバイス36、136の速 度を調節する。図14に示される別の実施例において張力検出デバイスは、ダン サーアーム160が第1のスイッチ162または第2のスイッチ164のいずれ かと接触すると信号を、フィードデバイス制御器154へ送る。 ここで図1および2を参照すると、装置10、110も、繊維束12を前進さ せ張力を繊維束12へ加える巻取デバイス38、138から構成される。巻取デ バイス38、138は、回転自在のパッケージ用巻取器、すなわちコレット(c ollet)72、172から構成され、そのコレットの回りに、繊維束12、 112が巻かれてロービングパッケージ16、116を形成する。任意の選択と してロービングパッケージは、コレット72、172上へ着脱可能に入れ子式に 嵌められるチューブ76、176上に巻くことができる。巻取デバイス38、1 38は、ケイ・ローウェンスタイン(K. Loewenstein)著の連続 ガラス繊維の製造技術(第2版、1983年)の頁317〜323で検討される ような、標準ロービングパッケージを巻く任意の従来のワインダーでよい。 好ましくは巻取デバイス38、138は、巻いているあいだにロービングパッ ケージ16、116の直径が増加するにつれてワインダートラバースから離れて 回動するコレットサポート74、174から構成される。コレット72、172 は、可変速度モーター(図示せず)により回転される。ロービングパッケージ1 6、116の 直径が増加するにつれて、束の線形速度は、回転計(図示せず)を使用してロー ル(図示せず)により測定され、その回転計は、可変速度モーターへ信号を送り 、巻いている間に束12の本質的に一定の線形速度を維持するようにモーター速 度を調整する。好ましい巻取デバイス38、138は、ノースカロライナ州バー リントンにあるジョン・ブラウン・テキスタイル・マシナリーから市販されてい るLEESONAR(登録商標)868ワインダーである。 巻取デバイス38、138は、巻いているあいだ、トラバース76、176を ロービングパッケージ16、116を通して前後に動かしているあいだに束12 、112を配向するガイドアイ70、170からも構成される。全てのストラン ド22、122が、巻いているあいだに同一の配向のままであるならば、ロービ ングパッケージ16、116の内側に最も近いストランド22、122は、パッ ケージ16、116の外側にあるものよりも短い。1/4インチの円形開口部を 有するガイドアイ70、170およびコレット72、172の回転軸に平行かつ フラットな束は、この問題を最小限にする。ガイドアイ70、170がロービン グパッケージ16、116の表面を通して前後に動くにつれて、フラットな束1 2、112の後端は、ロービングパッケージ16、116の内側に向けて位置決 めされる。 繊維束を巻いているあいだのたるみを減少する、本発明の方法を、ここで一般 に説明する。 図1および2を参照すると、この方法は、複数の繊維ストランド22、122 のそれぞれにほぼ均一の張力を 加える最初の段階から一般に構成される。張力は、対応する張力デバイス30、 130によりストランド22、122のそれぞれに加えられる。約60から約1 20グラムまでの張力が、繊維ストランド22、122のそれぞれに加えられる 。張力デバイス30、130によりストランド22、122のそれぞれに加えら れる張力は、張力デバイス制御器32、132によりほぼ同一の値に維持される 。 この方法は、複数の繊維ストランド22、122を集めて、一般に平行の繊維 ストランド22、122の束12、112を形成する次の段階からさらに構成さ れる。図1に示される好ましい実施例において複数の繊維ストランド22は、1 対のガイドアイ34、35により束12に集められ、送りロール40およびニッ プロール42の外部係合表面を通して繊維振動装置33により振られる。図2に 示される他の実施例においてストランド122は、フィードデバイス136への 入口に隣接して位置決めされるガイドアイ134により集められる。 この方法は、繊維束12、112を、巻取デバイス38、138に向けて所定 の速度で進める段階からさらに構成される。繊維束12、112は、フィードロ ール40、140により進められ、また好ましくは繊維束をフィードデバイス4 0、140またはニップロール42、142の回りに巻き付けることなく、圧力 が、フィードデバイス36、136により繊維束12、112へ加えられる。好 ましい実施例においてフィードデバイス支持キャリッジ83は、張力の変動に応 答して、束走行経路に一般に平行な方向に第1の位置と第2の位置とのあい だで移動可能である。束12の張力が所定の許容値未満またはそれを超えるばあ い、巻き取りを停止するために、オペレータ97または巻取デバイス38へ信号 を送ることができる。 この方法は、繊維束12、112の張力を測定する次の段階からさらに構成さ れる。好ましい実施例において繊維束12の張力は、張力検出デバイスにより測 定され、その装置は信号を巻取デバイス38へ送る。他の実施例において繊維束 112の張力は、張力検出デバイスにより測定され、その装置は信号を、フィー ドデバイス制御器154へ送る。繊維束12、112は、ダンサーアームアセン ブリ58、158のロールまたはスピンドル66、166と接触する。好ましい 実施例において、束12の張力が変化すると、ダンサーアームアセンブリ58の 抵抗が変化する。この抵抗の変化は、ポテンショメーター62により測定され、 そのメーターは、巻取デバイス38へ信号を送り、巻取デバイス38の速度を調 整する。他の実施例において、繊維束112の張力が所定値未満であるならば、 ダンサーアーム160は、第1のリミットスイッチ162と接触する。繊維束1 12の張力が第2の所定値より大きいならば、ダンサーアーム160は、第2の リミットスイッチ164と接触する。ダンサーアーム160が第1のリミットス イッチ162または第2のリミットスイッチ164と接触すると、フィードデバ イス制御器154へ信号が送られる。 この方法は、(1)束の測定された張力が所定値を超えると、繊維束12、1 12の前進速度が増加されるか、または(2)繊維束12、112の測定された 張力が第 2の所定値未満であると、繊維束12、112の前進速度が減少されるように、 繊維束12、112が進む速度を調整することにより、繊維束12、112の張 力を調整する段階から構成される。 好ましい実施例において、束の張力が低すぎるばあい、または高すぎるばあい に、それぞれワインダーモーター(図示せず)の速度を増減して、巻取デバイス 38の速度を増減するように、ポテンショメーター62から巻取デバイス38へ 信号が送られる。 他の実施例において、(1)ダンサーアーム160が第1のリミットスイッチ 162と接触すると、張力検出デバイスは信号を、フィードデバイス制御器15 4へ送り、フィードデバイス136が繊維束112を前進させる速度を減少させ (すなわちモーター152の速度を減少させ)、および(2)ダンサーアーム1 60が第2のリミットスイッチ164と接触すると、張力検出デバイスは信号を 、フィードデバイス制御器154へ送り、フィードデバイス136が繊維束11 2を前進させる速度を増加させる(すなわちモーター152の速度を増加させる )。 この方法は、巻取デバイス38、138の回転自在のパッケージ用巻き取り器 72、172上に繊維束12、112を巻き取り、ロービングパッケージ16、 116を形成する段階からさらに構成される。 本発明の方法は、ロービングパッケージを作成する用途に限定されないが、複 数の材料のストランドが束に集められ、パッケージに巻かれる任意のプロセスに も有用である。 本発明の方法を実施する装置10、110の操作をここで説明する。しかしな がらここで図示され、かつ説明されるもの以外の他の装置は、必要ならば、本発 明の方法を実施するのに使用できるであろう。 操作の初期シーケンスにおいて、供給パッケージ20、120はクリール28 、128に位置決めされ、また各ストランド22、122は、対応する張力デバ イス30、130を通して糸通しされる。好ましい実施例においてストランド2 2は、集められ、ガイドアイ34、35を通して糸通しされ、束12を形成する 。他の実施例においてストランド122は、集められ、ガイドアイ134を通し て糸通しされ、束112を形成する。 束12、112は、送りロール40、140とニップロール42、142との あいだを通過し、ダンサーアーム60、160のロール66、166の回りを通 り、ついで巻取デバイス70、170を通して送られる。好ましい実施例におい てフィードデバイス支持サポートキャリッジは、所要の束張力で、それ自体を中 立位置へ押圧するように調整される。ダンサーアーム60も、所要の束張力で、 中立位置へ押圧される。他の実施例においてダンサーアーム160は、所要の束 張力で、第1のスイッチ162と第2のスイッチ164とのあいだの中立位置へ アーム160を中立位置へ押圧するように調整される。 つぎに、張力デバイス制御器32、132は、張力デバイス30、130のそ れぞれへ所定の電圧を印加するように起動される。巻取デバイス38、138が 起動され、またニップロール42、142は、所定の圧力で送 りロール40と接触される。再生DCモーター80またはフィードデバイス制御 器154は、所定の電圧をモーター52、152へ供給するように起動され、送 りロール40、140の回転、および繊維束12、112の前進を開始する。 好ましい実施例において、束12の張力が許容張力値の所要範囲より上または 下である信号を受信すると、オペレータ97は、指針または指示針100が所要 目盛り105の外側に位置決めされるのを観察できるか、または信号をオペレー タ97または巻取デバイス38へ送り、巻き取りを停止できる。 張力検出デバイスも、束12、112の張力を監視する。好ましい実施例にお いて、束12が減少した張力を受けていることを示す、ダンサーアーム60の抵 抗が所定値未満であるという信号を受信すると、張力検出デバイスは、巻取デバ イス38へ信号を送り、巻取デバイス38の速度を増加するので、繊維束12の 前進の進度を増加する。 他の実施例において、束112が減少した張力を受けていることを示す、ダン サーアーム160が第1のスイッチ162と接触しているという信号を受信する と、張力検出デバイスは、フィードデバイス制御器154へ信号を送り、モータ ー152の速度を減少するので、フィードロール140の回転速度および繊維束 112の前進の進度を減少する。束112が所要値よりも大きい張力を受けてい ることを示す、ダンサーアーム160が第2のスイッチ164と接触していると いう信号を受信すると、張力検出デバイスは、フィードデバイス制御器15 4へ信号を送り、モーター152の速度を増加するので、フィードロール140 の回転速度および繊維束112の前進の進度を増加する。 張力検出デバイスは、巻取プロセスを通して繊維束12、112の張力を連続 的に監視し、また巻取デバイス38またはフィードデバイス制御器154へ信号 を送り、必要に応じて、繊維束12、112がワンダーまで進む進度を増減する 。ロービングパッケージ16、116が完了すると、巻取デバイス38、138 またはオペレータは、フィードデバイス制御器54、154および張力デバイス 制御器32、132へ信号を送り、電圧をフィードロール42、142および張 力デバイス30、130へ印加するのを停止して、巻取操作りを停止する。 叙上の説明から、本発明は、束の張力変動、個別のストランド間の張力変動、 およびワインダーによるスランドの不均一な引っ張りを減少することにより、繊 維束の巻取中のたるみを減少する方法および装置から構成されることが分かる。 本発明の方法および機器により、15本未満の繊維ストランドを有する繊維束の 静的たるみを、従来の巻取デバイスおよびプロセスを使用して巻き取られれる5 0フィートの束長さにおいて約6インチから約12インチの一般的なカテナリー と比較して、50フィートの束長さにおいて約1.5インチ未満まで減少できる 。本発明の方法および機器は、パッケージ密度の変動、引出中のもつれ、パッケ ージ圧潰および入れ子状挿入を減少する。 本発明の方法および装置を、ここで下記の特定の、非限定例により図示する。 実施例1 各試料供給パッケージにはK−17.3ガラス繊維ストランドを巻き取った。 試料A、C、DおよびEの各ガラス繊維ストランドには米国特許第3,249, 412号明細書にしたがって製造したサイジング組成物でコートした。試料Aの ガラス繊維ストランドは、米国ペンシルベニア州ピッツバーグ所在のピーピージ ー インダストリーズ インコーポレーテッド(PPG Industries ,Inc.)が市販している製品番号1062のロービングである。試料C−E のガラス繊維ストランドは、やはりピーピージー インダストリーズ インコー ポレーテッドが市販している製品番号1064のロービングである。 試料Bのガラス繊維ストランドはピーピージー インダストリーズ インコー ポレーテッドが市販している製品番号712のロービングである。これらのスト ランドは、エポキシエマルションと変性エポキシエマルション、乳化剤、シラン カップリング剤、潤滑剤およびデンプンを含有するサイジング組成物でコートし た。 各ロービングパッケージは、対照の各ロービングパッケージをQALTEX( 商品名)クリールテンション装置、標準の平行セラミック摩擦ヌイプランショニ ングバーおよびLEESONA(商品名)868巻取器を用いて製造したことを 除いて、叙上の本発明の装置を使って製造した。本発明にしたがって製造したロ ービングパッケージのばあい、ACCUTENSE(登録商標)張力装置によっ て各ストランドに与えた張力は90gであった。繊維束の線層度は約1100/ minであっ た。 試料AとEのロービングパッケージ1〜6とそれぞれの試料の対照パッケージ については、3個づつの供給パッケージをクリールC、これらパッケージからの ストランドを集束してロービングを作製した。ロービングパッケージ1〜6に対 するニップロール圧力は20psiであった。 試料(B)のロービングパッケージと対照パッケージについては、8個づつの 供給パッケージを用いてそのストランドを繊維束用に供給した。本発明にしたが って製造したロービングパッケージに対するニップロール圧は25psiであっ た。 試料Cのロービングパッケージと対照パッケージについては、14個づつの供 給パッケージを用いてそのストランドと繊維束用に供給した。ロービングパッケ ージ1〜6に対するニップロール圧力は40psiであった。 試料Dのばあいは、4個づつの供給パッケージを用いて繊維束用にストランド を供給した。試料Dとして本発明にしたがて製造したロービングパッケージに対 するニップロール圧力は20psiであった。 各ロービングパッケージについて静的カテナリー(static caten ary)試験を実施して、50フィート長の繊維束のカテナリーの大きさを測定 した。各パッケージの無作為に選択した部分から3個の50フィート長の試料を 評価した。 各試料と引張ってピンと張りついで試料の一方の支持末端からおもりをつり下 げた。31エンドの試料のばあいは、その支持末端に2.5ポンドのおもりを取 り付け た。16未満のエンドの試料のばあい当該支持末端に1ポンドのおもりを取り付 けた。つぎにこれらストランドを、50フィート長の試料の中央部に手作業で一 本づつほぐした。繊維束の中央部におけるたるみの大きさを測定した。表1に記 載の静的カテナリー値は各パッケージの3個づつの試料の平均値である。 実施例2 実施例2の試料はそれぞれ、K−17.3ガラス繊維ストランドを使用して、 実施例1で述べたのと類似の方法で製造した。試料FとHはピーピージー イン ダストリーズ インコーポレーテッドが市販している製品番号1062の製品で ある。試料Gはピーピージー インダストリーズ インコーポレーテッド製品番 号712の製品である。 試料Fの繊維束3本づつのストランドで製造し、試料Gの繊維束は8本づつの ストランドで製造し、そして試料Hの繊維束は9本づつのストランドで製造した 。ロービングパッケージの繊維束に対して加えられたニップロール圧力は、試料 Fのばあい20psiで、試料Gのばあい25psiでそして試料Hのばあい3 0psiであった。 試料Fの対照試料と試験試料1〜5の両者は、試験試料を標準の巻取チューブ に巻き取り、そして対照パッケージを製造するのにチューブを使用しなかったこ とを除いて本発明にしたがって製造した。また試料Gのパッケージと試料Hの試 験試料も本発明にしたがって製造した。本発明にしたがって製造したこれら試料 はそれぞれ、ダンサーアームアセンブリの空気圧シリンダーの代わりにばねを用 いたことを除いて本発明の装置を用いて製造した。試料Hの対照は実施例1で考 察した従来装置で製造した。試料F−Hの静的カテナリーの値を表2に示す。 実施例3 実施例3の試料は、それぞれK−17.3ガラス繊維ストランドを用い、実施 例1で先に述べたのと類似の方法で製造した。試料I〜Mはピーピージー イン ダストリーズ インコーポレーテッドが市販している製品番号1064の製品で ある。 試料Iの繊維束は3本づつのストランドで製造し、試料Jの繊維束は4本づつ のストランドで製造し、そして試料K〜Mの繊維束は14本づつのストランドで 成層した。本発明にしたがって製造した試料Iのロービングパッケージの繊維束 に対して加えられたニップロール圧は20psiであった。本発明にしたがって 製造した試料JおよびK〜Mの繊維束もそれぞれに対して加えたニップロール圧 力は20psiと40psiであった。試料LとMは従来の巻取チューブに巻き 取った。試料LとMは、本発明の装置Sでかなりの数のロービングパッケージを 製造した後、その繊維束とパッケージの品質が低下するかどうかを評価するため 、本発明の装置で巻き取った12個目と24個目のロービングパッケージであっ た。 前記の両パッケージの品質の有意な低下は全く観察されなかった。試料I〜M の静カテナリーの測定値を表3に示す。 実施例4 この実施例では、(1)ZUALTEXクリールテンション装置、標準の平行 セラミック摩擦タイプテンションニングバーおよびLEESONA巻取器(“実 施例A”);(2)図1に示す本発明の好ましい装置(“実施例B”);および (3)図6と7に示す繊維振動装置をさらに備えた図2の示す本発明の別の装置 (“実施例C”)を用いて、通常のロービングの試料について静的カテナリーの レベルを比較する。 試料供給パッケージはそれぞれ、K−17.3ガラス繊維のストランドは、米 国ペンシルベニア州ピッツバーグ所在のピーピージー インダストリーズ イン コーポレーテッドが市販している製品番号1062のロービングでありイールド で(yield)433でストランドもしくはエンドが4であった。試料Qのガ ラス繊維ストランドは、ピーピージー インダストリーズ インコーポレーテッ ドが市販している製品番号784のロービングであり、イールドが56でストラ ンドもしくはエンドが31である。 