TW524769B - Method and apparatus for producing cylindrical packages of glass fiber strands - Google Patents

Description

524769 五、發明說明（l) 本申請案申請7月24日，2〇〇()收編的美國臨 碼6 0/220, 380。 ^月案號 本發明係普遍關於封裝玻璃纖維束，更特 發明係關於一種改良的方*以製造一種具精確累ς =本 良束控制的玻璃纖維封裝，此精確累積器的=备改 建立具預先決定特性的封裝。 疋约的振動以 在玻璃纖維領域，連續纖維如玻璃纖維由自 仏料機械地拉引纖維材料而製造。 坡螭 孔洞的底板或套管，該溶化玻璃由此進料科：；；：許多 法，該束被拉出、固化、卢栩、日品从 在彡亥形成方 纏繞以漸進形成及建立封！。該完成'的筒夾上 維積聚所形成的單-或多重長束。此方由玻填纖 封裝其他材料的纖維，例 '、：於製造及 料。 奶材枓或有機聚合物材 一保護塗層或範圍常被施用於 成—單一束’此保護塗層或範=它維被收 移動而不會斷裂。該範圍亦可們可穿過彼此 :^含黏合劑，此黏合劑使纖維黏著：_ f結，因該範圍 的束。較佳為該封裝以使該束可由玖^:起以形成一整體 方式纏繞。 、”、使用者輕易鬆開的 一種習知的纏繞型式包括一 螺旋狀路線以累積一種舖設在—旋轉筒夾 :，或渴狀型式可預防束相以；的封裝，此種螺旋 q在—起或陷在一起。當該門二路或束的纏繞不被熔 «心累積時’該螺旋狀路 m 524769 五、發明說明（2) 線或型式沿該筒夾被纏 部表面，連續增加該封 自該筒失移出。 根據已知方法，一 過該封裝的該外部表面 器包括螺旋電線型式束 旋結構的線之旋轉軸組 束並被沿該封裝的該外 縱向移動以使該旋轉螺 於该封裝表面。當累積 未接觸該封裝表面，此 根據本螺旋繫起方 (如超過4 〇〇〇呎每分鐘 生具不一致直徑的纖維 杈的封裝。此外，對於 政精確度累積，因該封 該螺旋繫起的位置。更 長度產生更好的纖維一 同時精確累積器為 至該筒夾。在這些系統 動’雖然這些系統的精 精確系統對某些材料如 计限制，大於400 0呎每 需求無法以常用精確累 ，’連續路線被鋪設在該封裝的外 裝直彳<τ< , + s k ’直到該纏繞完成且該封裝 種束在復器導引該束縱向地來回通 以鋪設每一連續路線。已知的往復 振動器’其由含二個在舷側約為螺 f °該螺旋線物理地撞擊該前進的 ^表面被導引來回移動，該軸亦被 旋繫起橫過該封裝表面以鋪設該束 f封裝時，該螺旋纏繞束振動器並 月’J述方法為已知且普遍被使用。 去產製的封裝已被使用以達到高速 )封裝’但因該振動螺旋纏繞而產 ’該振動螺旋纏繞產生具不一致直 束距’此種螺旋累積封裝常不以所 裝外部直徑不一致，其影響該束在 一致封裝累積方法在該纖維的整個 致性。 已知’其使用導纖眼以導引該纖維 中該導纖眼相對於該精確累積器振 確度較該螺旋累積器優異，該已知 玻璃纖維具關於纏繞速度的嚴重設 分鐘製造速度的所欲玻璃纖維加工 積系統成功達到。

