制造一种包含多个玻璃丝的丝束的方法和装置的制作方法

专利名称：制造一种包含多个玻璃丝的丝束的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及获得一种玻璃丝束的卷绕，该玻璃丝束特别是由直接来自喷丝装置的玻璃丝构成。这个喷丝装置可以被供给其它形式的玻璃段或者片(通过再融化进行纺丝的方法)，或者来自烘箱的熔融玻璃(通过直接融化进行纺丝的方法)。该玻璃可以是E玻璃，C玻璃或者所有的可以被纺丝的其它组分的玻璃。
一种公知的装置例如在专利申请EP0928840中部分地被描述了，该装置包括一大致位于该喷丝装置的垂直位置处的拉伸滚筒，围绕该拉伸滚筒以丝层形式卷绕从喷丝装置掉落的玻璃丝，还包括将纤维丝层转变成一丝束的纺丝组件，和一用于卷绕该丝束的绕线机。
纺丝组件包括一旋转的可以倚靠在该滚筒的表面上的用于在旋转270度以后从所述的滚筒上撕扯下长丝的刮刀，或者用于刮擦的工具，和一平行于滚筒的旋转轴，位于该滚筒上面并且具有一个纵向开口的圆锥型细长的元件，该纵向开口与该刮刀连续设置，并且通过该纵向开口在将长丝从滚筒上撕下之后引导该长丝，该细长元件在中心被一芯线从一个端部到另一个端部穿过，围绕该芯线以丝束的形式卷绕从滚筒投射的长丝。该丝束从细长元件的打开的圆锥端部出来，用于在垂直于细长元件设置的绕线机上被卷绕。在该文献中，芯线为塑料材料并且用于提供一种可以抵抗比只含有玻璃的丝束更多的拉力的复合丝束。
在该文献中所没有描述是公知技术，在现有这样的装置中有优势地设计了一预纺丝组件，该预纺丝组件设置在纺丝组件的上游，相对于拉伸滚筒上端纤维入口大致180度。因此在该滚筒的后面，在由该滚筒的长丝的依靠位置限定的前部考虑替换该预纺丝组件。在随后的说明书中，术语上游和下游相对于从喷丝装置起在滚筒上的长丝的展开方向而被定义。
该预纺丝组件基本上在该滚筒的速度上升时，开始起动长丝的拉伸。直到纺丝组件为止的长丝的入口是短管路的，因此避免了所获得的卷绕在开始处具有不符合标准规定的号数的丝束。
预纺丝组件装备有一能够抵靠在拉伸滚筒上的可旋转的刮刀和一装有卷绕长丝的内部主轴的圆筒。当预纺丝组件工作时，在由于长丝层到达该纺丝刮刀因此该长丝围绕该预纺丝的圆筒的主轴卷绕之前，预纺丝的刮刀撕扯下长丝层。当滚筒的速度已经达到一建立所期望的长丝直径的转速时，预纺丝的刮刀被从拉伸滚筒偏开。
为了避免围绕预纺丝的圆筒的主轴的长丝累积的过粗，操作者必须进行在滚筒后面的提取；然而将必须能够同时在该滚筒的前部监测从喷丝装置出来的长丝的任何偶然断裂，以便判断立即的介入。因此在起动卷绕装置或者在长丝断裂后在再启动卷绕时，事实上必须需要两个操作者，一个操作者被要求位于拉伸滚筒的后面以便帮助手动从预纺丝的圆筒中拉出长丝，而另一个操作者位于前面以便注意长丝的拉伸。
另外，现有的装置证明是体积过大，以至于不能在直接熔融的装备中引入多个并排设置的间隙。
本发明用于解决供给卷绕装置玻璃丝的缺点，即本发明导致了手工劳动的降低和提高的生产率。
本发明的另一个目标是减少了纺丝装置的体积，允许在直接熔融的纺丝装备中加入一个或者多个规定了不同的技术和经济限制的装置。