本発明によって製造したロービングパッケージのばあい、ACCUTENSE (登録商標)テンショニング装置によって各ストランドに与えた張力は前記実施 例BとCについては90gであった。各実施例の繊維束の線速度は約850ft /minであった。 試料Pの各ロービングパッケージのばあい、4この供給パッケージをクリール し、これらのパッケージからのストランドを集束してロービングを作製した。実 施例Bのニップロール圧は25psiであり、ダンサーアーム アセンブリのばねのばね定数は4.0ポンド/インチであった。実施例Cのニッ プロール圧力は25psiであり、ダンサーアームアセンブリのシリンダー圧力 は10psiであった。 試料Qのロービングパッケージと対照パットランドは、ピーピージー インダ ストリーズ インコーポレイテッドが市販している製品番号784のロービング であり、イールドが56でストランドもしくはエンドが31である。 本発明によって製造したロービングパッケージのばあい、ACCUTENSE (登録商標)張力デバイスによって各ストランドに与えた張力は実施例BとCに ついては90gであった。各実施例の繊維束の線速度は約850ft/minで あった。 試料Pの各ロービングパッケージのばあい、4個の供給パッケージをクリール し、これらのパッケージからのストランドを集束してロービングを作製した。実 施例Bのニップロール圧力は25psiであり、ダンサーアームアセンブリのば ねのばね定数は4.0ポンド/インチであった。実施例Cのニップロール圧力は 25psiであり、ダンサーアームアセンブリのシリンダー圧力は10psiで あった。 試料Qのロービングパッケージと対照パッケージのばあい、31個の供給パッ ケージを用いて繊維束用のストランドを供給した。実施例Bのニップロール圧は 50psiであり、ダンサーアームアセンブリのばねのばね定数は14.5ポン ド/インチであった。実施例Cのニップロール圧は40〜45psiであり、ダ ンサーアーム アセンブリのシリンダー圧は30psiであった。 えられた各ロービングパッケージについて静的カテナリー試験を実施し、実施 例1で先に述べた方式で50フィート長の繊維束のカテナリーの大きさを測定し た。これらの静的カテナリー試験の結果を図18に示す。 実施例Aの静的カテナリー値を図18に破線102で示す。433イールドで 4エンドの試料Pのばあい、その静的カテナリーは約2インチであった。56イ ールドで31エンドの試料Qのばあい、その静的カテナリーは約11インチであ った。 本発明の実施例Bの静的カテナリー値は図18に点線104で示す。433イ ールドで4エンドの試料Pの倍、静的カテナリーの値は約1インチであた。56 イールドで31エンドの試料Qのばあい静的カテナリー値は約5インチであった 。 本発明の実施例Cの静的カテナリー値を図18に実践106で示す。433イ ールドで4エンドの試料Pのばあい、静的カテナリー値は約1インチであった。 56イールドで31エンドの試料Qのばあい、静的カテナリー値は約6インチで あった。 本発明の方法および(または)装置を用いると、ストランドの束を巻き取って ロービングパッケージにするあいだ、静的カテナリーが顕著に低下することを、 叙上の各実施例は明確に示している。 叙上の実施態様は、その広い発明概念から逸脱することなく、変形することが できることは当業者にとって明らかなことである。したがって、本発明は先に開 示した特定の実施態様に限定されることなく、後記の特許請求 の範囲に定義されている本発明の思想と範囲内にある変形をカバーするものであ ると解するものである。
【手続補正書】特許法第184条の8第1項 【提出日】1996年1月19日 【補正内容】 明細書 繊維束巻取り中のカテナリーを低下させる方法と装置 関連出願 本願は1994年1月28日付で出願された米国特許出願第08/188,2 95号の一部継続出願である。 発明の技術分野 本発明は繊維束巻取り中のカテナリー値を低下させる方法と装置に関し、さら に詳しくは、ガラス繊維ストランドの束を巻取り中のカテナリーを低下させる方 法と装置に関する。 発明の背景 ガラス繊維ロービングのようなマルチストランドの材料または束をパッケージ として巻き取る際に張力が変動することは重大な問題である。巻取り中に張力が 変動すると、パッケージ密度の変動、パッケージの内膜(implosion) もしくはめり込み、不均一なパッケージの端面および巻き戻し時のロービングの もつれを起こすことがある。巻取り中の張力の変動と形状効果がマルチストラン ド材料のカテナリーまたはたるみの原因になると考えられている。一般的なガラ ス繊維ロービングは、15メートル(50フィート)長で約15〜約25センチ メートル(約6〜約10インチ)たるむ。このたるみは、機械のおよび(または )他の近傍のロービングを妨害しかつ望ましくない工程の中断を起こすことがあ る。 巻取り中、繊維束の張力を抑制するため各種の試みが なされている。たとえば、米国特許第3,966,133号明細書には、ロービ ングが一連の平行なテンショニングバーの上と下に交互にラップ(wrap)す る張力制御装置が開示されている。このばあい、巻取工程中、上部テンショニン グバーの降伏付勢力(yieldable biasing force)を調 節して、ロービングのパッケージの直径の増大に対応してロービングの張力を調 節することができる。 米国特許第3,765,988号明細書には洗浄材料をパッケージする装置が 開示されている。張力制御手段が、各供給パッケージに隣接して配置され、各パ ッケージから引き出される各ストランドの張力が等しく維持される。これらのス トランドは、手動で調節可能な案内ロールを具備するモータ駆動フィードロール の外周の主要部分に巻きつけられ、該フィードロールに接触するストランドの長 さが調節される。ストランドが張力を失うと、巻取機の付勢された旋回自在のア ームが巻取機電動機の電源を切るリミットスイッチに係合する。 米国特許第3,792,821号明細書は、複合ロービングをパッケージする 方法と装置を開示している。このばあい、各ロービングの張力を調節することが できる。これらのロービングは、回転可能なプーリとガイド手段を通じて、実質 的に一定の速度で、電動機で駆動されるプルロールに供給される。これらロービ ングは、協動するニップロールのまわりのプルロールの外周の主要部分に巻きつ けられ、ついで巻取機の旋回自在に保持されている張力制御アームに保持されて いるガイド部材に送られる。いずれかのロービングが破断すると、対応するプ ーリが回転を停止し、装置に巻取工程を停止するよう信号が送られる。 米国特許第3,808,789号明細書は束に撚りをかける装置を開示してい る。供給パッケージからの工業用ストランドが、3個の並列駆動ローラおよびこ れら駆動ローラ間に千鳥形に配置されかつ下方に付勢されて該駆動ローラに接触 している2個のアイドラローラからなる供給装置を通じて送られ、各ローラの外 周の一部にストランドが巻きつけられる。ストランドの張力が変動すると感知さ れ、フィードローラの速度を調節することによって変動が補償される。ストラン ドは、バルーン領域、通常の張力補償装置および巻取機を通じてストランドセパ レータに送られる。 米国ノースカロライナ州バーリントン所在のジョンブラウン テキスタイル マシナリー(John Brown Textile Machinery)の レッスナ ディビジョン(Leesona Division)より入手できる LEESONA(商品名)“Catenary−free”トウ巻取機モデル( tow winder model)995/996、967および968は、 ストランドを複数のゴデット(godet)を通じて送り、巻き取る前にロービ ングに張力を与えるためテンションアームのまわりでまっすぐに引張ることによ ってストランドを安定化している。しかしこれらの巻取機は、通常のガラス繊維 の束を処理するのに用いたところ、許容できないレベルの羽毛立ち(fuzz) が発生した。 発明の要約 本発明の一態様は、繊維の束を巻き取って巻取パッケージを形成中のカテナリ ーを低下させる装置に関する。その繊維の束は複数の繊維ストランドで構成され ている。この装置は、複数の繊維ストランド供給パッケージおよび複数のテンシ ョニング装置を支持するよう構成されたフレーム;複数の繊維ストランド供給パ ッケージであって各々それに巻き取られた繊維ストランドを引き出すことができ る繊維ストランド供給パッケージ;複数の張力デバイスであって、各々供給パッ ケージから引き出された繊維ストランドを受けてその繊維ストランドに張力を加 え、繊維束の各繊維ストランドに加えられた張力が実質的に等しい張力デバイス ;複数の前記張力デバイスのそれぞれから間隔をおいて配置され、実質的に等し い張力をかけられた複数の繊維ストランドを一本の繊維束に集束する集束デバイ ス;前記フレームから間隔を置いて配置され、前記集束デバイスから繊維束を受 けてその繊維束を予め決められた速度で巻取デバイスまで前進させるフィードデ バイス;前記フィードデバイスから間隔を置いて配置され、前記繊維束が巻き取 られて巻取パッケージをそのまわりに形成する回転式パッケージングコレクタを 具備し、かつ繊維束を前記フィードデバイスから受取り、その繊維束に張力を与 える巻取デバイス;前記フィードデバイスと前記巻取デバイスのあいだに配置さ れた張力検出装置であって、(1)繊維束が前記フィードデバイスによって前記 巻取デバイスまで前進したあと、繊維束の張力を測定し、ついで(2)フィード デバイス制御器に信号を与える張力検出装置;ならびに前記張力 検出デバイスに電気的に接続されたフィードデバイス制御器であって、前記張力 検出装置から信号を受信し、その信号に対応して前記フィードデバイスの速度を 調節することによって繊維束の張力を調節するフィードデバイス制御器で構成さ れている。 本発明の他の態様は、繊維束を巻取パッケージを形成しているあいだのカテナ リーを低下させる装置であり、その装置は下記のもので構成されている。すなわ ち(a)複数の繊維ストランド供給パッケージおよび複数の張力デバイスを支持 するよう構成されたフレーム;(b)複数の繊維ストランド供給パッケージであ って、各々それに巻き取られた繊維ストランドを引き出すことができる繊維スト ランド供給パッケージ;(c)複数の張力デバイスであって、それぞれ供給パッ ケージから引き出された繊維ストランドを受けてその繊維ストランドに張力を加 え、各繊維ストランドに加えられた張力が実質的に等しい張力デバイス;(d) 複数の前記張力デバイスの各々から間隔を置いて配置され、実質的に等しい張力 をかけられた複数の繊維ストランドを一本の繊維束に集束する集束デバイス;( e)前記フレームから間隔を置いて配置され、前記集束デバイスから繊維束を受 けてその繊維束を予め決められた速度で巻取デバイスまで前進させるフィードデ バイスであって、さらに(1)案内レール部材と付勢部材を具備する固定フレー ム、ならびに(2)その上に従動フィードロール、ニップロールおよびニップロ ール押圧デバイスを取り付けられたフィードデバイス支持キャリッジを具備する 供給装置支持体を備え、その従動フィードはその回転軸線がニップロールの回転 軸 線とほぼ平行でかつ同一平面内にあり、そのニップロール押圧デバイスがニップ ロールと係合して圧力を加えてニップロールの外面を供給ロールの外面に対して 付勢して両ロールのあいだと通過する繊維束の一部に圧力を加え、前記フィード デバイス支持キャリッジが摺動可能に前記ガイドレール部材に取り付けられてい るフィード;(g)前記供給装置から間隔を置いて配置され、前記繊維束が巻き とられて巻取パッケージとそのまわりに形成する回転式パッケージングコレクタ を具備し、かつ繊維束を前記供給装置から受け取りその繊維束に張力を与える巻 取装置;ならびに(g)前記フィードデバイスと前記巻取装置のあいだに配置さ れた張力検出デバイスであって、繊維束が前記フィードデバイスによって前記巻 取装置および前進したのち、繊維束の張力を測定し、巻取デバイスに信号を与え 、巻取装置がその信号を受信し、その信号に対応してパッケージングコレクタの 回転速度を調節する張力検出デバイスで構成されている。 本発明のさらに他の態様の装置はつぎのもので構成されている。すなわち(a )複数の繊維ストランド供給パッケージおよび複数の張力デバイスを支持するよ う構成されたフレーム;(b)複数の繊維ストランド供給パッケージであって、 各々それに巻き取られた繊維ストランドと引き出すことができる繊維ストランド 供給パッケージ;(c)複数の張力デバイスであって、各々供給パッケージから 引き出された繊維ストランドを受けてそのストランドに張力を加え、各繊維スト ランドに加えられた張力が実質的に等しい張力デバイス;(d)複数の前記張力 デバイスの各々から間隔をおいて配置され、実質的 に等しい張力をかけられた複数の繊維ストランドを一本の繊維束に集束する集束 デバイス;(e)前記フレームから間隔を置いて配置され、前記集束デバイスか ら繊維束を受けてその繊維束を予め決められた速度で巻取デバイスまで前進させ るフィードデバイスであって、その上に従動フィードロール、ニップロールおよ びニップロール押圧デバイスを取り付けられたフィードデバイス支持体を備え、 その従動フィードロールはその回転軸線がニップロールの回転軸線とほぼ平行で かつ同一平行内にあり、そのニップロール押圧デバイスがニップロールと係合し て圧力を加え、ニップロールの外面を供給ロールの外面に対して付勢して両ロー ルのあいだを通過する繊維束の一部に圧力を加え、前記従動供給ロールが、直流 再生駆動装置および動的制動器を有する交流駆動装置からなる群から選択される 駆動装置を備えているフィードデバイス;(f)前記フィードデバイスから間隔 をおいて配置され、前記繊維束が巻き取られて巻取パッケージをそのまわりに形 成する回転式パッケージングコレクタを具備しかつ繊維束を前記フィードデバイ スから受取りその繊維束に張力を与える巻取デバイス;ならびに(g)前記フィ ードデバイスと前記巻取装置のあいだに配置された張力感知装置であって、繊維 束前記供給装置によって前記巻取デバイスまで前進したのち、繊維束の張力を測 定し、巻取デバイスに信号を与え、巻取デバイスがその信号を受信してその信号 に対応してパッケージングコレクタの回転速度を調節する張力検出デバイスで構 成されている。 本発明の他の態様は、前記繊維束を巻取り中のカテナ リーを低下させる方法に関する。この方法は、つぎのステップで構成されている 。すなわち(a)複数の繊維ストランドのそれぞれに実質的に等しい張力を加え ;(b)複数の繊維ストランドを集束してほぼ平行な繊維ストランドからなる繊 維束を形成させ;(c)その繊維束を、予め決められた速度と張力で回転式コレ クタに向けて前進させ;(d)繊維束の張力を測定し;(e)(1)繊維束の張 力測定値が予め決められた値を超えたときには繊維束の前進速度を上げ、そして (2)繊維束の張力測定値が第2の予め決められた値より小さくなったときには 繊維束の前進速度を下げるように繊維束の前進速度を調節することによって、繊 維束の張力を調節し;ついで(f)繊維束と、巻取装置の回転式パッケージング コレクターで繊維束を巻き取って巻取パッケージを形成させるステップで構成さ れている。 図面の簡単な説明 叙上の要約および以下に続く好適な実施例の詳細な説明は、添付図面を参照す ればさらに良く理解することができる。本発明の例示を目的として、図中には好 適、かつ代替的な実施例が示されている。しかしながら、本発明は開示された特 定の装置、方法、および手段に限定されないことは自明である。 図1は、繊維束の巻取中に発生するカテナリーを減少させるための、本発明の 好適な装置の一部の略側面図である。 図2もまた本発明の繊維束の巻取中に発生するカテナリーを減少させるための 他の実施例の装置の一部の概略 側面図である。 図3は好適な装置のストランド係合ホイールの斜視図である。 図4は好適な装置のストランド係合ホイールの部分的な平面図である。 図5は図4のストランド係合ホイールの5−5線断面図である。 図6は好適な装置の繊維束振動装置の背面図である。 図7は図6の繊維束振動装置の7−7線側面図である。 図8は好適な装置のフィードデバイスの部分側面図である。 図9は図8のフィードデバイスの9−9線に沿った部分断面図である。 図10は他の実施例におけるフィードデバイスの側面図である。 図11は図10のフィードデバイスの正面図である。 図12は好適な装置のフィードデバイスと張力検出デバイスの側面図である。 図13は図12の張力検出デバイスの側面図である。 図14は本装置の他の実施例における張力検出デバイスの側面図である。 図15は図13の張力検出デバイスの平面図である。 図16は図15の張力検出デバイスにおけるダンサーアームのロールの16− 16線断面図である。 図17は好適なデバイスにおける巻取デバイスの一部の概略側面図である。 図18はガラス繊維1ポンドにつき発生するたるみ( インチ)を収量(ヤード)の関数として表したグラフである。 好適な実施例の詳細な説明 マルチストランド材の束を巻き取る際の張力の変化は、束のカテナリー(ca tenary)、またはたわみを発生させる。巻取中の束における個別のストラ ンド間の張力の変化は、所定長さの束における当該ストランドの長さに差異を発 生させ、これがカテナリー発生の一因となっていることがわかっている。 本発明の方法と装置は、束や個別のストランド間の張力の変化、および巻取デ バイスによる不均一なストランドの張力を減少させ、それによって束におけるカ テナリー、およびその結果としてのパッケージ密度の変化、吐出中の縺れ、パッ ケージの崩壊またはわん状の変形、および叙上のようなパッケージング上の問題 を減少させている。 本明細書においては、「束」という語はガラス繊維ストランドなどの複数のス トランド、または素糸を指している。ここで使用する「ストランド」という語は 、複数の繊維または単繊維を指している。本発明は一般に、天然素材、人工素材 または合成素材によるテキスタイル束、ヤーンまたはその類似物の巻き取りに有 用である。こうした天然素材には非限定的な例として綿繊維が含まれ、人工繊維 にはレーヨンやグラファイト繊維などのセルロース系繊維が含まれる。合成繊維 にはポリエステル繊維、ポリエチレンまたはポリプロピレンのようなポリオレフ ィン繊維、およびナイロンのようなポリアミド繊維およ び芳香族ポリアミド繊維が含まれている。その例としてはKevlar(登録商 標)があり、イーアイ・デュポン・ド.ヌムール.カンパニー(E.I.duP ont de Nemours Co.から市販されている。 これより概してガラス繊維の巻き取りにおける本発明の使用について説明する 。ただし、本発明が叙上のいずれのテキスタイル素材の処理においても有用であ ることは当業者には理解されるであろう。 