KR20030015213A - 패키지 형성중 스트랜드 가이드 위치를 제어하는 방법 - Google Patents

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오웬스 코닝
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Abstract

스트랜드 (14) 를 감아 패키지를 형성하도록 콜릿 (22) 이 회전한다. 상기 스트랜드는, 패키지가 회전할 때 패키지 표면 (20) 에 일정한 패턴으로 스트랜드를 놓는 스트랜드 가이드 (38) 를 갖는 스트랜드 왕복기 (30) 와 함께 왕복운동한다. 패키지가 형성될 때, 패키지의 직경이 증가한다. 방법은, 패키지를 형성하기 전에 바람직한 콜릿의 회전속도 또는 토크를 선택하기 위한 개시순서를 포함한다. 패키지가 형성될 때, 패키지 밀도를 제어하도록 콜릿상의 토크가 모니터되어 상부 및 하부 작동곡선 (96,98) 내에 유지된다. 또한 상기 방법은 스트랜드 가이드에 의해 패키지에 가해지는 힘을 제어하도록 캠 (32) 및/또는 리시더 (60) 의 토크를 모니터할 수 있다.

Description

패키지 형성중 스트랜드 가이드 위치를 제어하는 방법{METHOD OF CONTROLLING STRAND GUIDE POSITION DURING PACKAGE BUILDUP}
무기섬유는 다양한 제품에 사용된다. 상기 섬유는 플라스틱 매트릭스, 강화종이, 강화테입, 및 제직제품등의 제품에서 강화재로서 사용될 수 있다. 상기 섬유의 형성 및 수집공정동안, 수많은 섬유들이 스트랜드로서 함께 다발짓는다. 여러 스트랜드가 로빙을 형성하도록 함께 모일 수 있으며, 이 로빙은 성형된 플라스틱 제품과 같은 제품에 구조적 지지를 제공하는 강화 플라스틱 매트릭스에 사용된다. 상기 스트랜드는 또한 섬유를 형성하도록 제직될 수 있으며, 섬유의 임의 형태로 수집될 수 있다. 상기 각각의 스트랜드는 유리섬유의 수집으로부터 형성되며, 다른 무기물질 또는 유기중합체 물질등의 다른 재료의 섬유로 구성될 수 있다. 보호막, 또는 사이즈가 상기 섬유에 도포되어, 섬유가 각각의 스트랜드를 형성하기 위해 수집되는 경우, 파손없이 서로 이동하게 한다. 또한 상기 사이즈는 상기 스트랜드와 플라스틱 매트릭스 사이의 결합을 향상시킨다.상기 사이즈는 또한, 상기 섬유들이 함께 부착하여, 일체의 스트랜드를 형성하도록 결합제를 포함할 수 있다. 사이즈의 사용은 선택적이라는 것을 이해하여야 한다.
전형적으로, 유리섬유등의 연속섬유는 용융유리의 공급기로부터 기계적으로 인장된다. 상기 공급기는, 200 내지 10,000 개의 오리피스를 갖는 바닥판, 또는 부싱을 갖는다. 형성공정에서, 상기 스트랜드는, 패키지를 형성하거나 또는 만들기 위해 회전하는 드럼, 또는 콜릿(collet) 주위에서 감긴다. 완성된 패키지는 하나의 긴 스트랜드로 구성된다. 상기 패키지는 스트랜드가 용이하게 풀릴 수 있는 방법으로 감기는 것이 바람직하다. 콜릿상에 놓인 일련의 나선형 코스로 이루어진 권취형태는 용이하게 풀릴 수 있는 패키지를 형성한다는 것이 밝혀져 왔다. 그러한 나선형태는 스트랜드의 인접한 루프 또는 랩이, 사이즈 물질의 도포로 인해 여전히 젖은 스트랜드를 함께 용해하지 않도록 한다. 상기 나선형 코스는, 패키지가 형성되기 시작할 때 콜릿 주위에서 감긴다. 연속적인 코스가 상기 패키지의 외부면에 놓여있으며, 상기 권취가 완성되어 상기 패키지가 콜릿으로부터 제거될 때까지, 연속적으로 패키지 직경을 증가시킨다.