第5頁 524769 五、發明說明（3) 根據一具體實施例，本發明集中於製造玻璃纖維封裝 的高速纏繞方法，其包括步驟為提供一纏繞組件，此組件 包括一具一外徑的圓柱形筒夾並與一直接驅動機構連通， 此驅動機構能以超過約3 0 0 0呎每分鐘的速度驅動該筒失， 較佳為自約30 0 0至約15, 〇〇〇呎每分鐘，且更佳為自約35〇〇 至約1 2, 0 00吸每分鐘；一圓柱形管被提供，其具内徑基本 上等於該筒夾的該外徑，以使該管子可裝設在該筒夾上。 自熔化預製品製造的連續玻璃纖維束被提供且被導向至一 較佳為基本上圓柱形的精確累積器，其具至少其一導纖 眼。該精確累積器較佳為與一第二驅動機構連通，、 驅動機構較佳為包括一組件，例如凸輪或滾珠螺桿組件， 以^沿累積器縱軸的方向振動該累積器。 盥 =機構連通，此第三驅動機構較佳為由凸; 凸輪驅動的機構，α自該累積器獨立振 又，、所預先選擇的振動頻率可為盥# 相同或不θ。本發明亦累積器的振動頻率 累積器。最Ϊ、，不同的振動速度或頻率或相至該 一铕14 请夹以預先決定速度旋轉以 > 呤击位二 預先決定的張力以達到I 疋没灰轉以在該束保持 裝。 到具一致纖維直徑的高品質纖維封 纖維封裝的均勻招 件包括一具一外輕 本發明集中於改良精確累積破璃 ，其包括提供一纏繞組件，此組 形筒夾，該纏繞組件與一第一驅

524769 t、發明說明（4) 枝’ 一種具内彳莖基本上等於該筒夾的該外徑的圓 提供，以使管子可與該筒夾緊密接觸，-精確累 :器：二供且與一第二驅動機構連通，其具至少其一 且該導纖眼與一第三凸輪或滾珠螺桿機構， 為包括-凸輪機構：且&第三驅動機構較佳 批*、士、曾w 4累積1^具一縱軸。一纖維束被提 率將;ί 2 Ϊ該，轉累積器的導纖眼，再以第一可調整頻 、以、累積器於該累積器的縱軸振動，且以第二可， 的預先決定速度旋轉該筒失以在該束維。 在另一具體實施例，本發明隹由 的裝置，纟包括一種含且一：：於製造玻璃纖維封裝 組件，該纏婊一外徑的圓柱形筒夾的纏繞 茨纒％組件與一旋轉驅動機構連iS ^ . =上等於該筒夹的該外徑的圓柱形n-基 驅動機構連通，此第一振動驅j機構二：且與-第-振動 滾珠螺桿組件，該累積器具一 $ $包括一凸輪或 置:至少其-導纖眼與該精確錢繞組件放 -第二振動驅動機構，此第動：’該導纖眼接於 凸輪機構。該驅動旋轉機構以預c較佳為包括-纏繞組件且該第一振動驅動機構以第—2靛轉速度驅動該 軸振動該精確累積器，且該第_ 2先選擇頻率沿縱 選擇頻率於縱轴振動該導纖構以第二預先 先、擇頻率可為相同

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五、發明說明（5) 或不同的’且相對於彼此為同相或異相。 第一圖顯示一種習知的累積一圓枉形玻璃纖維封裝於 螺旋累積管上的螺旋纏繞方法的末端或軸向透視圖； 第二圖顯示本發明該精確累積纏繞裝置的末端或軸向 透視圖； 第二圖顯示本發明裝置的頂部平面視圖； 第四圖顯示第一圖的該螺旋累積裝置的軸向示意圖， 其顯示要被纏繞的該纖維之撞擊角度； 第五圖顯示第二圖裝置的軸向示意圖； 第六圖顯示第五圖的該精確累積器的該導纖眼的部份 頂部平面視圖； 第七圖顯示用於纏繞多重束的本發明裝置的頂部 視圖； 第八圖顯示該精確累積器的該導纖眼的放大側面 圖；及 第九圖顯示該精確累積器的該導纖眼的放大平 圖。 机 旋累積器，此；；裝計為取代螺 性，螺旋累積：璃纏繞。因封裝直徑的不-致 反地，因為影’其會影響纖維直徑。相 確累積的旋轅;t 數如捻絲長度的本質方法限制，精 於高速累接又傳統上相當低（低於4000吸每分鐘）。 ’、、一可預測形狀的精確累積纖維玻璃封裝是