本発明における使用に適したガラス繊維には、「E−ガラス」、「621−ガ ラス」、「A−ガラス」、「C−ガラス」、「S−ガラス」、「ECR−ガラス (耐腐食性ガラス)」、およびその非フッ素および(または)ホウ素誘導体など の、繊維分解が可能なガラス合成物から調整されたものが含まれる。 一般的に、ガラス繊維の表面には形成工程のあいだにサイジング合成物で被膜 を施し、繊維間の擦過を防いでいる。典型的なサイジング合成物には構成物とし て、デンプンおよび(または)熱可塑性または熱硬化性高分子被膜形成剤および その混合物などの被膜形成剤、動物性油、植物性油、鉱物性油またはワックスな どの潤滑剤、カップリング剤、乳化剤、酸化防止剤、紫外線安定剤、着色剤、静 電気防止剤、水などが含まれている。サイジング合成物としての適切な例は、米 国特許第3,249,412号明細書に記載されている(参考として本明細書に盛 り込まれている)。 ガラス繊維は一般に、ストランドまたは素糸に収束し、巻き取って成形パッケ ージに形成する。成形パッケージは、たとえばオーブンなどの中で乾燥させ、水 分を減ら しサイジング組成物の硬化成分を硬化させることができる。複数のストランドは 平行形状に結合され、束またはロービング(roving)として形成すること ができる。束は巻取装置上に据え付けられたコレットまたは管状の支持体に巻き 付け、巻線またはロービングパッケージを形成することが可能である。 図中の類似した数字は全図面を通じて類似の要素を表している。図1は、本発 明による、繊維束12を巻線またはロービングパッケージ16に巻き取るあいだ のカテナリーを減少させるための装置(10で表される)の好適な実施例を示し ている。 図1に示されているように、好適な装置10は、第1ロービングパッケージ1 6を巻き取るための14で示される下部セクションと、第2ロービングパッケー ジ19を巻き取るための18で示される上部セクションとで構成されている。好 適な構成である装置10は、2つの独立したロービングパッケージの巻取りを同 時に行うことができる。一般的な当業者にとっては、本発明の装置10は、下部 セクション14のような1つのロービングパッケージの巻取りを行う単一セクシ ョンか、または必要に応じて複数の巻線パッケージの巻取りを可能する複数のセ クションで構成できることは理解されるであろう。 図2に示された他の装置110は、第1ロービングパッケージ116を巻き取 る下部セクション114と第2ロービングパッケージ(図示されていない)を巻 き取る上部セクション118とを含んでいる。本図では、図の明確性を図る目的 で他の装置110の上部セクション118の一部分が省略されている。この省略 はいかなる意 味においても本発明の範囲を限定するものではない。 つぎに、図1に示された装置10の好適な実施例の下部セクション14に関連 して、本発明を記述する。 装置10は複数のストランド供給パッケージ20、または形成パッケージで構 成されている。図1では、好適な装置10の下部セクション14の供給パッケー ジ20、および上部セクション18の供給パッケージ20がそれぞれ6個ずつ示 されている。図2の他の実施例では、下部セクション114の供給パッケージ1 20と上部セクション118の供給パッケージ120がそれぞれ4個示されてい る。供給パッケージの数は必要に応じてセクション当たり2個またはそれ以上に できることは当業者にとって自明である。供給パッケージ20の好適な数は1セ クション当たり約3個から約33個であり、最も好ましいのはセクション当たり 18個である。 図1および図2に示されているように、各供給パッケージ20、120の上で は、少なくとも1本の繊維ストランド22、122が巻かれている。各ストラン ド22、122は、複数のほぼ直線の繊維、たとえば、連続するガラス繊維で構 成されている。一般に各供給パッケージ20、120は円筒形状であり、内部か ら繊維ストランド22、122を引き出せるようにその中心部は空洞になってい る。供給パッケージ20、120の寸法は、直径およびそれに巻く繊維ストラン ドのタイプといった変数によって変更可能であり、一般に後続の処理、および取 り扱いの便宜を図って決定される。一般に供給パッケージ20、120の直径は 約15cmから約51cm(約6インチから約20インチ)であり、長さは約5 cm から約76cm(約2インチから30インチ)である。従来の供給または形成パ ッケージ20、120の寸法は、米国特許第3,685,764号および同第3, 998,326号明細書に記載されており、それぞれ参考として本明細書中に盛 り込まれている。供給パッケージの側面はパッケージが作られるにつれて、テー パ状にすることができる。 図1および図2に関して説明する。各供給パッケージ20、120は、クリー ル28、128のフレーム26、126における支持部材24、124によって 保持されている。本発明に適する従来のクリールは、ケイ・ローウェンスタイン (K.Loewenstein)著「連続性ガラス繊維の製造技術」(第2版、 1983年、p.322頁)に示されている。 さらに、本発明の装置10、110は、複数の張力デバイス30、130を含 んでいる。各張力デバイス30、130は、それぞれの供給パッケージ20、1 20に近接してクリール28、128上に設置することができる。各張力デバイ ス30、130は、それぞれの供給パッケージ20、120から引き出される繊 維ストランド22、122を受け入れ、その繊維ストランド22、122に張力 を付加する。 張力デバイス30、130のうち、少なくとも1つは、磁気ヒステリシスブレ ーキ210または磁粒ブレーキを含むことが望ましい。好適な張力デバイス30 、130はACCUTENSE(登録商標)モデル250電磁ヒステリシスブレ ーキまたはストランド張力ヘッドであり、これらはテキストロール・インコーポ レイテッド(Te xtrol Inc.)(ノースカロライナ州モンロー)から市販されている。 図3に関して、210で示される磁気ヒステリシスブレーキは、ハブ214上 に据え付けられたストランド係合ホイール212と軸216を含んでいる。ハブ 214はストランド係合ホイールを受け入れ、保持するためのものであり、いず れの従来の据え付けハブでもよい。ハブ214は軸216に取り付けられており 、軸216はハブ214を受け入れ、保持している。適切なハブと軸はテキスト ロール・インコーポレイテッドから入手可能である。巻取デバイスによって供給 パッケージ20、120から引き出されるにつれて、張力デバイス30、130 によって束12、112に付加される張力、または制動力は、参考として本明細 書中に盛り込まれている米国特許第3,797,775号明細書で開示されている ように、たとえば制御電磁場の束密度を変えることによって、制動的に変更可能 である。 図3〜5に示されているように、好適なストランド係合ホイール212は通常 、対向する側壁220、222を含む環状本体218で構成される。側壁220 、222は互いに180°以下、さらに好適には約90°以下の角度で置かれて いる。好適なストランド係合ホイール212においては、側壁220、222は 互いに約20°から50°の角度で隔たっているが、約40°から42°がさら に望ましい。側壁220、222は収束し、ストランド係合ホイール212の外 周に溝224を形成している。 図4および5に関して、側壁220、222は、複数 の交互に間隔をおいて隔たった先細りのストランド把持用合い口226を有し、 それらが内側に突出して一般に波形のストランド経路228を提供している。合 い口226はそれぞれ間隔をおいて隔たり、ストランド経路228を提供してい るが、このストランド経路は約50%以下の非連続性であることが望ましく、約 20%以下の非連続性であればさらに望ましい。言ってみれば、ストランド経路 228の非連続性、合い口226を形成する物質の選択、ストランド22に接触 するストランド経路228の長さ、ストランド係合ホイール212の回転速度、 といった多くの要素が、ストランド22が供給用パッケージ20から巻取デバイ ス38により引き出されるときにストランド22にかかる張力を決定する。 側壁220、222間へのストランド22の挿入を容易にするため、各合い口 226は、ストランド係合ホイール212の外縁227に向かって先細りにする ことができる。各合い口226は、幅230と両サイド232、234を有し、 その両サイドはストランド22の磨耗を少なくするため先細りにすることができ る。合い口226の幅230は、ホイール212の円周に渡るストランド経路2 28の約5〜10%にすることができる。合い口226の数は、一般に各側壁2 20、222当たり約18から36である。一般的な当業者であれば、合い口の 幅、間隔、数、形状は、ストランドにかかる希望の張力やストランド係合ホイー ル212の外周などといった要素によって変わることが理解されるであろう。 図5において最も良く表示されているように、各側壁220、222の合い口 226間の部分は、全体に渡っ てストランド経路228へのアクセスを供給する開口部236を有している。側 壁220、222が充分な構造上の一体性を保持している限り、開口部236の 大きさと形状は希望通りに変更して、ストランド経路228からのストランドの 砕片および破片、それに繊条の除去を容易にすることが可能である。好適な実施 例では、開口部236は、合い口226間の間隔をほぼ埋めている。 好適なストランド係合ホイール212は、ポリウレタンのような弾性のあるエ ラストマー物質を使用して、たとえば成型により形成されている。また、加工の 容易さ、構造上の一体性の強化、および経済性の面から、ストランド係合ホイー ル212は、同様の素材による単一ユニット部材として形成することもまた望ま しい。ただし、ストランド係合ホイール212は、異なる素材を組み合わせて形 成するか、または独自に形成された部品を組み合わせて、たとえば別に形成され た合い口を同心環に接合するように形成することもできる。 ストランド係合ホイール212にはまた、たとえばテキストロール・インコー ポレイテッドが市販しているAccuGripを使用することもできる。 張力デバイス30、130に供給する直流電圧を変えれば、ストランド繊維2 2に加わる張力を変えることができる。ここで図1、2を参照すると、張力デバ イス30、130にはそれぞれ、電源31、131を調整する張力デバイス制御 器32、132が接続されている。この制御器により、張力デバイス30、13 0を通じて各ストランド繊維22、122に張力が付加され、実質上同じ張力が 各ストランド繊維22、122に加わる。張 力デバイス制御器32、132は、ストランド22、122の損傷または絡まり を検出してオペレーター97、巻取デバイス38、または装置10、110の他 の構成要素に発信し、巻取り操作を停止させる手段を有することが望ましい。 好適な制御器32、132は、テキストロール・インコーポレイテッドが市販 しているAccuPower可変電圧調整式電源のような従来の2段階制御器で ある。叙上の張力デバイス30、130および制御器32、132は、それぞれ 参照用として本明細書中に盛り込まれている米国特許第3,797,775号、 同第3,831,880号および同第4,413,981号各明細書において主 題とされているものである。 各ストランド繊維22、122に付加される張力は、約60〜120グラムが 望ましく、さらには約90グラムで張力変化量が5グラム以下であればなお好ま しい。ストランド束12の各ストランド22間の全張力変量は、約10グラム以 下であることが望ましい。ACCUTENSE(登録商標)Model250の 張力範囲は、約5〜250グラム(0〜60DCボルト)である。所望の張力は 、多材質性ストランド(multi−strand meterial)のタイ プ、ストランドの径、ストランドのコーティングなどの変数に従って変動する可 能性がある。 装置10、110は、実質的に等しい張力を付加されているストランド繊維2 2、122を集束し、繊維束12、112にする集束デバイスを含んでいる。集 束デバイスはフレーム26、126から離して置けば、繊維束 12、112へと纏まっていくストランド22、122の集束角度を最小にする ことが可能であり、また損傷したストランド22、122がパッケージ16、1 16へと運ばれていくことを防止できる。 図1および図6〜8における好適な実施例が示すように、集束装置は、繊維束 12を少なくとも従動フィードロール40の外部表面44の部分41とニップロ ール42の外部表面45における対応部分25とのあいだで振動させるための繊 維振動装置33を含むことが望ましい。従動フィードロール40およびニップロ ール42は、以下に説明するフィードデバイス36の中に含まれている。 つぎに図6および7について説明する。繊維振動装置33には、一対の平行で 間隔を置いた集束ガイドアイ34、35を設置することができる。ガイドアイ3 4、35は一直線上に配置し、そこを通る繊維束12が一般に供給ロール40と ニップロール42の回転軸46、48に対して垂直になるように方向づけを行う (図9参照)。ガイドアイ34、35はそれぞれ、垂直支持部材37、39の上 に取り付けてある。垂直支持部材37、39は、水平支持部材またはプレート4 7によって接続されている。垂直支持部材37、39および水平支持部材47は 、ステンレス鋼、炭素鋼、またはアルミニウムといった硬性材料を使用して形成 可能であり、できれば一体式となっている方がよい。 ガイドアイ34、35の距離は約5〜15cmが望ましく、約3インチ(7. 62cm)であればなお良い。ただし先にも述べたように、この距離は、たとえ ばスト ランドの径や数といった因子によって変わる可能性がある。フィードデバイス3 6に最も近い位置にあるガイドアイ34は、可能な限りフィードデバイス36に 近づけて配置し、フィードデバイス36に進入する前に個々のストランドがばら けるのを防止することが望ましい。 ガイドアイ34、35の中にはそれぞれ開口49、50があり、複数のストラ ンド22がそこを通って繊維束12へと集束していく。開口49、50はそれぞ れ、ストランドの磨耗を減らすために円形とすることが望ましく、直径は約3〜 7mmとすることが可能である。 図6および7が示すように、水平支持部材47は従来の従動スライダ機構に接 続し、概して供給ロール40およびニップロール42の回転軸46、48に垂直 な並進運動を行う。スライダ機構として適切なものは、SIMPLICITYの 商標でパシフィック・ベアリング・カンパニー(Pacific Bearin g Co.)(イリノイ州ロックフィールド)から市販されているリニアスライ ダである。好適なスライダ機構21は、ネジやロックワッシャーのような従来型 の接続手段によって水平支持部材47に接続された支持プレート17を含んでい る。図6および7において斜視図で示されているように、支持プレート17の下 面57は、2対の一般に平行な支持ブラケットまたは枕状ブロック部材59を含 んでいる。各枕状ブロック部材59は、それぞれ線形ベアリング67を有し、ガ イドレール63をスライド式に受ける溝61を含んでいる。支持プレート17は 、ボールねじ65と枕状ブロック部材59によって支持されている。好適なスラ イダ機構21は、SIMPLICITY (登録商標)の線形スライド、型式番号No.2RPS−10−012として市 販されている。 ボールねじ65は、モーター69によってカップリング23を通って回転し、 プレート17を動かす。ボールねじ65の回転方向は、部材64が検知デバイス または近接スイッチ71、73(図8参照)に接触した時点で反転する。 カップリング23としては、ティービー・ウッズ・サンズ・カンパニー(T. B.Wood’s Sons Co.)(ペンシルバニア州チャンバーズバーグ )が市販しているSure−FlexのJ型カップリングが適当である。モータ ー69としては、スーペリアー・エレクトリック(Superior Elec tric)(コネチカット州ブリストン)が市販しているSLO−SYN同期用 72rpm、120V(交流:AC)単相可逆モーターが好適であるが、従来の 可逆モーターを使用することも可能である。 図2に示した他の実施例では、集束デバイスに集束用ガイドアイ134を、さ らに好適には直径約0.5cm(約3/16インチ)のほぼ円形である開口13 5を有するガイドアイ134を含ませることができる。先に説明した繊維振動装 置33は、図2のこの他の実施例においても使用可能であることは周知のとおり である。また、繊維束12を供給ロール40およびニップロール42の外面44 、45に渡って振動させることのできるものであれば、従来の繊維振動装置を本 発明に使用可能である。 図8が示すように、ストランド繊維22を繊維束12に集束する集束用または 繊維振動用装置33は、装置1 0のフィードデバイス36にできるだけ近づけて配置し、繊維束の一体性を維持 させることが望ましい。 図1及び2に示されるように、装置10、110はさらに、繊維束を既定速度 で巻取デバイス38、138へと進行させるためのフィードデバイス36を含ん でいる。 つぎに図8〜11について言及する。フィードデバイス36、136は、繊維 束12、112を進行させるための従動フィードロール40、140と、繊維束 12、112に従動フィードロール40、140の外面44、144に対してほ ぼ垂直方向の圧力を付加するための協動式ニップロール42、142を含んでい る。フィードデバイス36、136は、繊維束12、112を同フィードデバイ ス36、136の供給ロール40、140またはニップロール42、142の回 りにさほど巻き上げることなく先へ進ませる。 フィードロール40、140およびニップロール42、142はフィードデバ イス支持部29、129の上に設置されており、ロール40、140および42 、142は繊維束12、112の進行方向に対してほぼ平行の方向に自由に回転 することができる。フィードデバイス支持体29、129は、進行してくる繊維 束12、112と供給およびニップロール40、140および42、142間の 接触域との間の角度が最小となるように配置することが望ましい。図9および1 1が示すように、フィードロール40、140の回転軸46、146とニップロ ール42、142の回転軸48、148は、概して平行であり共面上にある。 好適な実施例においては、フィードロール40はフィ ードドライブデバイス80および従来のモーター52によって駆動軸50を通じ て駆動される。フィードドライブデバイス80は、発電制動付きの回生直流電流 (DC)駆動または交流電流(AC)駆動であることが望ましい。フィードドラ イブデバイス80は、設定速度からの正負両偏差を修正することができる。した がってフィードドライブデバイスはジェネレータとして機能し、制動トルクを供 給する。このような装置80はまた、他の実施例において使用可能である。 有効な再生DC駆動装置の例は、ウォーナー・コントロール・テクニクス(W arner Control Techniques)(サウスカロライナ州ラ ンカスター)から市販されているSECO(登録商標)Quadraline7 000DCドライブである。