스트랜드 왕복기는, 각각의 연속적인 코스에 있는 스트랜드를 패키지의 외부면을 가로질러 길이방향으로 앞뒤로 안내한다. 공지의 스트랜드 왕복기는 나선와이어형 스트랜드 진동기이다. 이것은 나선형에 가까운 두개의 선체밖의 와이어를 포함하는 회전축으로 구성된다. 상기 나선와이어는 전진하는 스트랜드와 충돌하여 스트랜드를 패키지의 외부면을 따라 앞뒤로 안내한다. 또한 상기 축은, 회전하는 나선와이어가 패키지 표면상의 스트랜드를 놓을 패키지 표면을 가로질러 이동하도록, 길이방향으로 이동한다. 패키지를 형성하는 동안, 상기 나선와이어 스트랜드 진동기는 패키지 표면과 접촉하지 않는다. 비록 상기 나선와이어 스트랜드 진동기가 용이하게 풀어질 수 있는 패키지를 생산하지만, 상기 패키지는 정방형 모서리를 갖지 않는다.
정방형 모서리의 원통형 패키지를 생산하는 공지의 스트랜드 왕복기는, 나선홈, 상기 홈내에 위치하는 캠추종기 및 상기 캠추종기에 부착된 스트랜드 가이드를 구비한 캠을 포함한다. 상기 캠이 회전함에 따라, 상기 캠추종기 및 상기 스트랜드 가이드는 각각의 연속적인 코스가 놓일 회전하는 패키지의 외부면을 가로질러 스트랜드를 길이방향으로 앞뒤로 이동시킨다. 회전가능한 원통형부재, 또는 롤러베일은, 스트랜드 가이드가 방향을 바꿀때 패키지 모서리에서 최후의 코스내에 놓여있는 스트랜드를 적소에 유지시키기 위해 형성되어질 때 패키지의 외부면과 접촉한다. 상기 롤러베일은 회전하도록 장착되며, 베어링은 롤러베일과 장착표면 사이의 마찰력을 감소시키는데 사용된다. 상기 콜릿과 패키지는 권취중 고속으로 회전한다. 상기 롤러베일과 상기 회전하는 패키지표면 사이의 접촉으로 인해, 상기 롤러베일이 회전하며, 롤러베일 표면의 속도는 일반적으로 패키지 표면의 높은 회전속도와 동일하다. 상기 롤러베일은 일반적으로 콜릿의 직경보다 더 작은 고정된 직경을 가지며, 콜릿직경의 오직 10% 일 수 있다. 따라서, 패키지 표면의 속도와 동일한 속도로 이동하는 상기 롤러베일 표면을 유지하기 위해, 롤러베일은 더 높은 분당회전수(RPMs)로 회전하여야 한다. 권취중 바람직한 패키지크기의 범위 및 바람직한 콜릿속도 전체에서 효과적으로 작동하기 위해, 상기 롤러베일은 70,000 RPM 이상에서 회전하여야 한다.
상기 롤러베일의 상기 회전하는 롤러는상기 패키지 표면에 있을 때 상기 스트랜드와 접촉한다. 만약 상기 롤러베일 표면의 속도가 패키지 표면의 속도와 일치하지 않는다면, 롤러베일은 스트랜드에 마찰력을 가할 것이며, 이것은 스트랜드내 일부 섬유를 파손시킬 수 있다. 베어링은 상기 롤러베일 마운트와 상기 회전하는 롤러베일 사이에 제공되어 마찰력을 감소시켜 롤러베일이 고속의 RPMs으로 회전하게 한다. 과거에 사용되어 왔던 전형적인 그리이스 윤활 베어링은, 스트랜드 섬유들을 파손시킬 수 있는 연마력을 발생시키지 않고, 상기 롤러베일이 그러한 고속의 RPMs로 작동하기에 충분히 마찰력을 감소시키지 않는 것으로 밝혀졌다. 상기 스트랜드 왕복기는 윤활을 필요로 하는 표면을 갖는 롤러베일에 더하여 다른 이동부분을 갖는다. 상기 회전하는 캠은 윤활을 사용하는 베어링을 갖는다. 상기 캠추종기는 캠 표면상의 홈을 따라 이동하는 중 윤활을 필요로 한다.
패키지 형성중 스트랜드 가이드 또는 안내눈 위치를 제어하기 위한 여러시도가 있었다. 예를 들어, 루드(Rudd)에게 특허허여된 미국특허 제 3,854,668 호는, 상기 안내눈을 콜릿과 접촉하도록 이동시킨후 전위차계를 제로의 눈금에 맞춤으로써 절대위치를 설정하는 얀 권취기를 개시하고 있다.
이야케(Miyake)등에게 특허허여된 미국특허 제 4,715,548 호는, 제어기 (8) 가 권취공정중 패키지의 회전속도 및 모터변환기로부터의 입력신호를 사용하여, 패키지의 직경을 계산하는 권취공정을 개시하고 있다.