524769 五、發明說明（6) 複雜的’且並不符合該玻璃 發現玻璃纖維封裝可以高速 該精確累積器内的該導纖眼 二者的振動皆在縱軸。 兩者形式的累積器（振 器）皆產生逐漸變細邊緣的 夤。弟一圖顯示一種習知的 的螺旋累積器，該束捻絲長 制’這些變數包括線的形狀 寸、撞擊角度及自由長度。 長度、該束的回轉速度及束 對束張力及封襞形狀的依賴 撿絲的變數，要製造——致 然而，使用本發明的精 消除，經由該精確累積器的 束置於該纏繞筒夾的放置是 _放置允許較重（較大直徑 品質（碼的變異）。如本發 振動的導纖眼及該累積器本 同軸（縱向）振動。此增加 一致的纖維，其最後產生一 如目前所使用，已知精 僅該導纖眼移動）而與該螺 組件以相當慢的速率振動數 纖維封裝工業的成功。現在已 累積’其方法為經由不僅振動 ’亦振動該精確累積器本身； 動精確累積器及振動螺旋累積 封裝，此因它們幾何上的本 絲封裳螺旋累積器。使用習知 度（軸運動）由許多變數控 、束變細、封裝直徑、χ&γ尺 在該螺旋累積系統，該束捻絲 的端點是非常不精確的，此因 性所致。故因為該許多控制束 的絲封裝是困難的。 確累積器，這些不一致性 使用，如現在已可決定二： 更被控制的。此外，該束的精 )封裝的製造而不需犧牲產品 明所述，一精確累積器結合一 身，該累積ϋ在與該導纖眼相 該封裝累積的精確度，形成更 更一致形狀的封裝。 確累積器組件為固定式（亦即 旋捻絲速率相較’螺旋累積器 时。本發明將使用苐二振動的

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精確累積器導纖眼振 — 束 器 以累積一精；：裝：使用本發； 的該改良束控制，以纖維尺寸包括纖c累積 言，可產生更—致的纖維，故精確封裝可以目此度而 質為高的纖維品質產製，此允許較高 =已知： 造並減少製造成本。熟知玻璃纖維封裝領域之f 了解’精確累積的逐漸變細邊緣封裝可以 ^= 端點封裝的方式累積。 缟點及多個 現在本發明可以參考所 些圖式中本發明的較佳具體 亦可以許多不同型式被具體 說明的該具體實施例；反而 此發表為徹底及完整，並可 技藝者。所有圖式中，類似 第一圖顯示一習知的螺 1 0包括一纖維束1 2，其被導 繞筒夾1 6，於纏繞筒夾1 6上 以順時鐘方向旋轉以纏繞該 張力、螺旋累積器振動速度 夾間的自由長度的合併因素 封裝的最終特性。該筒爽與 如熟知高速玻璃纖維纏繞機 構車父佳為一直接驅動機構。 相通，較佳為合適產生振動 附圖式更完整說明於後，在這 實施例被表示’然而，本發明 化且不應解釋為被限制於此處 ，這些具體實施例被提供以使 完全表達本發明範圍給熟知本 數字表示類似元件。 旋纖維纏繞方法。該纏繞褒置 引通過一螺旋累積器1 4至一纏 放置一管子20。該筒夾較佳為 纖維並由此”累積"該封裝。絲 、及該螺旋累積器及該纏繞筒 決定該纖維束及後續的該纏繞 一驅動機構（未示出）相通， 器領域的人所了解’此驅動機 該累積器及導纖眼與驅動機構 的凸輪型式機構，該累積器及