SECO(登録商標)Quadraline700 0DCドライブは、1/4馬力(HP)から5HPの分巻または磁石DCモータ ーを作動させることのできる、全波再生DC駆動装置である。Quadrali ne7000DCドライブとしては、230VAC、1/2−2HP、全荷重下 で1750rpmの能力があり、180ボルトの電機子を有するQ7002ドラ イブが好適である。 図2が示す他の実施例では、供給ロール140の駆動軸150は変速DCモー ター152によって駆動される。同モーター152としては、全荷重下で172 5rpmの能力を有する1/2HP90ボルトのDCモーターが好適である。モ ーターの速度はフィードデバイス制御器154(図2参照)によって制御される 。つぎは、この制御器の機能について詳細に説明する。 たとえば、14本のストランドを有する繊維束12、112のばあい、約90 0rpmの供給ロール速度と約335メートル/分(m/min)(約1100 フィート/分)の繊維束速度とのあいだには相関関係がある。通常、フィードデ バイス36、136が繊維束を進行させる速度は約244〜366m/min( 約800〜1200フィート/分)である。30本以上のストランドからなる大 型の繊維束の場合、巻取デバイス38、張力デバイス30、130、およびニッ プロール圧力によって供給される繊維束12、112内の張力は、一般に、フィ ードロール40、140からの追加的な加速を行うまでもなく、繊維束12、1 12の張力を希望通りに維持するに足るものである。 他の実施例では、束の中のファイバー・ストランドの数が30以下であるばあ いには、フィードデバイス136によってファイバ一束112に供給される張力 は、約0.8キログラム(kg)(約1.8ポンド)までである。束の中のファ イバー・ストランドの数が、30、あるいは、それ以上のばあいは、フィードデ バイス136によってファイバ一束112に供給される張力は、ニップ・ロール の圧力が約413686N/m2(約60psi)であれば、約1.2kg(約 2.7ポンド)である。たとえば、ロービング・パッケージ16、116の直径 が増大するにつれて、ワインダの速度の変化に応じて、(好ましい実施例のばあ いの)フィードドライブデバイス80、または、(代替実施例のばあいの)フィ ードデバイス制御器154によって、フィードロール40、140の速度を変え ることができる。 好ましい実施例のフィードデバイス制御器54は、好ましくは、フィードデバ イス36の駆動装置80およびモータ52を起動、及び停止することができる従 来のプログラマブル・ロジック・コントローラとする。図2の他の実施例の好ま しいフィードデバイスコントローラ154は、アナログ出力モジュール1746 −NO4Vを備えたAllen Bradley SLC−500といったアナ ログ・プログラマブル・ロジック・コントローラであり、これは、ウィスコンシ ン州ミルウォーキーのアレン・ブラッドリー(Allen Bradley)か ら購入できる。アナログ出力モジュールは、0〜10ボルトの範囲の信号155 をモータ・コントローラ153に供給して、SLC−500のプログラムの要件 に従って、モータ152の速度を調整する。本発明で使用するために適したアナ ログ・コントローラの別の実例は、本公開に関するこの方法の通常の技能を有す る者には明白である。 束12、112がニップ・ロール42、142からの圧力を受けるばあい、フ ィードロール40、140の外部表面44、144は、非滑り摩擦駆動装置とな る。たとえば、フィードロール40、140の外部表面44、144、ならびに 、ニップ・ロール42、142の外部表面に、ウレタン化合物といった非摩耗性 摩擦材料を被覆して、そうした特性を与えることができる。 ニップ・ロール42、142の外部表面は、フィードロール40、140の外 部表面と接触するように片寄らされているので、そのあいだを通る束12、11 2の一部に圧力を掛けて、ストランドが滑るのを防止してい る。 ニップ・ロール42、142は、ニップ・ロール加圧装置、望ましくは、フィ ードデバイス36、136に取り付けられたピストンおよびシリンダーの組み合 わせ56、156に取り付けられている。ピストンの運動は、シリンダー内の空 気、あるいは、油といった液体の変化によって調整される。望ましくは、図9お よび11に示したように、ニップ・ロール42のシャフト43のそれぞれの末端 は、6.35cm(2.50インチ)のボアおよび2.54cm(1.00イン チ)のストロークをもつ単一のピストンおよびシリンダー配置56、あるいは、 空圧シリンダーに接続されたヨークに取り付けられており、そうしたシリンダー は、モデルNo.501−DXPとして、イリノイ州ビンバのモネル(Mone l)から購入できる。図10および11に示した他の実施例では、ニップ・ロー ル142のシャフト143のそれぞれの末端は、2つのピストンおよびシリンダ ー配置156に取り付けられており、各々は、3.81cm(1.5インチ)の 直径および5.08cm(2インチ)のストロークをもつ空気シリンダーである 。 一般的に、ニップ・ロール42、242によって束12、112に加えられる 圧力は、約68948〜413686N/m2(約10〜60psi)である。 たとえば、3本のK−17.3ストランドで構成される束のばあい、ニップ・ロ ール42、142によって加えられる圧力は、約68948〜137895N/ m2(約10〜20psi)であろう。8本のK−17.3ストランド束のばあ い、圧力は、約206843N/m2(約3 0psi)であり、31のストランド束のばあい、圧力は、約413686N/ m2(約60psi)であろう。いくつか挙げれば、ストランドの直径、ストラ ンドのコーティング、および束の中のストランドの数といった変数に基づいて、 ニップ・ロール42、142によって加えられる圧力は、変化することがある。 図8および9に示したように、フィードデバイス36は、さらに(模型で示し た)固定フレームを形成することができる。固定フレーム13は、1つ、あるい は、それ以上のガイド・レール部材15およびバイアス部材75を有している。 好ましいバイアス部材75は、予め定められたスプリング定数を有する圧縮スプ リング77で構成される。たとえば、高炭素鋼およびステンレス鋼といった材料 からスプリング77を形成することができる。スプリング定数は、約525〜2 627N/m(インチ当たりほぼ3〜15ポンド)とすることができ、いくつか 挙げれば、巻くべき束の中のストランドのタイプと数、および、その結果として 生じるロービング・パッケージの所望の張力といった要因に依存する。 好ましい圧縮スプリング77は、2.477cm(0.975インチ)の外径 、10.16cm(4インチ)の未圧縮長さ、1086N/m(インチ当たり6 .2ポンド)のスプリング定数を有しており、サウス カロライナ州、テイラー のダイアモンド・ワイヤ・カンパニー(Diamond Wire Co.)か ら購入することができる。当業者は、当業者に知られた、叙上のものに類似した ピストンおよびシリンダー配置といった適切なバイアス部材を、バイアス部材と して使用することがで きる、ということを理解するだろう。本発明の利点は、異なる抵抗を有するバイ アス部材を簡単に交換して、異なる張力許容差の様々なパッケージを連続的に巻 くことができる、ということである。 スプリング77の最初の末端79は、固定フレーム13に接続されている。図 8に示したように、スプリング77の第2の末端81は、フィードデバイス支持 体29のフィードデバイス支持往復台83が接続されており、その上に、駆動フ ィードロール40、ニップ・ロール42、およびニップ・ロール加圧装置56が 取り付けられている。フィードデバイス支持往復台83は、一般平行サポート・ ブラケットの2つの対、あるいは、ピロー・ブロック・アセンブリ99に接続さ れている。それぞれのピロー・ブロック・アセンブリ99は、ベアリングを有し ており、対応するガイド・レール部材15を摺動自在に受け入れる溝が含まれて おり、それに摺動自在に取り付けられている。 図8を参照すると、フィードデバイス支持キャリッジ83は、想像線で示され た第1の位置87と第2の位置89とのあいだのガイドレール部材15の長さ方 向87に沿って移動自在である(図中では明確にするため、フィードロール40 、ニップロール42および繊維振動デバイス33のみが図8に示されている)。 この運動は、束12の運動方向にほぼ平行である。繊維束12の張力が第1の所 定の値を超えるとき、フィードデバイス支持キャリッジ83は第1の位置87に 動き、圧縮ばね77を圧縮させる繊維束12がこの所定の値より低いとき、フィ ードデバイス支持キャリッジは第2の位置89まで 動き、ばね77を非圧縮または延ばされた状態に戻される。 繊維束12における張力の第1の所定の値が巻き取られたパッケージ16を生 成するための巻き取りのあいだ繊維束12に与えられるべき張力である。この値 は束12におけるストランド22の数および種別(type)、束における長さ 方向のカテナリーまたはたるみにおける容認しうる量、張力デバイスによりそれ ぞれのストランドに与えられる張力束の速度および僅かではあるがストランドの サイジング(sizing)またはバインダーの粘着性などの要因に基づき定形 的な実験により一般的には決定される。たとえば、31ストランドまたはK−1 7.3繊維の素糸からなる束のばあい、第1の所定の張力値は約1.4〜4.5 kg(約3〜10ポンド)であり、好ましくは約1.4〜3.9kg(約3〜8 .5ポンド)であり、さらに好ましくは約1.8〜2.7kg(約4〜6ポンド )である。4ストランドまたはK−17.3繊維からなる束のばあい、第1の所 定の張力値は約0.1〜0.9kg(約0.3〜2ポンド)であり、好ましくは 約0.2〜0.7kg(約0.5〜1.5ポンド)である。 図8に示されているとおり、束12における張力は、簡易なインディケータま たはポインター100によって表示されるのが好ましい。当該インディケータま たはポインターは束12の張力を表示するために適切なスケール105に対して 目盛が付けられている。かかるスケール105の調整は、本件の開示に照らして 当業者の知識の範囲内である定形的な実験で決定される。 また図8に示されているように束12における張力は、フィードデバイス支持 キャリッジによって表示されうる。当該キャリッジは、(1)繊維束12の張力 が、叙上の第1の所定の値よりも大きい第2の所定の値を超えるとき、第1の検 出デバイスまたは第1のリミットスイッチ91と接触し、(2)繊維束12の張 力が叙上の第1の所定の値よりも小さい第3の所定の値未満であるとき、第2の 検出デバイスまたは第2のリミットスイッチ93と接触する。 繊維束の張力が第2の所定の値を超えるとき、第1の検出デバイスまたはリミ ットスイッチは少なくとも1人のオペレータ97または巻取デバイス97に信号 を送ることができ、巻取デバイス38の動作をを解除する。 繊維束12の張力が第2の所定の値よりも小さいとき、第2の検出デバイスま たはリミットスイッチ93は少なくとも1人のオペレータ97と巻取デバイス3 8に信号を送りデバイス38の動作を解除する。 繊維束12の張力の第2および第3の所定の値に特定の巻き取られたパッケー ジ16が調整されるためのそれぞれ所望の最小および最大張力値であり、もしパ ッケージ内の繊維束の張力が高すぎると、ストランドの引き出しは不都合な影響 を受ける。パッケージの中のファイバー束の張力が低すぎるばあいは、パッケー ジが柔らかくなり、その完全性を失い、取り扱いと輸送中に損傷を受け易くなる 。一般的に、こうした値は、第1の予め定められた値を決定するために上記で挙 げられたような要因によって決定される。たとえば、31本のストランド、ある いは、K−17.3ファイバーの末端で構成される 束のばあい、予め定められた第2の張力値は、約2.3〜4.1kg(約5〜9 ポンド)であり、予め定められた第3の張力値は、約6.8kg(約15ポンド )である。 4本のストランド、あるいは、K−17.3ファイバーの末端で構成される束 の場合、予め定められた第2の張力値は、約0.5〜0.7kg(約1〜1.5 ポンド)であり、予め定められた第3の張力値は、約1.4kg(約3ポンド) である。 信号95、101をオペレータ97に聴覚的、あるいは、視覚的に伝達するこ とができる。たとえば、ブザー、あるいは、(示していない)ベルを鳴らして、 巻取パッケージ16の張力が容認できないほど高いか、あるいは、低いというこ と、すなわち、仕様外であるということをオペレータ97に警告することができ る。 図12〜14に最良に示されているように、装置10、110は、束12、1 12の張力を決定するために、フィードデバイス36と巻取デバイス38とのあ いだに配置された張力検出デバイスで構成される。所望するばあいは、張力検出 装置は、巻取デバイスに取り付けることができる。 図1、12、および13の好ましい実施例では、張力検出デバイスが、信号1 07を巻取デバイス38に供給して、パッケージ集束、あるいは、巻取デバイス 38のコレット72の回転速度を調整する。張力検出デバイスは、束12の張力 が所望の値よりも低いということを検知すると、張力検出デバイスは、巻取デバ イス38に信号を送出して、巻取デバイス38の速度を減少させる。 同様に、張力検出デバイスが、束12の張力が所望の値よりも大きいことを検知 すると、張力検出デバイスは、信号を巻取デバイス38に送出して、巻取デバイ ス38の速度を増大させる。 図2および14に示した他の実施例では、張力検出デバイスは、信号109を フィードデバイス制御器154に供給する。図1に示した実施例には、信号をフ ィードデバイス制御器に信号を供給する張力検出装置を設けることも含めること ができる。張力検出装置が、束112の張力が所望の値よりも低いことを検知す ると、張力検出デバイスは、フィードデバイス制御器154に信号を送出して、 フィードロール140の速度を増大させる。 また、張力検出デバイスは、巻取プロセス中にロービング・パッケージ16、 116を横切る巻取デバイス38、138によって生じた束の張力の僅かな変動 を最小にする。ダンサー・アーム60と送りロール40およびニップ・ロール4 2の接触領域との間の角度を最小にすることが好ましい。 図1、12、および13に示した好ましい実施例では、張力検知デバイスは、 その上に取り付けられたダンサー・アーム・アセンブリ58を有するハウジング 59で構成されている。ダンサー・アーム・アセンブリ58は、可動、あるいは 、回転可能ダンサー・アーム60、および抵抗検出デバイス、あるいは、(図1 5に示した)ポテンショメータ62で構成される。抵抗検出デバイスは、異なる 抵抗値を検知することができる従来の装置であっても良い。 ダンサー・アーム60は、第1の位置111と第2の 位置113とのあいだで旋回自在である。束12の張力が予め定められた値より も低いばあいは、ダンサー・アーム60が第1の位置111まで回転して、ポテ ンショメータ62が、第1の位置111のダンサー・アーム60の抵抗を検知し て、信号107を張力検出デバイスと巻き取り装置38に送出し、巻取デバイス 38がファイバーの束12を前進させる速度を減少させる。束12の張力が予め 定められた第2の値を超過すると、ダンサー・アーム60が第2の位置113ま で回転して、信号107を張力検出デバイスと巻取デバイス38に送出し、巻取 デバイス38がファイバーの束12を前進させる速度を増大させる。所望の張力 値は、いくつか挙げれば、ロービング・パッケージ16の所望の密度、束12の 中のストランド22の数といった要因に依存しており、たとえば、定期的検査に よって、本件に関するこの方法の通常の技能の一つによって、決定するこどがで きる。 他の実施例では、張力検出デバイスは、図14に示した、その上に取り付けら れたダンサー・アーム・アセンブリ158を有するハウジング159で構成され ている。ダンサー・アーム・アセンブリ158は、可動、あるいは、回転可能ダ ンサー・アーム160、第1の検出デバイス、あるいは、リミット・スイッチ1 62、および第2の検出デバイス、あるいは、リミット・スイッチ164で構成 される。第1のリミット・スイッチ162および第2のリミット・スイッチ16 4は、望ましくは、従来の電磁、あるいは、接近スイッチである。 (1)束112の張力が予め定められた値よりも低いばあい、ダンサー・アー ム160が第1のリミット・ス イッチ162と接触し、張力検出デバイスが信号109をフィードデバイス制御 器154に送出して、フィードデバイス136が、ファイバー束112を前進さ せる速度を減少させ、(2)束112の張力が予め定められた第2の値を超過す るばあいに、ダンサー・アーム160が、第2のリミット・スイッチ164と接 触し、張力検出デバイスが信号109をフィードデバイス制御器154に送出し て、フィードデバイス136がファイバー束112を前進させる速度を増大させ るように、ダンサー・アーム160は、(点線の輪郭で示した)リミット・スイ ッチ162と接触した第1の位置と、第2のリミット・スイッチ164と接触し た第2の位置とのあいだで可動である。 図15および16に示したように、ダンサー・アーム60、166には、ロー ル、あるいは、スピンドル66、好ましくは、その回りに束12、112が接触 し、束12、112が巻取デバイス38、138に向かって前進するにつれて、 その軸の回りに自由に回転する、ボールベアリングを有するスピンドルを含める ことができる。 ダンサー・アーム60、160は、束12、112の張力に対して、予め定め られた抵抗を与えるために、バイアス部材に取り付けることができる。抵抗の所 望の大きさは、いくつか挙げれば、巻取パッケージの束の所望の張力、束の中の ストランドの数、巻取速度、及びストランドの直径といった要因に基づいて選択 し、本件に関するこの方法の通常の技能の一つによって、定期的検査により、容 易に決定することができる。本件に関するこの方法の通常の技能を有する人物に 知られた適切なバイ アス部材を、ダンサー・アーム・アセンブリに使用することができる。本発明の 利点は、異なる抵抗を有するバイアス部材を容易に交換して、異なる張力の様々 なパッケージの連続巻き取りを可能にできる、ということである。 図13に示したように、バイアス部材は、予め定められた圧縮定数を有する圧 縮スプリング68で構成することができる。たとえば、炭素鋼およびステンレス 鋼から、スプリング68を形成することができる。スプリング定数は、約525 〜2627N/m(インチ当たりほぼ3〜15ポンド)とすることができ、幾つ か挙げれば、巻き取ろうとする束の中のストランドのタイプ及び数、およびその 結果としてえられるロービング・パッケージの所望の張力といった要因に依存す る。ストランドが多くなると、スプリング定数も高くなる。