클린크(Klink)등에게 특허허여된 미국특허 제 3,365,145 호는, 안내눈을 패키지에 가까이 유지하나, 패키지의 증가한 크기에 대응하여 안내눈을 후퇴시키는 권취기를 개시하고 있다. 상기 후퇴는 마이크로스위치 (96) 를 통해 후퇴모터 (96) 에 연결된 스프링 (92) 에 의한 것이다.
상기 콜릿에 대한 스트랜드 가이드 위치의 제어부족은, 부싱에서 필라멘트의 부분적인 파손, 부싱의 인장증가, 터릿시스템 또는 콜릿스핀들에서의 잠재적인 기계고장, 스트랜드 가이드 조립체의 손상 또는 쇠퇴, 및 윤활실패에 한정되지 않고 이들을 포함하는 여러 문제점들을 둔다. 따라서, 콜릿에 대한 스트랜드 가이드의 상대적 위치를 제어하며 패키지 공정중 상기 스트랜드 가이드에 의해 패키지에 가해진 힘을 모니터하는 것이 바람직하다.
본 발명은 유리섬유의 제조, 특히 유리섬유 스트랜드를 권취하여 패키지를 형성하는 것에 관한 것이다. 더더욱, 본 발명은 최적의 패키지 형성을 위해 콜릿에 대한 스트랜드 가이드의 위치를 제어하는 것과 관련있다.
도 1 은 본 발명의 원리에 따라 섬유 스트랜드를 형성하고, 수집하고 권취하는 장치의 개략 정면도이다.
도 2 는 도 1 에 도시된 스트랜드 왕복기의 확대된 개략 평면도이다.
도 3 은 라인 3-3을 따른 도 2 장치의 개략 단면도(斷面圖)이다.
도 4 는 도 1 의 일부인 롤러 베일 조립체의 단면도(端面圖)이다.
도 5 는 하나의 콜릿에 다수의 패키지의 형성을 나타내는 본 발명의 다른 실시예의 선도이다.
도 6 은 본 발명의 방법을 위한 제어시스템의 블록도이다.
도 7 은 패키지 형성중 스트랜드 가이드에 의해 패키지상에 가해진 힘의 도표이다.
도 8 은 본 발명의 방법에 따른 패키지 직경의 함수로서 콜릿상의 토크도표이다.
본 발명은, 패키지 형성을 위해 콜릿을 회전시키는 단계;
상기 회전하는 콜릿상에 스트랜드를 권취하도록 스트랜드 가이드를 갖는 캠을 회전시키는 단계;
상기 스트랜드 가이드가 상기 회전하는 콜릿과 접촉할 때까지, 상기 회전하는 캠을 상기 회전하는 콜릿을 향해 방사상으로 이동시키는 단계;
스트랜드 가이드가 상기 콜릿과 접촉할때 콜릿상의 토크를 모니터하는 단계; 및
상기 콜릿상에 바람직한 토크가 도달할 때까지, 상기 회전하는 캠을 상기 회전하는 콜릿으로부터 멀리 방사상으로 이동시키는 단계를 포함하는 스트랜드 가이드의 위치를 제어하는 방법에 관한 것이다.
본 발명의 다른 방법에 있어서, 상기 방법은:
패키지 형성을 위해 콜릿을 회전시키는 단계;
상기 회전하는 콜릿상에 스트랜드를 권취하도록 스트랜드 가이드를 갖는 캠을 회전시키는 단계;
상기 스트랜드 가이드가 상기 회전하는 콜릿과 접촉할 때까지, 상기 회전하는 캠을 상기 회전하는 콜릿을 향해 리시더와 함께 이동시키는 단계;
상기 스트랜드 가이드가 상기 콜릿과 접촉할 때 상기 콜릿, 캠 및 리시더중 하나의 토크를 결정하는 단계; 및
상기 콜릿, 캠 및 리시더중 하나의 소정의 토크가 도달할 때까지, 상기 회전하는 캠을 상기 회전하는 콜릿으로부터 멀리 방사상으로 이동시키는 단계를 포함한다.
동봉된 도면을 참조하며, 이하의 바람직한 실시예의 상세한 설명으로 인해, 본 발명의 다양한 목적 및 잇점이 당업자에게 명백해질 것이다.