524769 五、發明說明（8) 導纖眼較佳為與不同驅動樁播士 ^ , -驅動機構於該累積器本發明企圖使用 若需要時可以不同頻率使3 = ^ 動機構，只要 千便a亥累積器及導纖眼振動。 二：t用控制器，此控制器較佳為電腦輔助‘ 同樣地，-較佳為電腦疋以達到所欲封裝特性， 連通，以使該纏繞器可J到預；=與該驅動機構 纏％速度，以與振動頻率協調地操作， ： 的玻璃纖維封裝。 i八所攸特性 第二圖顯示本發明的一且舻誊 28包括纖維束12，其被罗其中該纏繞裝置 導纖眼（圖中無法見；f引的該振動 至該纏繞筒夾33，於該 ： 3〇。當§亥纏繞筒夾33旋轉 工子 Ϊ32：：Γ：；：：ϊϊΓίί-----ί 完成，則輪到此管子旋轉到位置以= =该封裝 方式被導引至管子32所示的位置。、該束12再以連續 該累=的特寫頂部平面視圖。 預先決定頻率在縱軸51振動=積=輪 …、…的振動以與該導纖眼53的個別振動型式協；的方 第11頁 524769 五、發明說明（9) 式進行，該導纖眼與振動機構如凸輪連接或連通。☆ 外’任何可達成此種振動的機構如滑輪、往復式活^凸輪 力或氣動輔助組件等亦由本發明企圖使用。該導 火 可移動地連接至位於該累積器2 9内的個別凸輪（未^ 為 )，該凸輪沿該縱軸51移動該導纖眼53以在該管子 生所欲纖維範圍。該累積器29及該導纖眼53的振動之人f 預先選擇及可修正的移動會影響該許多重要累積 : 所欲檢絲長度，以此方式，該封裝可依所欲被累積。 ，用-，確固定的束纏繞—封裝，該封裝的形狀該 士的該j位置可被控制以使該束牵引速率可被維持幾心 ^此使用丨、於忒累積器動程的一束捻絲及當該封裝 積時減少該累積器的動裎爽^ 士、 . '、 速率，該纖維變細/直庐可仅姓從< η — ^ ^ ^ ^ 攸 且仫可保持幾乎固定，此允許較大封 裝的產製而不降低產品品質。 第八圖及第九圖題+审 0卩\# 更（放大的）詳細的該導纖

眼，第八圖顯不導输 ς Q μ沾馆加r二、a纖眼53的侧面視圖且第九圖顯示導纖眼 5 3的頂部平面視圖。兮道 婊从抑4導纖眼53包括由兩個侧面40、42圍 A & β π ^ 封裝累積的該纖維纏繞期間，該纖 ί = 4内。本質上，該圍繞狹縫“在對該封 =繞的該纖維之導引周長，以此種方式， 弓7至才1二動精確累積器連通的該振動導纖眼53被導 引至在該纏繞管（封驻 蜾# s # Μ β _ 封裝）的預先決定位置。與一般伴隨 累鼓累積的該纖維物王Ψ 士立顧_ ^ ^ ,u 兮墓鑰日P4 4 4里擊相較，與該振動累積器連通的 邊導纖眼的遠振動作田# . ^ 乍用破發現對纖維具顯著較少損害。再