たとえば、4つの末 端を有する束からパッケージを形成するためのスプリング定数は、約700N/ m(インチ当たりほぼ4ポンド)であり、31の末端を有する束からパッケージ を形成するためのスプリング定数は、約2627N/m(インチ当たりほぼ15 ポンド)である。好ましい圧縮スプリング68は、2.477cm(0.975 インチ)の外径、0.16cm(4インチ)の未圧縮長さ、および1086N/ m(インチ当たり6.2ポンド)のスプリング定数を有しており、ダイアモンド ・ワイヤー・スプリング・コーポレーションから購入することができる。 代わりに、図14に示されるように、押圧部材は空気式シリンダー168でよ く、そのシリンダーには、オイルまたは好ましくは空気のような流体を供給して 、ダン サーアーム160を、巻き取り用の束112における所要の張力に対応するスイ ッチ162と164間の位置へ押圧できる。好ましい空気式シリンダー168は 、直径が1.9cm(3/4インチ)であり、また行程は2.54cm(1イン チ)である。シリンダー168の空気圧は、好ましくは約137895N/m2 (約20psi)へ調節される。ただしこの圧力値は、束12内に維持される所 要の張力に応じて変わることがある。 少量の空気が、空気式シリンダー168と圧力調節器との間に保持され、ダン サーアーム160が上下に移動するときに生じることがある圧力変動を減衰する 。所要の圧力が一旦設定されると、ダンサーアーム160は、最小の圧力変動( 約6895N/m2(約1psi)未満)で、束112内の圧力変化に応答して スイッチ162と164との間を自由に移動するので、ロービングパッケージ1 16構成のために、ほとんど一定の束張力を送り出す。 フィードデバイス制御器54、154は、張力検出デバイスからの信号を受信 し、張力検出デバイスからの信号に応答してフィードデバイス36、136の速 度を調節する。図14に示される別の実施例において張力検出デバイスは、ダン サーアーム160が第1のスイッチ162または第2のスイッチ164のいずれ かと接触すると信号を、フィードデバイス制御器154へ送る。 ここで図1および2を参照すると、装置10、110も、繊維束12を前進さ せ張力を繊維束12へ加える巻取デバイス38、138から構成される。巻取デ バイス38、138は、回転自在のパッケージ用巻取器、すな わちコレット(collet)72、172から構成され、そのコレットの回り に、繊維束12、112が巻かれてロービングパッケージ16、116を形成す る。任意の選択としてロービングパッケージは、コレット72、172上へ着脱 可能に入れ子式に嵌められるチューブ76、176上に巻くことができる。巻取 デバイス38、138は、ケイ・ローウェンスタイン(K. Loewenst ein)著の連続ガラス繊維の製造技術(第2版、1983年)の頁317〜3 23で検討されるような、標準ロービングパッケージを巻く任意の従来のワイン ダーでよい。 好ましくは巻取デバイス38、138は、巻いているあいだにロービングパッ ケージ16、116の直径が増加するにつれてワインダートラバースから離れて 回動するコレットサポート74、174から構成される。コレット72、172 は、可変速度モーター(図示せず)により回転される。ロービングパッケージ1 6、116の直径が増加するにつれて、束の線形速度は、回転計(図示せず)を 使用してロール(図示せず)により測定され、その回転計は、可変速度モーター へ信号を送り、巻いている間に束12の本質的に一定の線形速度を維持するよう にモーター速度を調整する。好ましい巻取デバイス38、138は、ノースカロ ライナ州バーリントンにあるジョン・ブラウン・テキスタイル・マシナリーから 市販されているLEESONAR(登録商標)868ワインダーである。 巻取デバイス38、138は、巻いているあいだ、トラバース76、176を ロービングパッケージ16、1 16を通して前後に動かしているあいだに束12、112を配向するガイドアイ 70、170からも構成される。全てのストランド22、122が、巻いている あいだに同一の配向のままであるならば、ロービングパッケージ16、116の 内側に最も近いストランド22、122は、パッケージ16、116の外側にあ るものよりも短い。6.35mm(1/4インチ)の円形開口部を有するガイド アイ70、170およびコレット72、172の回転軸に平行かつフラットな束 は、この問題を最小限にする。ガイドアイ70、170がロービングパッケージ 16、116の表面を通して前後に動くにつれて、フラットな束12、112の 後端は、ロービングパッケージ16、116の内側に向けて位置決めされる。 繊維束を巻いているあいだのたるみを減少する、本発明の方法を、ここで一般 に説明する。 図1および2を参照すると、この方法は、複数の繊維ストランド22、122 のそれぞれにほぼ均一の張力を加える最初の段階から一般に構成される。張力は 、対応する張力デバイス30、130によりストランド22、122のそれぞれ に加えられる。約60から約120グラムまでの張力が、繊維ストランド22、 122のそれぞれに加えられる。張力デバイス30、130によりストランド2 2、122のそれぞれに加えられる張力は、張力デバイス制御器32、132に よりほぼ同一の値に維持される。 この方法は、複数の繊維ストランド22、122を集めて、一般に平行の繊維 ストランド22、122の束12、112を形成する次の段階からさらに構成さ れる。 図1に示される好ましい実施例において複数の繊維ストランド22は、1対のガ イドアイ34、35により束12に集められ、送りロール40およびニップロー ル42の外部係合表面を通して繊維振動装置33により振られる。図2に示され る他の実施例においてストランド122は、フィードデバイス136への入口に 隣接して位置決めされるガイドアイ134により集められる。 この方法は、繊維束12、112を、巻取デバイス38、138に向けて所定 の速度で進める段階からさらに構成される。繊維束12、112は、フィードロ ール40、140により進められ、また好ましくは繊維束をフィードデバイス4 0、140またはニップロール42、142の回りに巻き付けることなく、圧力 が、フィードデバイス36、136により繊維束12、112へ加えられる。好 ましい実施例においてフィードデバイス支持キャリッジ83は、張力の変動に応 答して、束走行経路に一般に平行な方向に第1の位置と第2の位置とのあいだで 移動可能である。束12の張力が所定の許容値未満またはそれを超えるばあい、 巻き取りを停止するために、オペレータ97または巻取デバイス38へ信号を送 ることができる。 この方法は、繊維束12、112の張力を測定する次の段階からさらに構成さ れる。好ましい実施例において繊維束12の張力は、張力検出デバイスにより測 定され、その装置は信号を巻取デバイス38へ送る。他の実施例において繊維束 112の張力は、張力検出デバイスにより測定され、その装置は信号を、フィー ドデバイス制御器154へ送る。繊維束12、112は、ダンサーアー ムアセンブリ58、158のロールまたはスピンドル66、166と接触する。 好ましい実施例において、束12の張力が変化すると、ダンサーアームアセンブ リ58の抵抗が変化する。この抵抗の変化は、ポテンショメーター62により測 定され、そのメーターは、巻取デバイス38へ信号を送り、巻取デバイス38の 速度を調整する。他の実施例において、繊維束112の張力が所定値未満である ならば、ダンサーアーム160は、第1のリミットスイッチ162と接触する。 繊維束112の張力が第2の所定値より大きいならば、ダンサーアーム160は 、第2のリミットスイッチ164と接触する。ダンサーアーム160が第1のリ ミットスイッチ162または第2のリミットスイッチ164と接触すると、フィ ードデバイス制御器154へ信号が送られる。 この方法は、(1)束の測定された張力が所定値を超えると、繊維束12、1 12の前進速度が増加されるか、または(2)繊維束12、112の測定された 張力が第2の所定値未満であると、繊維束12、112の前進速度が減少される ように、繊維束12、112が進む速度を調整することにより、繊維束12、1 12の張力を調整する段階から構成される。 好ましい実施例において、束の張力が低すぎるばあい、または高すぎるばあい に、それぞれワインダーモーター(図示せず)の速度を増減して、巻取デバイス 38の速度を増減するように、ポテンショメーター62から巻取デバイス38へ 信号が送られる。 他の実施例において、(1)ダンサーアーム160が第1のリミットスイッチ 162と接触すると、張力検出 デバイスは信号を、フィードデバイス制御器154へ送り、フィードデバイス1 36が繊維束112を前進させる速度を減少させ(すなわちモーター152の速 度を減少させ)、および(2)ダンサーアーム160が第2のリミットスイッチ 164と接触すると、張力検出デバイスは信号を、フィードデバイス制御器15 4へ送り、フィードデバイス136が繊維束112を前進させる速度を増加させ る(すなわちモーター152の速度を増加させる)。 この方法は、巻取デバイス38、138の回転自在のパッケージ用巻き取り器 72、172上に繊維束12、112を巻き取り、ロービングパッケージ16、 116を形成する段階からさらに構成される。 本発明の方法は、ロービングパッケージを作成する用途に限定されないが、複 数の材料のストランドが束に集められ、パッケージに巻かれる任意のプロセスに も有用である。 本発明の方法を実施する装置10、110の操作をここで説明する。しかしな がらここで図示され、かつ説明されるもの以外の他の装置は、必要ならば、本発 明の方法を実施するのに使用できるであろう。 操作の初期シーケンスにおいて、供給パッケージ20、120はクリール28 、128に位置決めされ、また各ストランド22、122は、対応する張力デバ イス30、130を通して糸通しされる。好ましい実施例においてストランド2 2は、集められ、ガイドアイ34、35を通して糸通しされ、束12を形成する 。他の実施例においてストランド122は、集められ、ガイドアイ134 を通して糸通しされ、束112を形成する。 束12、112は、送りロール40、140とニップロール42、142との あいだを通過し、ダンサーアーム60、160のロール66、166の回りを通 り、ついで巻取デバイス70、170を通して送られる。好ましい実施例におい てフィードデバイス支持サポートキャリッジは、所要の束張力で、それ自体を中 立位置へ押圧するように調整される。ダンサーアーム60も、所要の束張力で、 中立位置へ押圧される。他の実施例においてダンサーアーム160は、所要の束 張力で、第1のスイッチ162と第2のスイッチ164とのあいだの中立位置へ アーム160を中立位置へ押圧するように調整される。 つぎに、張力デバイス制御器32、132は、張力デバイス30、130のそ れぞれへ所定の電圧を印加するように起動される。巻取デバイス38、138が 起動され、またニップロール42、142は、所定の圧力で送りロール40と接 触される。再生DCモーター80またはフィードデバイス制御器154は、所定 の電圧をモーター52、152へ供給するように起動され、送りロール40、1 40の回転、および繊維束12、112の前進を開始する。 好ましい実施例において、束12の張力が許容張力値の所要範囲より上または 下である信号を受信すると、オペレータ97は、指針または指示針100が所要 目盛り105の外側に位置決めされるのを観察できるか、または信号をオペレー タ97または巻取デバイス38へ送り、巻き取りを停止できる。 張力検出デバイスも、束12、112の張力を監視する。好ましい実施例にお いて、束12が減少した張力を受けていることを示す、ダンサーアーム60の抵 抗が所定値未満であるという信号を受信すると、張力検出デバイスは、巻取デバ イス38へ信号を送り、巻取デバイス38の速度を増加するので、繊維束12の 前進の進度を増加する。 他の実施例において、束112が減少した張力を受けていることを示す、ダン サーアーム160が第1のスイッチ162と接触しているという信号を受信する と、張力検出デバイスは、フィードデバイス制御器154へ信号を送り、モータ ー152の速度を減少するので、フィードロール140の回転速度および繊維束 112の前進の進度を減少する。束112が所要値よりも大きい張力を受けてい ることを示す、ダンサーアーム160が第2のスイッチ164と接触していると いう信号を受信すると、張力検出デバイスは、フィードデバイス制御器154へ 信号を送り、モーター152の速度を増加するので、フィードロール140の回 転速度および繊維束112の前進の進度を増加する。 張力検出デバイスは、巻取プロセスを通して繊維束12、112の張力を連続 的に監視し、また巻取デバイス38またはフィードデバイス制御器154へ信号 を送り、必要に応じて、繊維束12、112が巻取デバイスまで進む進度を増減 する。ロービングパッケージ16、116が完了すると、巻取デバイス38、1 38またはオペレータは、フィードデバイス制御器54、154および張力デバ イス制御器32、132へ信号を送り、電圧を フィードロール42、142および張力デバイス30、130へ印加するのを停 止して、巻取操作りを停止する。 叙上の説明から、本発明は、束の張力変動、個別のストランド間の張力変動、 および巻取デバイスによるスランドの不均一な引っ張りを減少することにより、 繊維束の巻取中のたるみを減少する方法および装置から構成されることが分かる 。本発明の方法および機器により、15本未満の繊維ストランドを有する繊維束 の静的たるみを、従来の巻取デバイスおよびプロセスを使用して巻き取られれる 50フィートの束長さにおいて約15cm(約6インチ)から約3cm(約12 インチ)の一般的なカテナリーと比較して、15.2m(50フィート)の束長 さにおいて約3.8cm(約1.5インチ)未満まで減少できる。本発明の方法 および機器は、パッケージ密度の変動、引出中のもつれ、パッケージ圧潰および 入れ子状挿入を減少する。 本発明の方法および装置を、ここで下記の特定の、非限定例により図示する。 実施例1 各試料供給パッケージにはK−17.3ガラス繊維ストランドを巻き取った。 試料A、C、DおよびEの各ガラス繊維ストランドには米国特許第3,249, 412号明細書にしたがって製造したサイジング組成物でコートした。試料Aの ガラス繊維ストランドは、米国ペンシルベニア州ピッツバーグ所在のピーピージ ー インダストリーズ インコーポレーテッド(PPG Industries ,Inc.)が市販している製品番号1062のロービングである。試料C〜E のガラス繊維ストラ ンドは、やはりピーピージー インダストリーズ インコーポレーテッドが市販 している製品番号1064のロービングである。 試料Bのガラス繊維ストランドはピーピージー インダストリーズ インコー ポレーテッドが市販している製品番号712のロービングである。これらのスト ランドは、エポキシエマルションと変性エポキシエマルション、乳化剤、シラン カップリング剤、潤滑剤およびデンプンを含有するサイジング組成物でコートし た。 各ロービングパッケージは、対照の各ロービングパッケージをQALTEX( 商品名)クリールテンション装置、標準の平行セラミック摩擦ヌイプランショニ ングバーおよびLEESONA(商品名)868巻取器を用いて製造したことを 除いて、叙上の本発明の装置を使って製造した。本発明にしたがって製造したロ ービングパッケージのばあい、ACCUTENSE(登録商標)張力装置によっ て各ストランドに与えた張力は90gであった。繊維束の線速度は335m/m in(約1100フィート/min)であった。 試料AとEのロービングパッケージ1〜6とそれぞれの試料の対照パッケージ については、3個づつの供給パッケージをクリールC、これらパッケージからの ストランドを集束してロービングを作製した。ロービングパッケージ1〜6に対 するニップロール圧力は137895N/m2(20psi)であった。 試料(B)のロービングパッケージと対照パッケージについては、8個づつの 供給パッケージを用いてそのストランドを繊維束用に供給した。本発明にしたが って製 造したロービングパッケージに対するニップロール圧は172369N/m2( 25psi)であった。 試料Cのロービングパッケージと対照パッケージについては、14個づつの供 給パッケージを用いてそのストランドと繊維束用に供給した。ロービングパッケ ージ1〜6に対するニップロール圧力は275790N/m2(40psi)で あった。 試料Dのばあいは、4個づつの供給パッケージを用いて繊維束用にストランド を供給した。試料Dとして本発明にしたがて製造したロービングパッケージに対 するニップロール圧力は137895N/m2(20psi)であった。 各ロービングパッケージについて静的カテナリー(static caten ary)試験を実施して、15.2m(50フィート)長の繊維束のカテナリー の大きさを測定した。各パッケージの無作為に選択した部分から3個の15.2 m(50フィート)長の試料を評価した。 各試料と引張ってピンと張りついで試料の一方の支持末端からおもりをつり下 げた。31エンドの試料のばあいは、その支持末端に1.1kg(2.5ポンド )のおもりを取り付けた。16未満のエンドの試料のばあい当該支持末端に0. 45kg(1ポンド)のおもりを取り付けた。つぎにこれらストランドを、15 .2cm(50フィート)長の試料の中央部に手作業で一本づつほぐした。繊維 束の中央部におけるたるみの大きさを測定した。表1に記載の静的カテナリー値 は各パッケージの3個づつの試料の平均値である。 実施例2 実施例2の試料はそれぞれ、K−17.3ガラス繊維ストランドを使用して、 実施例1で述べたのと類似の方法で製造した。試料FとHはピーピージー イン ダストリーズ インコーポレーテッドが市販している製品番号1062の製品で ある。試料Gはピーピージー インダストリーズ インコーポレーテッド製品番 号712の製品である。 試料Fの繊維束3本づつのストランドで製造し、試料Gの繊維束は8本づつの ストランドで製造し、そして試料Hの繊維束は9本づつのストランドで製造した 。ロービングパッケージの繊維束に対して加えられたニップロール圧力は、試料 Fのばあい137895N/m2(20psi)で、試料Gのばあい17236 9N/m2(25psi)でそして試料Hのばあい206843N/m2(30p si)であった。 試料Fの対照試料と試験試料1〜5の両者は、試験試料を標準の巻取チューブ に巻き取り、そして対照パッケージを製造するのにチューブを使用しなかったこ とを除いて本発明にしたがって製造した。また試料Gのパッケージと試料Hの試 験試料も本発明にしたがって製造した。本発明にしたがって製造したこれら試料 はそれぞれ、ダンサーアームアセンブリの空気圧シリンダーの代わりにばねを用 いたことを除いて本発明の装置を用いて製造した。試料Hの対照は実施例1で考 察した従来装置で製造した。