根据本发明，从多个长丝起获得在绕线机上至少一个玻璃丝束的卷绕的装置-一拉伸滚筒，围绕该拉伸滚筒卷绕有丝层形式的长丝；-一纺丝组件，该纺丝组件一方面包括一能够抵靠该滚筒的表面，可伸缩的纺丝刮刀，以便撕扯长丝，该纺丝刮刀装备一滑动表面，另一方面，该纺丝组件还包括一接收刮刀撕扯下端长丝的组件；-一些在接收装置中直到丝束形式的绕线机为止的引导长丝的导向装置，和-用于废弃处理的长丝的预纺丝组件，该预纺丝组件装备一预纺丝圆筒和一能够稍稍抬起拉伸滚筒的长丝的预纺丝刮刀，以便长丝投射到所述的圆筒中，其特征在于，该预纺丝组件设置在纺丝组件的下游，并且靠近滚筒上的长丝入口。
预纺丝组件因此位于滚筒的前面，管理和控制该装置的工作只需一个操作者就足够了。在拉伸滚筒的前面的这种布置同样必须仅设置和管理一个具有玻璃废料的井，该废料井有时接收一些来自喷丝装置的断裂的长丝和在预纺丝圆筒的锭子周围形成的下脚料。
根据一个特征，纺丝组件的接收元件包括在刮刀的滑动表面上对接的底部，一具有平行于滚筒的旋转轴的纵向轴的圆柱形凹槽的后壁，和一个纵向外表面的开口。该接收元件最好与纺丝刮刀连接在一起并且设置成使其底部和刮刀的滑动表面共面，该刮刀向滚筒表面的移动是通过纺丝组件的旋转来实现的。
接收元件的底部和刮刀的滑动表面最好被滚花以便帮助长丝的滑动。
根据另一个特征，在纺丝组件的接收元件中的导向装置设计成使所述的接收装置沿一对角线从一侧穿过到另一侧，该对角线从纵向开口前面的下端部到接收元件的上部侧向点。该导向装置最好包括一牵引丝，该牵引丝可以由玻璃或者热塑料材料制成。该牵引丝可以在再启动之后被切断，或者保持在丝束的内部，在后者的情况下，形成了用于增加丝束的牵引强度的芯线。
能够吸住牵引丝的文丘里管设置成能够将牵引丝投射到该纺丝组件的接收组件中。最好一铡刀连接到文丘里管道出口以便在卷绕丝束开始之后切割牵引丝。
根据另一个特征，一旋转的环形装置设置在正对绕线机的纺丝组件的接收元件的出口，以便使丝束成圆形。就在环形装置的下游设置一个空气喷管，在该空气喷管前面该丝束通过以便完成丝束的轧光。
一些上浆装置设计分别设置在圆筒上的长丝依靠的上游并且在纺丝组件的上游以便分别涂覆纤维的依靠前面的圆筒表面和在滚筒长丝撕扯装置之前的长丝，因此可以确保在长丝的外边缘的组件上对长丝进行上浆。
最后，可以有利的使该装置包括至少2个设置在预纺丝装置上游并且能够一起或者单独工作的纺丝组件。每个纺丝组件在这种情况下包括一个纺丝刮刀，该刮刀的刀刃的宽度为该滚筒的部分宽度并且与另一个刀刃的宽度互补，以便分开并且撕扯该长丝的丝层的两个部分。
本发明的其它特征和优势将出现在下面的对照附图的说明书中，附图包括-

图1简示出现有技术的装置的侧剖视图；-图2为图1的上视图；-图3简示出本发明的装置的侧剖视图；-图4为图3的上视图；-图5为图3的纺丝组件的放大视图；-图6表示了该装置的纺丝组件的透视图；-图7简示出了本发明的装置的一种变型的侧剖视图；和-图8为图7的上视图。
图1和2中表示现有技术的装置，该装置允许拉伸来自喷丝装置11的玻璃长丝10并且在一绕线机12上进行卷绕。