第12頁 524769 五、發明說明（10) 一次，可減少在該纖維撞擊（物理接觸）的任何事件皆是 所欲的，因為此種撞擊必然地影響該纖維特性，例如纖維 直徑。在一於高速（亦即超過約4 0 0 0呎每分鐘）操作的方 法中，任何改變該纖維特性的重覆作用會造成纖維偏差， 其最後成為導致封裝偏差。 第四圖及第五圖比較該精確累積器系統（第五圖）的 加強控制，其係與該螺旋累積器54 (第四圖）比較。如第 四圖所示，該螺旋累積器的真正尺寸及方向需要放置該累 積器55於距該纏繞筒夾56 —段距離，此距離產生一由"y，， 表示的纖維”自由長度"，該自由長度愈大，該束57在該封 裝的放置之控制愈少，該"撞擊角度"由角度0表示。第五 圖顯示經由該精確累積器59的該導纖眼58之使用，該自由 長度"y"被減少，更進一步促成一更一致的纖維產品。 第六圖為本發明該精確累積器的部份頂部平面視圖， 此圖顯示該導纖眼60的振動，此振動以在該縱軸方向移動 ^振動）一距離"c"表示，此外，該精確累積器62本身 軸方向振動一距離"b"，在此圖中，"χ"表示該封裝在 »亥同夾管子64上形成的距離。該距離"χΙΙ， （xb_ 二Γ/Λ平:旦部份（固定直後）。當該束被拉出該封裝的 χ/伤，該束變細/纖維直徑為固定的，利用較大的 二尺寸，該短暫的碼的變異（纖維直經變二 街且古低值’ ®χ冑大的。使用螺旋纏繞技 :’ t "c"尺寸並仍維持該束的控制是非常困難 的。使用該精碟累積器，可由累積具減少的”b"尺=程

524769 五、發明說明（11) 的封裝而進一步減少該碼的變異，以使該絲不會被置於/ 拉出該封裝的逐漸變細邊緣。 第七圖顯示本發明的更進一步具體實施例’其中多個 纖維束71經由精確累積器70的導纖眼73、74被導引以在置 於筒夾80上管子78形成封裝75、76。 熟知本技藝者會想起本發明的的許多改良及其他具體 實施例，這些屬於具先前敘述及相關附圖所揭示意旨的本 發=内。故要了解的是本發明不限制於所揭示的特定呈 =施例且那些改良及其他具體實施例包括於 :- 轭圍的範圍内。雖然於此處使用特定名稱，' 申哨專利 一般的及說明的觀點被使用且並非 34些名稱僅以 馬限制目的。 524769 圖式簡單說明 1 0、2 8 :纏繞裝置 1 2、71 :纖維束 14 :螺旋累積器 16、33、56 :纏繞筒爽 20 、 30 、 32 :管子 29 、59 、62 、70 :精確累積器 31、8 0 :筒夾 35、75、76 :封裝 4 0 :裝置外框

4 0、4 2 ：側面 44 :狹縫 51 :縱軸 53、58、60、73、74 ··導纖目艮 54 :螺旋累積器 5 5 :累積器 5 7 ··束 64 :筒夾 7 8 :管子上管子

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Claims (1)

1. 524 7^9"^ I ，.:y 厂· 驟：種產製玻璃纖維封褒的高速纏繞方法，其包括步， 夾^纏！，：件’此組件包括-具-外徑的圓柱形筒 縷、％組件接於一第一驅動機構； 以使^ ^柱形f ’其内徑基本上等於該筒夾的該外徑， ^ β 1子可與該筒夾緊密接觸； ^化預製品提供一連續玻璃纖維束； 其—導,確累積1 ’其與-第二驅動機構連通且具至少 具眼’料纖眼與—第三驅動機構連結，該累㈣ 在」1束至§亥精確累積器的該導纖眼； ^從軸以預先決定頻率振動該精確 轴以預先決定頻率振動該導纖眼;】 張力。〜速度旋轉該筒在該束保持-預先決定的 ^ , Y 1 ^ ^ ^ ^ ^ 3 &城機構的至少其一為直接驅動機構。 .根據申請專利範圍第1項的方法，盆中 眼：相同頻率在該精確累積器㈣器及 ，"據申請專利範圍第1項的方法，其中向振動。 °，同爽以自