試料F−Hの静的カテナリーの値を表2に示す。 実施例3 実施例3の試料は、それぞれK−17.3ガラス繊維ストランドを用い、実施 例1で先に述べたのと類似の方法で製造した。試料I〜Mはピーピージー イン ダストリーズ インコーポレーテッドが市販している製品番号1064の製品で ある。 試料Iの繊維束は3本づつのストランドで製造し、試料Jの繊維束は4本づつ のストランドで製造し、そして試料K〜Mの繊維束は14本づつのストランドで 成層した。本発明にしたがって製造した試料Iのロービングパッケージの繊維束 に対して加えられたニップロール圧は137895N/m2(20psi)であ った。本発明にしたがって製造した試料JおよびK〜Mの繊維束もそれぞれに対 して加えたニップロール圧力は137895N/m2(20psi)と2757 90N/m2(40psi)であった。試料LとMは従来の巻取チューブに巻き 取った。試料LとMは、本発明の装置Sでかなりの数のロービングパッケージを 製造した後、その繊維束とパッケージの品質が低下するかどうかを評価するため 、本発明の装置で巻き取った12個目と24個目のロービングパッケージであっ た。前記の両パッケージの品質の有意な低下は全く観察されなかった。試料I〜 Mの静カテナリーの測定値を表3に示す。 実施例4 この実施例では、(1)ZUALTEXクリールテンション装置、標準の平行 セラミック摩擦タイプテンションニングバーおよびLEESONA巻取器(“実 施例A”);(2)図1に示す本発明の好ましい装置(“実施例B”);および (3)図6と7に示す繊維振動装置をさらに備えた図2の示す本発明の別の装置 (“実施例C”)を用いて、通常のロービングの試料について静的カテナリーの レベルを比較する。 試料供給パッケージはそれぞれ、K−17.3ガラス繊維のストランドは、米 国ペンシルベニア州ピッツバーグ所在のピーピージー インダストリーズ イン コーポレーテッドが市販している製品番号1062のロービングでありイールド で(yield)433でストランドもしくはエンドが4であった。試料Qのガ ラス繊維ストランドは、ピーピージー インダストリーズ インコーポレーテッ ドが市販している製品番号784のロービングであり、イールドが56でストラ ンドもしくはエンドが31である。 本発明によって製造したロービングパッケージのばあい、ACCUTENSE (登録商標)テンショニング装置によって各ストランドに与えた張力は前記実施 例BとCについては90gであった。各実施例の繊維束の線速度は259m/m in(約850ft/min)であった。 試料Pの各ロービングパッケージのばあい、4この供給パッケージをクリール し、これらのパッケージからのストランドを集束してロービングを作製した。実 施例B のニップロール圧は172369N/m2(25psi)であり、ダンサーアー ムアセンブリのばねのばね定数は700.4N/m(4.0ポンド/インチ)で あった。実施例Cのニップロール圧力は172369N/m2(25psi)で あり、ダンサーアームアセンブリのシリンダー圧力は68948N/m2(10 psi)であった。 試料Qのロービングパッケージと対照パットランドは、ピーピージー インダ ストリーズ インコーポレイテッドが市販している製品番号784のロービング であり、イールドが56でストランドもしくはエンドが31である。 本発明によって製造したロービングパッケージのばあい、ACCUTENSE (登録商標)張力デバイスによって各ストランドに与えた張力は実施例BとCに ついては90gであった。各実施例の繊維束の線速度は259m/min(約8 50ft/min)であった。 試料Pの各ロービングパッケージのばあい、4個の供給パッケージをクリール し、これらのパッケージからのストランドを集束してロービングを作製した。実 施例Bのニップロール圧力は172369N/m2(25psi)であり、ダン サーアームアセンブリのばねのばね定数は700.4N/m(4.0ポンド/イ ンチ)であった。実施例Cのニップロール圧力は172369N/m2(25p si)であり、ダンサーアームアセンブリのシリンダー圧力は68948N/m2 (10psi)であった。 試料Qのロービングパッケージと対照パッケージのば あい、31個の供給パッケージを用いて繊維束用のストランドを供給した。実施 例Bのニップロール圧は50psiであり、ダンサーアームアセンブリのばねの ばね定数は14.5ポンド/インチであった。実施例Cのニップロール圧は40 〜45psiであり、ダンサーアームアセンブリのシリンダー圧は206843 N/m2(30psi)であった。 えられた各ロービングパッケージについて静的カテナリー試験を実施し、実施 例1で先に述べた方式で15.2m(50フィート)長の繊維束のカテナリーの 大きさを測定した。これらの静的カテナリー試験の結果を図18に示す。 実施例Aの静的カテナリー値を図18に破線102で示す。433イールドで 4エンドの試料Pのばあい、その静的カテナリーは約5.08cm(約2インチ )であった。56イールドで31エンドの試料Qのばあい、その静的カテナリー は27.94cm(約11インチ)であった。 本発明の実施例Bの静的カテナリー値は図18に点線104で示す。433イ ールドで4エンドの試料Pのばあい、静的カテナリーの値は約2.54cm(約 1インチ)であた。56イールドで31エンドの試料Qのばあい静的カテナリー 値は約12.7cm(約5インチ)であった。 本発明の実施例Cの静的カテナリー値を図18に実践106で示す。433イ ールドで4エンドの試料Pのばあい、静的カテナリー値は約2.54cm(約1 インチ)であった。56イールドで31エンドの試料Qのばあい、 静的カテナリー値は約15.24cm(約6インチ)であった。 本発明の方法および(または)装置を用いると、ストランドの束を巻き取って ロービングパッケージにするあいだ、静的カテナリーが顕著に低下することを、 叙上の各実施例は明確に示している。 叙上の実施態様は、その広い発明概念から逸脱することなく、変形することが できることは当業者にとって明らかなことである。したがって、本発明は先に開 示した特定の実施態様に限定されることなく、後記の特許請求の範囲に定義され ている本発明の思想と範囲内にある変形をカバーするものであると解するもので ある。 請求の範囲 1.パッケージ(116)を形成するために複数の繊維ストランド(122)か らなる繊維の束(112)を巻き取る際、カテナリーを減少させるための装置( 110)であって、 (a)複数の繊維のストランド供給パッケージ(120)と複数の張力デバイ ス(130)とを支持するのに適したフレーム(126)と、 (b)複数の繊維のストランド供給パッケージ(120)であって、それぞれ が該パッケージ上に巻き取られた繊維のストランド(122)の引出しを許すパ ッケージと、 (c)複数の張力デバイス(130)であって、それぞれが供給パッケージ( 120)から引き出された繊維のストランド(122)を受け取り、かつ該繊維 のストランド(122)に張力を加え、当該繊維のストランド(122)に加え られた張力がそれぞれ実質的に等しい張力デバイス(130)と、 (d)繊維の束(112)に前記実質的に等しい張力が加えられた複数の繊維 のストランド(122)を集束するための、前記複数の張力デバイス(130) のそれぞれから離間されてなる集束デバイスと(134)、 (e)前記集束デバイスから繊維の束(112)を受け取り、かつ当該繊維の 束(112)を所定の速度で巻取デバイス(138)に進めるための、前記フレ ームから離間されてなるフィードデバイスと、 (f)前記フィードデバイス(136)から離間されており、回転自在のパッ ケージコレクタ(172)を備え、前記繊維の束(112)が前記パッケージコ レクタ(172)の回りに巻き取られてパッケージ(116)を形成し、前記フ ィードデバイス(136)から前記束(112)を受け取り、当該束(112) に張力を加える巻取デバイスと、 (g)前記フィードデバイス(136)と巻取デバイス(138)とのあいだ に離間して位置づけられ、前記束(112)が前記フィードデバイス(136) により前記巻取デバイス(138)に前進させられたのち、当該束(112)に おける張力を決定するための張力検出デバイスであって、フィードデバイス制御 器(154)に信号を送り出す張力検出デバイスと、 (h)前記張力が第1の所定の値未満のとき、前記フィードデバイス(136 )が繊維の束(112)を進める速度を減少し、張力が第2の所定の値を超える とき、前記フィードデバイス(136)が繊維の束(112)を進める速度を増 して、前記張力検出デバイスからの信号に応答して繊維束(112)のカテナリ ーが巻き取り中最小とされることによって束の張力を調節するためのフィードデ バイス制御器(154) からなる装置。 2.前記繊維がガラス繊維である請求の範囲第1項記載の装置。 3.前記張力デバイスの少なくとも1つが磁気ヒステリシスブレーキ(210) を備えてなる請求の範囲第1項記載の装置。 4.前記張力デバイスのそれぞれが、前記繊維のストランド(122)それぞれ に約60〜120グラムの張力を加えてなる請求の範囲第1項記載の装置。 5.前記張力デバイスの少なくとも1つが、単一で、弾力を有するストランド係 合ホイール(212)を備え、当該ストランド係合ホイールがほぼ環状の本体( 218)を具備し、該本が互いに対向している側壁(220、222)を含んで おり、該側壁が、屈曲したストランドの経路(228)を与えるために、交互に 離間された内側に突出しているテーパー状のストランド把持部(226)を備え 、該屈曲したストランドの経路の約50%未満不連続であり、前記把持部(22 6)のあいだのそれぞれの側壁(220、222)が該屈曲したストランドの経 路(228)に接近せしめるために開口(236)を有してなる請求の範囲第1 項記載の装置。 6.前記屈曲したストランドの経路(228)の約20%未満が不連続である請 求の範囲第5項記載の装置。 7.前記把持部(226)の少なくとも1つが前記ストランド経路(228)の 約5%〜約10%である請求の範囲第5項記載の装置。 8.前記束(112)の繊維のストランド(122)のそれぞれに加えられた張 力の変化を最小にするために複数の張力デバイス(130)それぞれに対する力 を調節するための張力デバイス制御器(132)をさらに備えてなる請求の範囲 第1項記載の装置。 9.前記ストランド(122)間の張力の変化が約10グラム未満になるように 、前記張力デバイス制御器( 132)が複数の張力デバイス(130)を調節してなる請求の範囲第1項記載 の装置。 10.前記集束デバイスの収集がガイドアイを備えてなる請求の範囲第1項記載の 装置。 11.前記集束デバイスが、従動フィードロール(140)の外側表面(144) および前記ニップセルロール(142)の外側表面の少なくとも一部を超えて前 記繊維束(112)を揺動させるための繊維束揺動デバイス(33)を備えてな る請求の範囲第1項記載の装置。 12.前記フィードデバイス(136)が、従動フィードロール(140)が取り 付けられたフィードデバイス支持部(129)、たがいに対向したニップロール (142)およびニップロール押圧デバイスを備え、該従動フィードロール(1 40)がニップロール(142)の回転軸(148)に平行かつ面一である回転 軸(146)を有し、前記ニップロール押圧デバイスが前記ニップロール814 2)と係合し、束が通過する部分に圧力を加えるために前記フィードロール(1 40)の外側表面に対してニップロール(142)の外側表面を付勢する圧力を 印加してなる請求の範囲第1項記載の装置。 13.前記従動フィードロール(140)が、直流再生ドライブと動的な制動を有 する交流ドライブとからなる群から選択されたドライブデバイスをさらに備えて なる請求の範囲第12項記載の装置。 14.前記ニップロール押圧デバイスが前記束に約68948〜413686N/ m2(約10〜60psi) の圧力を印加する請求の範囲第12項記載の装置。 15.前記ニップロール(142)が、前記駆動ロール(140)の回りに前記束 (112)を巻くことなく繊維束(112)を進めるために駆動ロール(140 )に対向されてなる請求の範囲第12項記載の装置。 16.前記フィードデバイスが、ガイドレール部材(15)を有する固定フレーム (13)とバイアス部材(75)とからなり、前記フィードデバイス支持部が従 動フィードロールが設けられたフィードデバイス支持キャリッジ(83)、ニッ プロール(142)およびニップロール押圧デバイスをさらに備え、当該フィー ドデバイス支持キャリッジ(83)が前記ガイドレール部材(15)に摺動自在 に固着されてなる請求の範囲第12項記載の装置。 17.前記バイアス部材(75)が所定のばね定数を有する圧縮ばね(77)を備 えてなる請求の範囲第16項記載の装置。 18.前記フィードデバイス支持キャリッジ(83)が第1の位置(87)と第2 の位置(88)との間のガイドレール部材(15)の長さ方向(85)に沿って 移動自在であり、(1)前記繊維束の張力が所定の値を超えるとき、前記フィー ドデバイス支持キャリッジ(83)が前記第1の位置(87)に移動し、(2) 前記繊維束の張力が所定の値より小さいとき、前記フィードデバイス支持キャリ ッジ(83)が前記第2の位置(89)に移動する請求の範囲第16項記載の装 置。 19.(1)前記繊維束の張力が第1の所定の値より大き い第2の所定の値を超えるとき、前記フィードデバイス支持キャリッジ(83) が第1の検出デバイスと接触し、(2)前記繊維束の張力が、前記第1の所定の 値未満の第3の所定の値未満のとき、前記フィードデバイス支持キャリッジ(8 3)が第2の検出デバイス(93)と接触する請求の範囲第18項記載の装置。 20.前記繊維束(112)の張力が第2の所定の値を超えるとき、前記第1の検 出デバイスが少なくとも1人のオペレータ(97)と巻取デバイス(138)に 信号を送り、前記巻取デバイス(138)の動作を解除する請求の範囲第19項 記載の装置。 21.前記繊維束の張力が前記第3の所定の値未満のとき、前記第2の検出(11 2)デバイスが少なくとも1人のオペレータ(97)と前記巻取デバイス(13 8)に信号を送り、前記巻取デバイス(138)の動作を解除する請求の範囲第 19項記載の装置。 22.前記第1の検出デバイス(91)および第2の検出デバイス(93)の少な くとも1つがリミットスイッチである請求の範囲第19項記載の装置。 23.前記張力検出デバイスがハウジング(159)を備えており、該ハウジング がダンサーアームアセンブリを有し、該ダンサーアームアセンブリ(158)が 旋回自在のダンサアーム(160)および抵抗検出デバイスからなり、該旋回自 在のダンサーアーム(160)が2つの対向する端部と回転自在のロール(66 )とを有し、該回転自在のロール(66)が前記繊維束(112)の一部と係合 するために前記旋回自在のダンサーアーム(160)の第1の端部に位置づけら れて おり、前記ダンサーアームが第1の位置と第2の位置とのあいだで旋回自在であ り、その結果、(1)前記束(112)の張力が所定の値未満のとき、前記ダン サーアーム(160)が前記第1の位置まで旋回し、前記抵抗検出デバイスが第 1の位置において前記ダンサーアーム(160)の抵抗を検出し、前記張力検出 デバイスに第1の信号を送り、該張力検出デバイスが前記フィードデバイス制御 器(154)に第2の信号を送り、前記フィードデバイスが繊維束(112)を 進める速度を減少させ、(2)前記束の張力が第2の所定の値を超えるとき、前 記ダンサーアーム(160)が第2の位置まで旋回し、前記抵抗検出デバイスが 第2の位置において前記ダンサーアーム(160)の抵抗を検出し、前記張力検 出デバイスに第3の信号を送り、前記張力検出デバイスがフィードデバイス制御 器(154)に第4の信号を送り前記フィードデバイス(136)が繊維束(1 12)を進める速度を上昇させてなる請求の範囲第1項記載の装置。 24.前記抵抗検出デバイスがポテンショメータである請求の範囲第23項記載の 装置。 25.前記ダンサーアームアセンブリが、前記束の張力デバイスに所定の抵抗を与 えるためにバイアス部材をさらに備えてなる請求の範囲第23項記載の装置。 26.前記バイアス部材が、所定のばね定数を有する圧縮ばね(68)を備えてな る請求の範囲第25項記載の装置。 27.前記張力検出部がハウジング(159)を備えており、該ハウジングにはダ ンサーアームアセンブリ(1 58)が取り付けられ、該ダンサーアームアセンブリ(158)は旋回自在のダ ンサーアーム(160)、第1の検出デバイス(162)および第2の検出デバ イスからなり、前記旋回自在のダンサーアーム(160)は2つの対向する端部 と回転自在のロールとを有し、該回転自在のロール前記回転自在のロールは繊維 束(112)の一部を係合するために旋回自在のダンサーアームの第1の端部に 位置づけられ、第2の対向している端部は第1の側面と第2の側面とを有し、前 記ダンサーアームは、前記ダンサーアームの第2の端部の第1の側面が前記第1 の検出デバイス(162)と接触する第1の位置と、前記ダンサーアームの第2 の端部の第2の側面が前記第2の検出デバイス(164)と接触する第2の位置 とのあいだで旋回自在であり、その結果、(1)前記束の張力が所定の値未満の とき、前記ダンサーアームの第2の端部の第1の側面が前記第1の検出デバイス (162)と接触し、前記張力検出装置が、前記フィードデバイス(136)が 繊維の束(112)を進める速度を上昇するために前記フィードデバイス制御器 (154)に信号(109)を供給し、(2)前記束の張力デバイスが第2の所 定の値をこえる時、前記ダンサーアームの第2の端部の第2の側面が前記第2の 検出デバイス(164)と接触し、前記張力検出デバイスが、前記フィードデバ イス(136)が繊維束(112)を進める速度を上昇するために前記フィード デバイス制御器(154)に信号を供給してなる請求の範囲第1項記載の装置。 28.前記ダンサーアームアセンブリ(158)が束の張 力に所定の抵抗を与えるバイアス部材をさらに有してなる請求の範囲第27項記 載の装置。 29.前記バイアス部材がピストンとシリンダの組み合せ(168)からなる請求 の範囲第28項記載の装置。 30.前記フィードデバイスが繊維束を約244〜366m/min(約800〜 約1200フィート/分)の速度で前進させる請求の範囲第1項記載の装置。 31.前記フィードデバイス(136)が、束中の繊維ストランドの数が30より 少ないときに、繊維束を約8ニュートン(約1.8ポンド)までの張力を与える 請求の範囲第1項記載の装置。 32.前記フィードデバイス(136)が、束中の繊維ストランドの数が30より 大きくかつニップロール圧が約60psiのときに、繊維束に少なくとも12ニ ュートン(約2.7ポンド)の張力を与える請求の範囲第1項記載の装置。 33.