도 1 및 도 2 는, 섬유 (10) 가 부싱 (12) 의 다수의 오리피스 (11) 로부터 인발되어 집합부재 (16) 에 의해 스트랜드 (14) 로 합사되는, 스트랜드의 형성, 수집 및 권취장치를 도시하고 있다. 섬유를 피복하기에 적당한 사이즈는, 사이즈 도포구 (18) 등의 적당한 수단에 의해 섬유에 도포될 수 있다. 상기 스트랜드는 회전하는 콜릿 (22) 주위에 감겨 원통형 패키지 (19) 를 형성한다. 하나의, 긴 스트랜드로부터 형성된 상기 패키지는 모서리부 (20a) 와 중앙부 (20b) 를 갖는 방사상의 외부면 (20) 을 갖는다. 상기 모서리부 (20a) 는 일반적으로 패키지 단부 (20c) 와 직각을 형성한다. 원통형 패키지의 외부면은 약 10 cm 내지 약 40 cm 의 길이인 것이 바람직하며, 응용에 따라 더 길거나 더 짧을 수 있다. 상기 콜릿은 모터 (24) 등의 적당한 수단에 의해 회전축선 (23) 을 중심으로 회전하게 된다. 카드보드 튜브 (26) 등의 적당한 패키지 코어물질을 스트랜드 패키지를 수용하는 콜릿에 배치할 수 있다.
이제 도 2 를 참조하면, 스트랜드 왕복기 (30) 는, 코스 (44) 내의 스트랜드를 패키지 표면에 놓기위해 상기 패키지 표면 (20) 을 가로질러 스트랜드 (14) 를 측면으로 앞뒤로 안내한다. 상기 스트랜드 왕복기는 나선형 홈 (34) 을 갖는 원통형 캠 (32) 을 포함한다. 상기 캠은 회전하게 회전하도록 장착되며 스테인리스강 등의 단단한 물질로 만들어 지는 것이 바람직하나, 적당한 물질도 사용될 수 있다. 상기 스트랜드 왕복기는 홈 (34) 에 위치한 캠추종기 (36) 를 더 포함한다. 상기 캠추종기는 상기 캠으로부터 바깥으로 신장하며 스트랜드 가이드 (38) 가 상기 단부에 부착된다. 상기 캠추종기는 플라스틱 또는 나일론 물질로 만들어지는 것이 바람직하나, 다른 적당한 물질도 사용될 수 있다. 스트랜드 (14) 를 지지하도록 노치 (40) 가 스트랜드 가이드에 형성된다. 캠 (32) 의 회전으로 인해 캠추종기가 나선홈을 따라가며, 이로 인해 상기 스트랜드 가이드 (38) 가 패키지 표면을 따라 측면으로 이동한다.
이제 도 2 및 도 3 을 참조하면, 상기 스트랜드 왕복기는, 스트랜드 가이드 (38) 가 방향을 바꿀때, 패키지 표면 (20) 의 모서리부 (20a) 에서 스트랜드 코스 (44) 를 적소에 유지시키기 위한 롤러 베일조립체 (42) 를 더 포함한다. 상기 롤러 베일조립체는 일정한 간격으로 떨어진 한 쌍의 스플릿 롤러 (46) 를 포함한다. 상기 롤러는 일반적으로 원통형 모서리 단부 (46a) 및 테이퍼형 내부단부 (46b) 를 갖는다. 상기 테이퍼형 내부단부는, 패키지 표면의 모서리 부로부터 중앙부 (20b) 를 향해 신장한다. 상기 롤러는 패키지의 중앙부 (20b) 에서 패키지의 표면과 접촉하지 않는다. 각각의 롤러 (46) 는 마운트 (48) 에 의해 개별적으로 장착된다. 1개 이상의 베어링 (50) 이 상기 롤러베일과 상기 마운트 사이에 위치하여 마찰력을 감소시킴으로써 상기 롤러베일이 자유롭게 회전하도록 한다. 상기 베어링은 개방된 볼베어링 타입의 베어링인 것이 바람직하다. 비록 상기 롤러베일이 모서리단부와 내부단부 사이에서 장착되는 것으로 도시되어 있지만, 상기 롤러베일은 캔틸레버일 수 있으며, 또는 오직 하나의 단부에 장착될 수 있다. 각각의 롤러는 스테인리스강등의 단단한 물질로 만들어지지만, 적당한 물질도 사용될 수 있다. 상기 롤러는 각각 대략 50그램의 무게인 것이 바람직하지만, 롤러의 크기 및 응용에 따라 더 무겁거나 더 가벼울 수 있다. 상기 롤러는 무게 및 관성을 최소화하도록 중공인 것이 바람직하나, 고체일 수 있다. 각각의 롤러는 길이가 약 2 cm 인 것이 바람직하나, 응용에 따라 더 길거나 더 짧을 수 있다.