   第16頁 002· 〇6^iT 1 κ ^申明專利範圍第1項的方法，其中該拷+向振動。 至1^^每分鐘的速度旋轉。 靖爽以身ϋ〇η 6.根據申請專利範圍第】項的方法，其 s 524769 524769 ^號 9〇n7MQ 修正_ 曰 六 申请專利範圍 其中該筒夾以超過 3 5 ,〇 0 每分鐘的速度旋轉。 7 ·根據申請專利範圍第1頊的方法 碰0!每分鐘的速度旋轉。 8·根》據申請專利範圍第1項的方法，其更進一步包括第 一、第二及第三控制器，其對應地與該 、第二 驅動機構連通。 弟 ^- 9·根據中請專利範圍第8項的方法，&中該第二控制器導 累=器了驅動機構以在一封裝累積期間以變化頻率振動該 U:申請專利範圍第8項的方法，其中該第三控制器 該導、ΐ眼T驅動機構以在一封裝累積期間以變化頻率振動 步驟種改良精確累積玻璃纖維封裂均勻性的方法，其包 供纏繞組件，此組件包括—1 失，該纏繞組件# γ 直g ; 具一外徑的圓柱形筒 提供 1 柱：； = ；；:::， 徑，以使該管子可與該筒於該筒央的該外 自熔化預製品提供一連丄t觸； 提供一 _ & $ ί，連、，玻璃纖維束； 月確累積器，其金_笛一 、—導纖眼，肖導纖眼鱼二第；'機構連通且具至少 具一縱軸； 、弟—驅動機構連接，該累積器 導引該束至該精確 οσ 524769 —^^90117599 六、申請專利範圍 修正 =亥縱幸由以第二頻率振動該導纖眼；及 轉二吸每分鐘的預先決定速度旋 ^ 2 5以以在該束保持一預先決定的張力。 該第—=^ ^利範圍第11項的方法’其中該第一頻率與 一 ^產製玻璃纖維封裝的裝置，其包括： 組轉:驅具-外徑的圓柱形筒夹’該 使該管子h該idii"於該筒夾的該外徑，以 一凸輪組件； 軸且緊組:Γΐ凸ϊ以：㉟累積器具-縱 構連通；及 λ累積裔與一第一振動驅動機 至少其一導纖眼與該精確累 第二振動驅動機構；其中驗=連通，該導纖眼接於〆 度驅動該組件及該精確累^器以，構以預先決定的旋轉速 軸振動，且該導纖眼以第二預=一預先選擇頻率沿該縱 14·根據申請專利範圍第13項的^，頻率沿該縱軸振動。 上為圓柱形。 、展置，其中該累積器基本 其中該旋轉驅動機 υ·、根據申請專利範圍第13項的 構為直接驅動機構。 、置 以每分鐘的苑其中該驅動機構可 先選擇的旋轉速度·驅 16.根據申請專利範圍第13項 !'； ώ Q Π Π Π r; 1 c: λ η λ ^ ϊ 第18頁 2002. 06. 29. 018 524769 修正 案號901175的 六、申請專利範圍 動該筒夾。 π.根據申請專利範圍第13項的豆 以自350 0至1 20 0 0吹畚厶哼的了^^ 置，、Τ σ亥驅動機槎π 筒^ ^母刀知的預先選擇的旋轉速度驅動該7 18.根據申凊專利範圍第1 3項的裴其中該驅動機構可 以I觀0 0 口尺每分鐘的預先選擇^扩速度驅動該筒失。 19·根據申請專利範圍第1 3項的梦二其中該第一及第 4 氐舌A 513：舌/» 4 4垃·、》 "tf ， . 、Mi ，/、 曰 振動驅動機構以基本上類似頻率振^ 20·根據申請專利範圍第13項的^ :其中該第一及第 其更進一步包括第 π .、第二及第三 振動驅動機構以不同頻率振動。 21*根據申請專利範圍第1 3項的妒置 二第二及第三控制器’其對應地鱼該j 驅動機構連通。 〃 〃外 =·根據申請專利範圍第21項的裝置，立中該第二控制器 ΐ ϊ ϊ ί,驅動機構以在-封翁累積期間以不同頻率振動 2』’引ΐ ΐ申請專利範圍第21項的裝置，立中該第三控制器 該導U驅動機構以在—封裝累積期^不同頻率振動 $ 19頁 2002.06.29. 019