前記巻取デバイスにより製造されたるパッケージの繊維束(112)が、1 5.2メートル(50フィート)長の束中に15未満の繊維ストランドと3.8 1センチメートル(約1.5インチ)未満の静的カテナリーを有してなる請求の 範囲第1項記載の装置。 34.パッケージ(16)を形成するために複数の繊維ストランド(22)からな る繊維の束(12)を巻き取る際、カテナリーを減少させるための装置(10) であって、 (a)複数の繊維のストランド供給パッケージ(20)と複数の張力デバイス (30)とを支持するのに適したフレーム(26)と、 (b)複数の繊維のストランド供給パッケージ(20)であって、それぞれが 該パッケージ上に巻き取られた繊維のストランド(22)の引き出しを許すパッ ケージ(20)と、 (c)複数の張力デバイス(30)であって、それぞれが供給パッケージ(2 0)から引き出された繊維のストランド(22)を受け取り、かつ該繊維のスト ランドに張力を加え、当該繊維に加えられた張力がそれぞれ実質的に等しい張力 デバイスと、 (d)繊維の束に前記実質的に等しい張力が加えられた複数の繊維のストラン ドを集束するための、前記複数の引張デバイス(30)のそれぞれから離間され てなる集束デバイス(33)と、 (e)前記フレーム(26)から離間され、前記集束デバイス(33)から繊 維束(12)を受け取り、所定の速度で巻取デバイス(38)に該繊維束(12 )を進めるためのフィードデバイス(36)であって、該フィードデバイスが( 1)ガイドレール部材(15)およびバイアス部材(75)と有する固定フレー ム(13)と、(2)フィードデバイス支持キャリッジ(29)とからなり、フ ィードデバイス支持部が、フィードデバイス支持キャリッジ(83)が、該キャ リッジに取り付けられた従動フィードロール(40)、ニップロール(42)お よびニップロール押圧デバイス(56)を有し、該従動フィードロール(40) が、該ニップロール(42)の回転軸(48)とほぼ平行かつ面一の回転軸(4 6)を有し、前記ニップロール押圧デバイス(56)がニップロールと係合し、 前記 束(12)の通過部に圧力を加えるために、ニップロール(42)の外側表面を フィードロール(40)の外側表面(44)に付勢する圧力を印加し、前記フィ ードデバイス支持キャリッジ(83)が前記ガイドレール部材(15)に摺動自 在に固着されてなるフィードデバイス(36)と、 (f)前記フィードデバイス(36)から離間されており、回転自在のパッケ ージコレクタ(72)を備え、前記繊維の束(12)が前記パッケージコレクタ の回りに巻き取られてパッケージ(16)を形成し、前記フィードデバイス(3 6)から前記束(112)を受け取り、当該束に張力を加えるフィードデバイス と、 (g)前記フィードデバイス(36)と巻取デバイス(38)との間に離間し て位置づけられ、前記束が前記フィードデバイスにより前記巻取デバイス(38 )に前進させられたのち、当該束(112)における張力を決定するための張力 検出デバイスであって、前記巻取デバイス(38)に信号(107)を送り出し 、前記巻取デバイス(38)が張力検出デバイスからの信号(107)を受け取 り、当該信号(107)に応答して前記パッケージコレクタ(72)の回転速度 を調節する張力検出デバイスからなる装置。 35.パッケージ(16)を形成するために複数の繊維ストランド(22)からな る繊維の束(12)を巻き取る際、カテナリーを減少させるための装置(10) であって、 (a)複数の繊維のストランド供給パッケージ(20)と複数の張力デバイス (30)とを支持するのに適し たフレーム(26)と、 (b)複数の繊維のストランド供給パッケージ(20)であって、それぞれが 該パッケージ上に巻き取られた繊維のストランド(22)の引出しを許すパッケ ージ(20)と、 (c)複数の張力デバイス(30)であって、それぞれが供給パッケージ(2 0)から引き出された繊維のストランド(22)を受け取り、かつ該繊維のスト ランドに張力を加え、当該繊維に加えられた張力がそれぞれ実質的に等しい張力 デバイスと、 (d)繊維の束に前記実質的に等しい張力が加えられた複数の繊維のストラン ドを集束するための、前記複数の張力デバイス(30)のそれぞれから離間され てなる集束デバイスと、 (e)前記集束デバイス(33)から繊維の束(12)を受け取り、かつ当該 繊維の束(12)を所定の速度で巻取デバイスに進めるための、前記フレームか ら離間されてなるフィードデバイス(36)であって、当該フィードデバイス( 36)がフィードデバイス支持部(29)を備えており、当該支持部は従動フィ ードロール(40)、ニップロール(42)およびニップロール押圧デバイスを 有しており、当該従動フィードロール(40)は前記ニップロールの回転軸とほ ぼ平行かつ面一である回転軸を有しており、前記ニップロール押圧デバイスはニ ップロール(42)と係合し、前記束(12)が通過する部分に圧力を加えるた めにフィードロール(40)の外側表面(44)に対してニップロール(42) の外側表面を付勢する圧力を加 え、前記従動フィードロール(40)は直流再生ドライブと動的制動を有する交 流ドライブとからなる群から選択されたドライブデバイス(80)を含んでなる フィードデバイス(36)と、 (f)前記フィードデバイス(36)から離間されており、回転自在のパッケ ージコレクタ(72)を備え、前記繊維の束(112)が前記パッケージコレク タの回りに巻き取られてパッケージ(16)を形成し、前記フィードデバイス( 38)から前記束(12)を受け取り、当該束(12)に張力を加える巻取デバ イスと、 (g)前記フィードデバイス(36)と巻取デバイス(38)とのあいだに離 間して位置づけられ、前記束が前記フィードデバイスにより前記巻取デバイスに 前進させられたのち、当該束(12)における張力を決定するための張力検出デ バイスであって、巻取デバイス(38)に信号(107)を送り出し、前記巻取 デバイス(38)が当該張力検出デバイスからの信号(107)を受け取り、( 1)前記張力が第1の所定の値未満のとき、前記張力が第1の所定の値未満のと き、前記フィードデバイス(136)が繊維の束(112)を進める速度を減少 し、(2)張力が第2の所定の値を超えるとき、前記フィードデバイス(136 )が繊維の束(112)を進める速度を増して、前記張力検出デバイスからの信 号に応答して繊維束(112)のカテナリーが巻き取り中最小とされることによ り調節される張力検出デバイスからなる装置。 36.複数の繊維ストランド22からなる繊維束(12) の巻取りの際にカテナリーを減少させる方法であって、 (a)複数の繊維ストランド(22)それぞれに実質的に等しい張力を加え、 (b)ほぼ平行な繊維ストランド(22)の束(12)を形成するために複数 の繊維ストランド(22)を集束し、 (c)所定の速度と張力で前記繊維束(12)を巻取デバイス(38)の方に 進め、 (d)前記繊維束(12)の張力を測定し、 (e)(1)前記束(12)の前進速度が、当該束(12)の測定された張力 が所定の値を超えるとき、当該繊維束(12)の前進速度が増加され、(2)前 記繊維束(12)の前進速度が、当該束(12)の測定された張力が第2の所定 の値未満のとき、減少されるように、当該繊維束(12)が前進される速度を調 節することによって前記繊維束(12)の張力を調節し、 (f)パッケージ(16)を形成するために巻取デバイスの回転自在のパッケ ージコレクタ(72)に繊維束を巻き付ける工程からなる方法。 37.前記繊維がガラス繊維である請求の範囲第36項記載の方法。 38.前記工程(a)において、繊維ストランド(22)のそれぞれに約60〜約 120グラムの張力が与えられる請求の範囲第36項記載の方法。 39.前記工程(c)において、繊維束(12)に圧力を加えることをさらに含む 請求の範囲第36項記載の方 法。 40.前記工程(c)が、繊維束(12)をフィードデバイス(38)に巻回する ことなく当該繊維束(12)を前進させることをさらに含む請求の範囲第36項 記載の方法。 41.繊維束(12)の引張力を測定するために当該繊維束の一部をダンサーアー ム(60)の少くとも一部に接触させ、測定した束の張力が所定値よりも小さい ときには前記ダンサーアーム(60)を第1の位置に移動させ、測定した束(1 2)の張力が第2の所定値をこえるときには前記ダンサーアーム(60)を第2 の位置に移動させることをさらに含む請求の範囲第36項記載の方法。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 シンガー、ロバート ダブリュ アメリカ合衆国、28018 ノースカロライ ナ州、ボスティック、レッドバッド レー ン 462 【要約の続き】 力検出デバイスであって、当該張力検出デバイスからの 信号に応答して前記フィードデバイスの速度を調節する 張力検出デバイス、および巻取デバイスを含んでいる。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.パッケージを形成するために複数の繊維ストランドからなる繊維の束を巻き 取る際、カテナリーを減少させるための装置であって、 (a)複数の繊維のストランド供給パッケージと複数の張力デバイスとを支持 するのに適したフレームと、 (b)複数の繊維のストランド供給パッケージであって、それぞれが該パッケ ージ上に巻き取られた繊維のストランドの引出しを許すパッケージと、 (c)複数の張力デバイスであって、それぞれが供給パッケージから引き出さ れた繊維のストランドを受け取り、かつ該繊維のストランドに張力を加え、当該 繊維のストランドに加えられた張力がそれぞれ実質的に等しい張力デバイスと、 (d)繊維の束に前記実質的に等しい張力が加えられた複数の繊維のストラン ドを集束するための、前記複数の張力デバイスのそれぞれから離間されてなる集 束デバイスと、 (e)前記集束デバイスから繊維の束を受け取り、かつ当該繊維の束を所定の 速度で巻取デバイスに進めるための、前記フレームから離間されてなるフィード デバイスと、 (f)前記フィードデバイスから離間されており、回転自在のパッケージコレ クタを備え、前記繊維の束が前記パッケージコレクタの回りに巻き取られてパッ ケージを形成し、前記フィードデバイスから前記束を受け取り、当該束に張力を 加える巻取デバイスと、 (g)前記フィードデバイスと巻取デバイスとのあいだに離間して位置づけら れ、前記束が前記フィードデバイスにより前記巻取デバイスに前進させられたの ち、当該束における張力を決定するための張力検出デバイスであって、フィード デバイス制御器に信号を送り出す張力検出デバイスと、 (h)前記張力検出デバイスに電気的に接続され、前記張力検出デバイスから の信号を受け取り、前記張力検出デバイスからの信号に応答して前記フィードデ バイスの速度を調節することによって束の張力を調節するためのフィードデバイ ス制御装置 からなる装置。 2.前記繊維がガラス繊維である請求の範囲第1項記載の装置。 3.前記張力デバイスの少なくとも1つが磁気ヒステリシスブレーキを備えてな る請求の範囲第1項記載の装置。 4.前記張力デバイスのそれぞれが、前記繊維のストランドそれぞれに約60〜 120グラムの張力を加えてなる請求の範囲第1項記載の装置。 5.前記張力デバイスの少なくとも1つが、単一で、弾力を有するストランド係 合ホイールを備え、当該ストランド係合ホイールがほぼ環状の本体を具備し、該 本が互いに対向している側壁を含んでおり、該側壁が、屈曲したストランドの経 路を与えるために、交互に離間された内側に突出しているテーパー状のストラン ド把持部を備え、該屈曲したストランドの経路の約50%未満不連続であり、前 記把持部のあいだのそれぞれ の側壁が該屈曲したストランドの経路に接近せしめるために開口を有してなる請 求の範囲第1項記載の装置。 6.前記屈曲したストランドの経路の約20%未満が不連続である請求の範囲第 5項記載の装置。 7.前記把持部の少なくとも1つが前記ストランド経路の約5%〜約10%であ る請求の範囲第5項記載の装置。 8.前記束の繊維のストランドのそれぞれに加えられた張力の変化を最小にする ために複数の張力デバイスそれぞれに対する力を調節するための張力デバイス制 御器をさらに備えてなる請求の範囲第1項記載の装置。 9.前記ストランド間の張力の変化が約10グラム未満になるように、前記張力 デバイス制御器が複数の張力デバイスを調節してなる請求の範囲第1項記載の装 置。 10.前記集束デバイスの収集がガイドアイを備えてなる請求の範囲第1項記載の 装置。 11.前記集束デバイスが、従動フィードロールの外側表面の少なくとも一部を超 えて前記繊維バンドルを揺動させるための繊維束揺動デバイスを備えてなる請求 の範囲第1項記載の装置。 12.前記フィードデバイスが、従動フィードロールが取り付けられたフィードデ バイス支持部に対向したニップロールおよびニップロール押圧デバイスを備え、 従動フィードロールがニップロールの回転軸に平行かつ面一である回転軸を有し 、前記ニップロール押圧デバイスが前記ニップロールと係合し、束が通過する部 分 に圧力を加えるために前記フィードロールの外側表面対してニップロールの外側 表面を付勢する圧力を印加してなる請求の範囲第1項記載の装置。 13.前記従動フィードロールが、直流発生ドライブと動的な制動を有する交流ド ライブとからなる群から選択されたドライブデバイスをさらに備えてなる請求の 範囲第12項記載の装置。 14.前記ニップロール押圧デバイスが前記束に約10〜60psiの圧力を印加 する請求の範囲第12項記載の装置。 15.前記ニップロールが、前記駆動ロールの回りに前記束を巻くことなく繊維束 を進めるために駆動ロールに対向されてなる請求の範囲第12項記載の装置。 16.前記フィードデバイスが、ガイドレール部材を有する固定フレームとバイア ス部材とからなり、前記フィードデバイス支持部が従動フィードロールが設けら れたフィードデバイス支持キャリッジ、ニップロールおよびニップロール押圧デ バイスをさらに備え、当該フィードデバイス支持キャリッジが前記ガイドレール 部材に摺動自在に固着されてなる請求の範囲第12項記載の装置。 17.前記バイアス部材が所定のばね定数を有する圧縮ばねを備えてなる請求の範 囲第16項記載の装置。 18.前記フィードデバイス支持キャリッジが第1の位置と第2の位置とのあいだ のガイドレール部材の長さ方向に沿って移動自在であり、(1)前記繊維束の張 力が所定の値を超えるとき、前記フィードデバイス支持キャリッジが前記第1の 位置に移動し、(2)前記繊 維束の張力が所定の値より小さいとき、前記フィードデバイス支持キャリッジが 前記第2の位置に移動する請求の範囲第16項記載の装置。 19.前記繊維束の張力が第1の所定の値より大きい第2の所定の値を超えるとき 、前記フィードデバイス支持キャリッジが第1の検出デバイスと接触し、前記繊 維束の張力が、前記第1の所定の値未満の第3の所定の値未満のとき、前記フィ ードデバイス支持キャリッジが第2の検出デバイスと接触する請求の範囲第18 項記載の装置。 20.前記繊維束の張力が第2の所定の値を超えるとき、前記第1の検出デバイス が少なくとも1人のオペレータと巻取デバイスに信号を送り、前記巻取デバイス の動作を解除する請求の範囲第19項記載の装置。 21.前記繊維束の張力が前記第3の所定の値未満のとき、前記第2の検出デバイ スが少なくとも1人のオペレータと前記巻取デバイスに信号を送り、前記巻取デ バイスの動作を解除する請求の範囲第19項記載の装置。 22.前記第1の検出デバイスおよび第2の検出デバイスの少なくとも1つがリミ ットスイッチである請求の範囲第19項記載の装置。 23.前記張力検出デバイスがハウジングを備えており、該ハウジングがダンサー アームアセンブリを有し、該ダンサーアームアセンブリが旋回自在のダンサアー ムおよび抵抗検出デバイスからなり、該旋回自在のダンサーアームが2つの対向 する端部と回転自在のロールとを有し、該回転自在のロールが前記繊維束の一部 と係合するために前記旋回自在のダンサーアームの第1 の端部に位置づけられており、前記ダンサーアームが第1の位置と第2の位置と のあいだで旋回自在であり、その結果、(1)前記束の張力が所定の値未満のと き、前記ダンサーアームが前記第1の位置まで旋回し、前記抵抗検出デバイスが 第1の位置において前記ダンサーアームの抵抗を検出し、前記張力検出デバイス に第1の信号を送り、該張力検出デバイスが前記フィードデバイス制御器に第2 の信号を送り、前記フィードデバイスが繊維束を進める速度を減少させ、(2) 前記束の張力が第2の所定の値を超えるとき、前記ダンサーアームが第2の位置 まで旋回し、前記抵抗検出デバイスが第2の位置において前記ダンサーアームの 抵抗を検出し、前記張力検出デバイスに第3の信号を送り、前記張力検出デバイ スがフィードデバイス制御器に第4の信号を送り前記フィードデバイスが繊維束 を進める速度を上昇させてなる請求の範囲第1項記載の装置。 24.前記抵抗検出デバイスがポテンショメータである請求の範囲第23項記載の 装置。 25.前記ダンサーアームアセンブリが、前記束の張力デバイスに所定の抵抗を与 えるために付勢部材をさらに備えてなる請求の範囲第23項記載の装置。 26.前記付勢部材が、所定のばね定数を有する圧縮ばねを備えてなる請求の範囲 第25項記載の装置。 27.前記張力検出部がハウジングを備えており、該ハウジングにはダンサーアー ムアセンブリが取り付けられ、該ダンサーアームアセンブリは旋回自在のダンサ ーアーム、第1の検出デバイスおよび第2の検出デバイス からなり、前記旋回自在のダンサーアームは2つの対向する端部と回転自在のロ ールとを有し、該回転自在のロール前記回転自在のロールは繊維束の一部を係合 するために旋回自在のダンサーアームの第1の端部に位置づけられ、第2の対向 している端部は第1の側面と第2の側面とを有し、前記ダンサーアームは、前記 ダンサーアームの第2の端部の第1の側面が前記第1の検出デバイスと接触する 第1の位置と、前記ダンサーアームの第2の端部の第2の側面が前記第2の検出 デバイスと接触する第2の位置とのあいだで旋回自在であり、その結果、(1) 前記束の張力が所定の値未満のとき、前記ダンサーアームの第2の端部の第1の 側面が前記第1の検出デバイスと接触し、前記張力検出装置が、前記フィードデ バイスが繊維の束を進める速度を上昇するために前記フィードデバイス制御装置 に信号を供給し、(2)前記束の張力デバイスが第2の所定の値をこえる時、前 記ダンサーアームの第2の端部の第2の側面が前記第2の検出デバイスと接触し 、前記張力検出デバイスが、前記フィードデバイスが繊維束を進める速度を上昇 するために前記フィードデバイス制御装置に信号を供給してなる請求の範囲第1 項記載の装置。 28.前記ダンサーアームアセンブリが束の張力に所定の抵抗を与えるバイアス部 材をさらに有してなる請求の範囲第27項記載の装置。 29.前記バイアス部材がピストンとシリンダの組み合せからなる請求の範囲第2 8項記載の装置。 