상기 스플릿 롤러베일은, 비록 어떤 적당한 방향으로도 사용될 수 있지만, 일반적으로 패키지의 회전축선 (23) 에 평행한 라인 (52) 의 일부를 따라 패키지 표면과 접촉하는 동축인 것이 바람직하다. 길이 2 cm 의 롤러베일을 사용하는 경우, 상기 롤러베일과 전형적인 패키지 표면 사이의 접촉길이는 대략 패키지 외부면 길이의 10% 내지 50% 일 것이다. 응용에 따라 상기 롤러베일과 상기 패키지 표면 사이의 접촉길이가 더 길거나 또는 더 짧아질 수 있다.
도 4 의 라인 (53) 으로 나타낸 것처럼 권취중 상기 패키지는 회전한다. 상기 패키지가 형성되는 때에, 반경 (54) 이 증가한다. 증가하는 패키지 반경을 수용하도록, 상기 스트랜드 왕복기 (30) 가 아암 (56) 상에 장착된다. 증가하는 패키지 반경을 수용하도록, 상기 아암은 라인 (63) 을 따라 콜릿으로부터 멀리 이동하여, 상기 롤러표면과 패키지 표면 사이의 적당한 접촉을 유지하여, 상기 스트랜드 코스 (44) 가 상기 패키지의 표면의 모서리부 (20b) 로부터 빠지지 않도록 한다.
몇몇 패키지는 도 5 에 도시된 것처럼, 콜릿에서 동시에 형성될 수 있다. 각각의 패키지는 별개의 부싱섹션으로부터 별개의 스트랜드 (14) 를 인발하여 형성된다. 상기 스트랜드는 하나의 콜릿 (22) 주위에 감겨 패키지 (19) 를 형성한다. 별개의 스트랜드 왕복기가, 캠 (32), 캠추종기 (36), 스트랜드 가이드 (38) 및 롤러베일 조립체 (42) 를 포함하여 각각의 패키지를 형성하는데 사용된다. 상기 패키지는 콜릿을 따라 일정한 간격으로 떨어져 있으며 상기 스트랜드 왕복기는 패키지와 정렬되도록 유사한 방법으로 상기 아암 (56) 을 따라 일정한 간격을 두고 위치한다.
작동에 있어서, 상기 스트랜드 왕복기 (30) 가 패키지의 외부면에 있는 스트랜드 (14) 를 안내한다. 상기 스트랜드는 안내눈 또는 스트랜드 가이드 (38) 의 노치 (40) 에 의해 지지되며 회전하는 콜릿 (22) 또는 상기 콜릿 주위에 있는 패키지 코어 (26) 를 중심으로 감긴다. 상기 캠 (32) 은 패키지 근처를 향하며 일반적으로 패키지의 회전축선 (23) 에 평행한 상기 축선 (33) 을 중심으로 회전한다. 상기 캠추종기는 캠의 홈 (34) 내에 위치하나, 캠과 함께 회전하는 것이 방해된다. 캠이 회전함에 따라, 상기 캠추종기는 패키지의 회전축선 (23) 에일반적으로 평행한 방향으로 나선홈에 의해 측면으로 이동한다. 상기 나선홈은 연속적이며, 캠추종기를 패키지의 단부로 이동시킨 후 반대방향으로 이동시키는 곡선단부 (34a) 를 구비한다. 상기 스트랜드 가이드 (38) 는 캠추종기에 부착되며 패키지의 외부면을 횡단하며, 일단부에서 타단부까지 앞뒤로 왕복운동한다. 상기 스트랜드 가이드 (38) 는, 패키지의 외부면을 횡단할 때 패키지의 표면과 접촉한다.