30.前記フィードデバイスが繊維束を約800〜約12 00フィート/分の速度で前進させる請求の範囲第1項記載の装置。 31.前記フィードデバイスが、束中の繊維ストランドの数が30より少ないとき に、繊維束を約1.8ポンドまでの張力を与える請求の範囲第1項記載の装置。 32.前記フィードデバイスが、束中の繊維ストランドの数が30より大きくかつ ニップロール圧が約60psiのときに、繊維束に少なくとも約2.7ポンドの 張力を与える請求の範囲第1項記載の装置。 33.前記巻取デバイスにより製造されたるパッケージの繊維束が、50フィート 長の束中に15未満の繊維ストランドと約1.5インチ未満の静的カテナリーを 有してなる請求の範囲第1項記載の装置。 34.パッケージを形成するために複数の繊維ストランドからなる繊維の束を巻き 取る際、カテナリーを減少させるための装置であって、 (a)複数の繊維のストランド供給パッケージと複数の張力デバイスとを支持 するのに適したフレームと、 (b)複数の繊維のストランド供給パッケージであって、それぞれが該パッケ ージ上に巻き取られた繊維のストランドの引き出しを許すパッケージと、 (c)複数の張力デバイスであって、それぞれが供給パッケージから引き出さ れた繊維のストランドを受け取り、かつ該繊維のストランドに張力を加え、当該 繊維に加えられた張力がそれぞれ実質的に等しい張力デバイスと、 (d)繊維の束に前記実質的に等しい張力が加えられた複数の繊維のストラン ドを集束するための、前記複 数の引張デバイスのそれぞれから離間されてなる集束デバイスと、 (e)前記フレームから離間され、前記集束デバイスから繊維束を受け取り、 所定の速度で巻取デバイスに該繊維束を進めるためのフィードデバイスであって 、該フィードデバイスが(1)ガイドレール部材およびバイアス部材と有する固 定フレームと、(2)フィードデバイス支持キャリッジとからなり、該フィード デバイス支持キャリッジが、該キャリッジに取り付けられた従動フィードロール 、ニップロールおよびニップロール押圧デバイスを有し、該従動フィードロール が、該ニップロールの回転軸とほぼ平行かつ面一の回転軸を有し、前記ニップロ ール押圧デバイスがニップロールを押圧し、前記束の通過部に圧力を加えるため に、ニップロールの外側表面をフィードロールの外側表面に付勢する圧力を印加 し、前記フィードデバイス支持キャリッジが前記ガイドレール部材に摺動自在に 固着されてなるフィードデバイスと、 (f)前記フィードデバイスから離間されており、回転自在のパッケージコレ クタを備え、前記繊維の束が前記パッケージコレクタの回りに巻き取られてパッ ケージを形成し、前記フィードデバイスから前記束を受け取り、当該束に張力を 加えるフィードデバイスと、 (g)前記フィードデバイスと巻取デバイスとの間に離間して位置づけられ、 前記束が前記フィードデバイスにより前記巻取デバイスに前進させられたのち、 当該束における張力を決定するための張力検出デバイスであって、フィードデバ イス制御装置に信号を送り出 す張力検出デバイス からなる装置。 35.パッケージを形成するために複数の繊維ストランドからなる繊維の束を巻き 取る際、カテナリーを減少させるための装置であって、 (a)複数の繊維のストランド供給パッケージと複数の引張り装置とを支持す るのに適したフレームと、 (b)複数の繊維のストランド供給パッケージであって、それぞれが該パッケ ージ上に巻き取られた繊維のストランドの引出しを許すパッケージと、 (c)複数の張力デバイスであって、それぞれが供給パッケージから引き出さ れた繊維のストランドを受け取り、かつ該繊維のストランドに張力を加え、当該 繊維に加えられた張力がそれぞれ実質的に等しい張力デバイスと、 (d)繊維の束に前記実質的に等しい張力が加えられた複数の繊維のストラン ドを集束するための、前記複数の張力デバイスのそれぞれから離間されてなる集 束デバイスと、 (e)前記集束デバイスから繊維の束を受け取り、かつ当該繊維の束を所定の 速度で巻き取りデバイスに進めるための、前記フレームから離間されてなるフィ ードデバイスであって、 当該フィードデバイスがフィードデバイス支持キャリッジを備えており、当該 キャリッジは従動フィードロール、ニップロールおよびニップロール押圧デバイ スを有しており、当該従動フィードロールは前記ニップロールの回転軸とほぼ平 行かつ面一である回転軸を有 している。前記ニップロール押圧デバイスはニップロールと係合し、前記束が通 過する部分に圧力を加えるためにフィードロールの外側表面に対してニップロー ルの外側表面を付勢する圧力を加え、前記従動フィードロールは直流回生ドライ ブと動的制動を有する交流ドライブとからなる群から選択されたドライブデバイ スを含んでなるフィードデバイスと、 (f)前記フィードデバイスから離間されており、回転自在のパッケージコレ クタを備え、前記繊維の束が前記パッケージコレクタの回りに巻き取られてパッ ケージを形成し、前記フィードデバイスから前記束を受け取り、当該束に張力を 加えるフィードデバイスと、 (g)前記フィードデバイスと巻取デバイスとのあいだに離間して位置づけら れ、前記束が前記フィードデバイスにより前記巻取デバイスに前進させられたの ち、当該束における張力を決定するための張力検出デバイスであって、フィード デバイス制御装置に信号を送り出す張力検出デバイス からなる装置。 36.複数の繊維ストランドからなる繊維束の巻取りの際にカテナリーを減少させ る方法であって、 (a)複数の繊維束それぞれに実質的に等しい張力を加え、 (b)ほぼ平行な繊維ストランドの束を形成するために複数の繊維ストランド を収集し、 (c)所定の速度と張力で前記繊維ストランドを巻取デバイスの方に進め、 (d)前記繊維束の張力を測定し、 (e)前記束の測定された張力が所定の値を超えているとき当該繊維束の前進 速度が増加され、(2)前記繊維束の測定された張力が第2の所定の値未満であ るとき、前記繊維束の前進速度が減少されるように前記繊維束が進められる速度 を調節することによって前記繊維束の張力を調節し、 (f)パッケージを形成するために巻き取りデバイスの回転自在のパッケージ 収集器に繊維を巻き付ける工程からなる方法。 37.前記繊維がガラス繊維である請求の範囲第36項記載の方法。 38.前記工程(a)において、繊維ストランドのそれぞれに約60〜約120グ ラムの張力が与えられる請求の範囲第36項記載の方法。 39.前記工程(c)において、繊維束に圧力を加えることをさらに含む請求の範 囲第36項記載の方法。 40.前記工程(c)が、繊維束をフィードデバイスを巻回することなく当該繊維 束を前進させることをさらに含む請求の範囲第36項記載の方法。 41.繊維束の引張力を測定するために当該繊維束の一部をダンサーアームの少く とも一部に接触させ、測定した束の張力が所定値よりも小さいときには前記ダン サーアームを第1の位置に移動させ、測定した束の張力が第2の所定値をこえる ときには前記ダンサーアームを第2の位置に移動させることをさらに含む請求の 範囲第36項記載の方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008150720A (ja) * 2006-12-14 2008-07-03 Nitto Boseki Co Ltd ロービング、ロービングパッケージ、繊維強化樹脂成形体の製造方法

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6199406B1 (en) * 1999-04-14 2001-03-13 Ppg Industries Ohio, Inc. Small diameter gathering shoe for glass fiber forming
AU2001234594A1 (en) 2000-03-10 2001-09-24 Corning Incorporated Optical fiber with absorbing overclad glass layer
KR20010095726A (ko) * 2000-04-11 2001-11-07 김찬용 권선기용 선재공급장치
US6533213B2 (en) 2000-05-01 2003-03-18 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Method and apparatus for unwinding web materials
AU2001264909A1 (en) 2000-07-11 2002-01-21 Corning Incorporated Variable tension fiber winding
US20030172683A1 (en) * 2002-02-11 2003-09-18 Chi Tang Rovings and methods and systems for producing rovings
JP3960418B2 (ja) * 2002-02-28 2007-08-15 Ykk株式会社 糸切れ防止装置及び同糸切れ防止手段を有する糸条加工機類
US20060057319A1 (en) * 2004-09-11 2006-03-16 Gleich Klaus F Methods and systems for making fiber reinforced products and resultant products
PT1707656E (pt) * 2005-03-30 2008-07-29 Benninger Ag Maschf Método e sistema para o funcionamento de uma esquinadeira para um aparelho de bobinagem, bem como uma esquinadeira
EP2192072B1 (de) 2008-11-29 2015-05-06 Karl Mayer Textilmaschinenfabrik GmbH Vorrichtung zum Einstellen der Spannung eines Fadens
EP2718215B1 (de) * 2011-06-11 2017-01-04 Oerlikon Textile GmbH & Co. KG Zugwerk für den transport von filamenten
US9382645B2 (en) * 2011-06-16 2016-07-05 American Linc, Llc Overfeed roller assembly, textile machine, and method of adjusting tension in a running yarn
US9683316B2 (en) * 2012-04-13 2017-06-20 Columbia Insurance Company Methods and systems for regulating tension in warping
CN104016177B (zh) * 2014-02-18 2016-10-05 宁波中车新能源科技有限公司 分切卷绕机及分切方法
US9850089B2 (en) 2014-06-20 2017-12-26 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Apparatus and method for controlling the unwinding of a web
ES2767407T3 (es) * 2014-10-10 2020-06-17 Kimberly Clark Co Dispositivo de corte de deformación corta
CN110077905A (zh) * 2019-06-03 2019-08-02 广州市鸿辉电工机械有限公司 一种控制绞线机收线张力的方法及其装置
JP7432403B2 (ja) * 2020-03-13 2024-02-16 本田技研工業株式会社 フィラメントワインディング装置及びフィラメントワインディング方法
CN113816205B (zh) * 2021-10-11 2023-01-31 长春惠邦科技有限公司 一种合股机

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL302868A (ja) * 1963-03-21
US3361375A (en) * 1966-04-18 1968-01-02 Owens Corning Fiberglass Corp Method and apparatus for packaging strand material
US3765988A (en) * 1971-07-19 1973-10-16 Owens Corning Fiberglass Corp Apparatus for packaging linear material
US3685764A (en) * 1971-08-11 1972-08-22 Ppg Industries Inc Glass fiber forming and supply package
US3792821A (en) * 1971-12-01 1974-02-19 Owens Corning Fiberglass Corp Apparatus for combining linear bodies into a composite product
US3861609A (en) * 1971-12-08 1975-01-21 Owens Corning Fiberglass Corp Method of and apparatus for processing linear elements
US3808789A (en) * 1973-01-26 1974-05-07 Owens Corning Fiberglass Corp Apparatus for collection of linear material
US3797775A (en) * 1973-02-01 1974-03-19 E White Strand tension control
US3847579A (en) * 1973-03-22 1974-11-12 Owens Corning Fiberglass Corp Method of and apparatus for processing linear elements
US3966132A (en) * 1973-04-05 1976-06-29 Owens-Corning Fiberglas Corporation Apparatus for and method of handling linear elements
US3831880A (en) * 1973-05-07 1974-08-27 E White Strand material creel and tension control
US4010908A (en) * 1974-07-29 1977-03-08 Owens-Corning Fiberglas Corporation Method and apparatus for handling linear elements
US3966133A (en) * 1974-12-23 1976-06-29 Owens-Corning Fiberglas Corporation Tension controlling apparatus
US3998326A (en) * 1976-01-29 1976-12-21 Ppg Industries, Inc. Packaging forming packages of strand material
US4214931A (en) * 1978-06-23 1980-07-29 Owens-Corning Fiberglas Corporation Method and apparatus for forming and processing roving
GB2104252B (en) * 1981-06-12 1984-11-07 Bicc Plc Controlling tension in flexible material being unwound from a drum
US4413981A (en) * 1981-06-12 1983-11-08 White Eugene F Sheave
US4420123A (en) * 1981-10-19 1983-12-13 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Force rate sensor assembly
US4527749A (en) * 1984-02-09 1985-07-09 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Interferometric fiber optic hydrophone winding machine
WO1986000605A1 (en) * 1984-07-02 1986-01-30 White Frances H Winder apparatus and method
US5058818A (en) * 1990-02-08 1991-10-22 Magnatech International, Inc. Multi-strand bobbin winding apparatus
US5114087A (en) * 1990-09-21 1992-05-19 General Atomics Fiber combiner for aligning filaments in a planar filament array
US5613642A (en) * 1995-12-19 1997-03-25 Ppg Industries, Inc. Process and system for winding and transporting a wound package

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008150720A (ja) * 2006-12-14 2008-07-03 Nitto Boseki Co Ltd ロービング、ロービングパッケージ、繊維強化樹脂成形体の製造方法

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Publication number Publication date
US5957402A (en) 1999-09-28
WO1995020538A1 (en) 1995-08-03
EP0741665A1 (en) 1996-11-13
CA2182416A1 (en) 1995-08-03

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