각각의 스트랜드 코스 (44) 의 나선의 권취형태는, 패키지를 회전시키는 동안 상기 패키지 표면을 가로질러 스트랜드를 왕복운동 시킴으로써 형성된다. 상기 스트랜드 가이드 (38) 가 패키지의 모서리부 (20a) 에 접근함에 따라, 상기 스트랜드는 롤러의 테이퍼형 내부단부 (20b) 아래의 패키지 표면에 놓인다. 상기 스트랜드 가이드 (38) 는 계속해서 패키지의 단부 (20c) 를 향해 이동하며, 도 2 의 44a 에서 점선으로 도시된 스트랜드 코스는, 패키지 표면과 이 패키지 표면과 접촉하는 롤러의 원통형 모서리단부 (46a) 사이에서 이동한다. 상기 캠추종기가 홈 (34) 의 곡선단부 (34a) 를 통해 이동하는 경우, 상기 스트랜드 가이드 (38) 는 방향을 바꾸어 패키지 단부 (20c) 로부터 떨어져 패키지의 중앙부 (20b) 를 향해 이동한다. 상기 스트랜드 가이드 (38) 의 롤러베일과 상기 패키지 표면 사이의 접촉은, 상기 스트랜드 가이드 (38) 가 방향을 바꾸는 경우, 패키지 표면의 단부에서 스트랜드 코스 (44a) 를 적소에 유지시킨다. 스트랜드 가이드가 패키지의 중앙부 (20b) 를 향해 반대로 이동할 때, 스트랜드 코스 (44a) 가 패키지 단부 (20c) 로부터 빠지는 것을 방지함으로서, 정방형 모서리 (20c) 를 갖는 원통형패키지가 형성된다. 롤러베일이 정방형 모서리 (20c) 를 갖는 원통형 패키지를 형성하기 위해 패키지 표면과 접촉할 필요가 없다는 것을 알 것이다. 원통형 패키지를 형성하는 바람직한 방법은 스트랜드 가이드 (38) 가 패키지 표면과 접촉하도록 하는 것이다. 상기 패키지의 직경이 증가함에 따라, 상기 스트랜드 가이드 (38) 는, 패키지에 대한 필요한 양의 힘을 유지하기 위해 패키지로부터 떨어져 빠르게 물러나야 한다.
이제 도 6 및 도 7 을 참조하면, 본 발명의 장치는 상기 콜릿 (22) 에 대해 상기 캠 (32) 을 위치결정시키기 위한 캠리시더 (60) 를 더 포함한다. 상기 리시더 (60) 는, 패키지 형성중 상기 패키지로부터 상기 캠 (22) 을 방사상으로 향하여 또는 멀리 이동시키기 위한 모터 (64), 바람직하게는 서보모터를 포함한다. 상기 장치는, 데이타를 저장하고 컴퓨터 프로그램을 처리하기 위한 개인용 컴퓨터등의 기억저장장치 (66) 를 더 포함한다. 상기 컴퓨터 (66) 는 프로그램가능한 논리제어기(PLC)등의 제어기 (68) 에 효과적으로 연결된다. 상기 컴퓨터 (66) 는 패키지 형성시간의 함수로서 콜릿, 캠 및 리시더 모터 (24,35,64) 의 회전속도에 대한 일련의 기준값을 상기 제어기 (68) 에 제공한다. 이러한 기준값은 1 이상의 검색테이블에 포함될 수 있다.
또한 상기 제어기 (68) 는 상기 모터 (24) 구동용 콜릿변환기 구동 (70), 모터 (35) 구동용 캠변환기 구동 (72), 및 모터 (64) 구동용 리시더변환기 구동 (74) 에 효과적으로 연결된다. 상기 변환기 구동 (70,72) 은 상기 콜릿 및 상기 캠의 회전속도를 각각 선택하도록 상기 모터 (24,35) 를 제어가능한다. 상기 변환기 구동 (74) 은 상기 콜릿 (22) 에 대해 상기 캠 (32) 의 방사상 위치를 제어가능하게 한다. 각각의 모터 (24,35) 는, 상기 모터 (24,35) 의 회전속도와 관련있는 상기 제어기 (68) 에 피드백정보를 제공하는 인코더 (76,78) 를 장착할 수 있다. 상기 모터 (64) 는, 상기 콜릿 (22) 에 대한 상기 캠 (32) 의 위치와 관련있는 상기 제어기 (68) 에 피드백정보를 제공하는 인코더 (80) 를 장착할 수 있다. 토크모니터 (82) 는, 상기 콜릿 (22) 의 회전속도와 관련있는 인코더 (76) 로부터 피드백 정보를 수신하는 콜릿변환기 구동 (70) 에 효관적으로 연결된다. 특히, 상기 스트랜드 가이드 (38) 에 의해 상기 패키지에 가해진 힘으로 인해 상기 콜릿 (22) 의 회전속도가 변할 것이다. 상기 토크 모니터 (82) 는 콜릿 (22) 의 회전속도의 이러한 변화를 이용하여 도 7 에 도시된 것처럼, 콜릿변환기 구동 (70) 에 토크 (88) 를 결정한다. 유사하게, 토크 모니터 (84) 는 효과적으로 캠변환기 구동 (72) 에 연결되어 스트랜드 가이드 (38) 에 의해 캠변환기 구동 (72) 에 가해진 토크를 모니터한다. 또한, 토크 모니터 (86) 는 효과적으로 리시더변환기 구동 (74) 에 연결되어 스트랜드 가이드 (38) 에 의해 리시더변환기 구동 (74) 에 가해진 힘을 모니터한다. 게다가, 힘 (94) 이 또한 패키지 형성중 패키지상의 스트랜드 (14) 에 의해 가해진다. 이 힘 (94) 은 패키지 직경의 증가로 인해 패키지 형성중 증가한다.
패키지 형성중 스트랜드 가이드 (38) 에 의해 상기 패키지에 대해 가해진 힘의 일정한 양을 유지하는 것이 매우 바람직하다. 이것을 완성하기 위해, 본 발명은 패키지 형성중 스트랜드 가이드 (38) 에 의해 상기 패키지에 가해진 힘의 양을 정밀히 제어하기 위한 2-단계 방법을 계획한다. 일반적으로, 상기 2-단계 방법은, (1) 콜릿에 대한 스트랜드 가이드의 기준위치를 설정하기 위해, 스트랜드 가이드가 패키지에 대해 소정의 힘을 가하는 콜릿과 캠의 상대적 위치를 결정하는 셋업공정을 실시하는 단계, 및 (2) 패키지 형성중 상기 스트랜드 가이드에 의해 패키지상에 가해진 일정한 힘을 유지하기 위해, 스트랜드 가이드에 의해 패키지에 가해진 힘을 모니터하는 단계를 포함한다.
상술한 것처럼, 본 발명의 제 1 단계는 콜릿 (22) 에 대한 스트랜드 가이드 (38) 의 기준위치를 설정하기 위해, 스트랜드 가이드 (38) 가 패키지에 대해 소정의 힘을 가하는 콜릿 (22) 과 캠 (32) 의 상대적 위치를 결정하는 셋업공정을 실시하는 단계와 관련있다. 바람직하게, 상기 셋업공정은 패키지 형성중 패키지의 밀도를 제어하도록 패키지 형성전에 실시된다. 상기 셋업공정을 실시하기 위해, 리시더 (60) 는, 상기 스트랜드 가이드 (38) 가 상기 콜릿 (22) 과 접촉할 때까지 증분단계에서 상기 캠 (32) 을 콜릿 (22) 을 향해 이동시킨다. 이러한 접촉은 콜릿 (22) 의 회전속도의 변화로서 상기 토크 모니터 (82) 에 의해 감지된다. 그런후, 상기 스트랜드 가이드 (38) 가 콜릿 (22) 에 필요한 양의 힘을 가할 때까지, 상기 리시더 (60) 는 상기 캠 (32) 을 콜릿 (22) 으로부터 멀리 이동시킨다. 이러한 개시공정은, 스트랜드 가이드 (38) 의 정확한 위치에 영향을 미치는, 윤활, 다양한 부품의 스프링 속도등의 외부변수들을 권취공정의 개시전에 알 수있게 한다.
본 발명의 방법중 제 2 단계는 다양한 다른 방법으로 실시될 수 있다.이제 도 8 을 참조하여, 본 발명의 바람직한 방법은, 패키지 직경의 함수로서 콜릿 (22) 및/또는 콜릿모터 (24) 상의 토크에 대한 컴퓨터 (66) 에 저장된 기준값을 사용하여, 패키지 형성중 캠 (32) 과 스트랜드 가이드 (38) 를 콜릿 (22) 으로부터 방사상으로 멀리 이동시킴으로써, 스트랜드 가이드 (38) 에 의해 패키지에 가해지는 일정한 힘을 유지할 수 있다. 도 8 에 도시된 것처럼, 콜릿 (22) 상의 토크는 패키지 직경의 함수로서 선형적으로 증가한다. 그러나, 이 함수는 선형 또는 비선형일 수 있다. 바람직하게, 패키지 직경의 함수로서 콜릿 (22) 상의 토크는 상부작동 곡선 (96) 과 하부작동 곡선 (98) 으로 정의될 수 있다. 패키지 형성중 콜릿 (22) 상의 바람직한 토크는 특별한 패키지 직경에 대해 상기 상부 및 하부작동 곡선 (96,98) 사이의 토크로서 정의된다. 작동곡선 (96,98) 밖의 토크는 바람직하지 못하다. 인코더 (76) 로부터의 피드백 정보를 사용함으로서, 상기 리시더 (60) 는, 콜릿 (22) 상의 토크가 상부 및 하부 작동곡선 (96,98) 사이에 있도록 상기 캠 (32) 을 콜릿 (22) 을 향하여 또는 멀리 이동시키도록 프로그램될 수 있다. 콜릿 (22) 상의 토크가 상부 및 하부 작동곡선 (96,98) 밖에 있는 경우, 경보기(비도시)가 개시될 수 있다. 본 발명의 이러한 방법은, 상기 콜릿 (22) 상의 토크 (88) 보다는, 상기 캠 (32) 및/또는 상기 리시더 (60) 의 각각의 토크 (90,92) 를 사용할 수 있다.
상술한 것처럼, 본 발명의 방법은, 부싱에서 필라멘트의 부분적인 파손, 부싱의 인장증가, 터릿시스템 또는 콜릿스핀들에서의 잠재적인 기계고장, 스트랜드 가이드 조립체의 손상 또는 쇠퇴, 또는 윤활실패를 방지하도록 패키지 형성중 스트랜드 가이드에 의해 패키지상에 가해진 압력을 제어함으로써 종래의 권취기와 관련된 문제점들을 완화시킨다.
비록 본 발명이 유리섬유에 관하여 서술하였지만, 본 발명은 다른 무기섬유, 또는 유기섬유, 또는 섬유들의 겹합체가 사용될 수 있다.
특허법령의 규정에 일치하여, 본 발명의 작동원리 및 모드가 바람직한 실시예로 설명되고 도시되었다. 그러나, 이것의 원리 및 범위를 벗어나지 않고 상세히 설명되고 도시된 것과는 다르게 실시될 수 있다는 점을 이해하여야 한다.

Claims (8)

  1. 스트랜드 권취기상에서의 패키지 형성중 스트랜드 가이드의 위치를 제어하는 방법으로서,
    패키지 형성을 위해 콜릿 (22) 을 회전시키는 단계;
    상기 회전하는 콜릿상에 스트랜드를 권취하도록 스트랜드 가이드 (38) 를 갖는 캠 (32) 을 회전시키는 단계;
    상기 스트랜드 가이드가 상기 회전하는 콜릿과 접촉할 때까지, 상기 회전하는 캠을 상기 회전하는 콜릿을 향해 방사상으로 이동시키는 단계;
    스트랜드 가이드가 상기 콜릿과 접촉할때 콜릿상의 토크를 모니터하는 단계; 및
    상기 콜릿상에 바람직한 토크가 도달할 때까지, 상기 회전하는 캠을 상기 회전하는 콜릿으로부터 멀리 방사상으로 이동시키는 단계를 포함하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 패키지가 형성될 때 상기 콜릿상의 토크를 모니터하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 콜릿 (22) 상의 토크가 패키지 직경의 함수로서 콜릿토크의 상부 작동곡선 (96) 과 하부 작동곡선 (98) 사이에 들어가는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 콜릿의 토크에 대한 상기 상부 및 하부 작동곡선 (96,98) 이 비선형인 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 패키지 형성중 스트랜드 가이드의 위치를 제어하는 방법으로서,
    패키지 형성을 위해 콜릿 (22) 을 회전시키는 단계;
    상기 회전하는 콜릿상에 스트랜드를 권취하도록 스트랜드 가이드 (38) 를 갖는 캠 (32) 을 회전시키는 단계;
    상기 스트랜드 가이드가 상기 회전하는 콜릿과 접촉할 때까지, 상기 회전하는 캠을 상기 회전하는 콜릿을 향해 리시더 (60) 와 함께 이동시키는 단계;
    상기 스트랜드 가이드가 상기 콜릿과 접촉할 때 상기 콜릿, 캠 및 리시더중 하나의 토크를 결정하는 단계; 및
    상기 콜릿, 캠 및 리시더중 하나의 소정의 토크가 도달할 때까지, 상기 회전하는 캠을 상기 회전하는 콜릿으로부터 멀리 방사상으로 이동시키는 단계를 포함하는 방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 패키지가 형성될 때 상기 콜릿 (22), 상기 캠 (32) 및 상기 리시더 (60) 중 하나의 토크를 모니터하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 콜릿 (22), 상기 캠 (32) 및 상기 리시더 (60) 중 하나의 토크가 패키지 직경의 함수로서 토크의 상부 작동곡선 (96) 과 하부 작동곡선 (98) 사이에 들어가는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 콜릿 (22), 상기 캠 (32) 및 상기 리시더 (60) 중 하나의 토크에 대한 상기 상부 및 하부 작동곡선 (96,98) 이 비선형인 것을 특징으로 하는 방법.
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