这个装置包括一当长丝从喷丝装置11掉落时可以预拉伸长丝的牵引丝13，转动的拉伸滚筒20，围绕该拉伸滚筒20卷绕丝层形的长丝10，该长丝从牵引丝13带来并且大致在该滚筒的整个宽度上并且沿依靠线L紧贴滚筒的表面21，该装置还包括一纺丝组件30，该纺丝组件30一方面包括一可伸缩的纺丝刮刀31，该纺丝组件30大致与长丝的依靠线L成270度并且用于在抵靠在圆筒的表面21时撕扯长丝，另一方面该纺丝组件30包括一个圆锥形状的用于容纳被撕扯的长丝的接收元件32，以及一个穿过接收元件32的芯线40，围绕该芯线40缠绕长丝10，卷绕长丝的该芯线被卷绕在绕线机12上。
现有技术的装置还包括一预纺丝组件50，该预纺丝组件50包括一旋转的预纺丝圆筒51，和一个能够在静止位置和工作位置之间移动或者旋转的预纺丝刮刀52，对于工作位置来说，在长丝的拉伸开始或者当长丝断裂后开始拉伸长丝时，该刮刀压在滚筒的表面21上。旋转圆筒51包括内部芯轴53，围绕该芯轴53卷绕通过刮刀52投射在滚筒中的长丝。
例如喷射形式的长丝的上浆系统60，设置在预纺丝组件50的下游和纺丝组件30的上游，这个系统具有平行于滚筒20的旋转轴的往复平移运动，以便喷洒整个卷绕在滚筒上的长丝层。
现有技术的装置如下述工作来自在图1和2中未示出的长丝筒子的芯线40被拉伸直到绕线机12，平行于旋转轴并且在中心穿过一个端部到另一个端部的纺丝组件的接收元件32，而从喷丝装置11掉落的长丝10人工地被带向滚筒的表面21以便贴附在该滚筒的表面。长丝围绕旋转滚筒20卷绕，预纺丝组件50在拉伸长丝开始时，即从滚筒旋转起，进行工作。长丝层通过刮刀52被撕扯，通过离心力长丝被投射到圆筒51中，在长丝围绕滚筒20旋转期间该离心力传递给长丝。然后围绕内部芯轴53圆筒52接收长丝并且快速形成一些下脚料料，通过例如牵引丝由操作者手动拉伸该下脚料，以便避免在圆筒51内累积太多。
当拉伸被认为是合适的，即滚筒的旋转速度达到要求值使得长丝直径具有所期望的尺寸时，预纺丝组件50的刮刀52恢复到静止位置，以便长丝层继续旋转直到接触纺丝刮刀31为止。旋转的纺丝刮刀31被带到降低的位置使得其刀刃抵靠滚筒的表面21以便长丝从表面21上被撕扯并且扩展在刮刀的滑动表面33上，该滑动表面33沿接收元件32倾斜，朝向该接收元件32引导长丝，最好通过离心力投射长丝，在长丝在滚筒上旋转时，该离心力传递给该长丝。接收元件32具有一个能够传送长丝到该芯线40上的反射壁34，该芯线贯穿地并且纵向穿过所述的接收元件。围绕所述的芯线卷绕的长丝因此构成了被拉伸到绕线机12以便在此卷绕的丝束M。
图3-6示出本发明的装置，与现有技术的装置相同的元件用相同的附图标记表示。
装备拉伸滚筒20的本发明的装置同样包括纺丝组件30和预纺丝组件50，和一些将丝层从纺丝组件引导到绕线机的导向装置40，该导向装置40由牵引丝构成。然而不同之处在于，预纺丝组件50设置在纺丝组件30的下游，并且最好超过与依靠线L构成的270度，以便这样开始下降到滚筒上的该长丝，被预纺丝的刮刀52更容易地钩住。
本发明的新的设计允许只求助于一个操作者，因为一个操作者可以位于滚筒20的前面以便当开动该装置时在监视拉伸的同时，在环绕预纺丝组件50的芯轴53卷绕的下脚料上拉伸一些来自喷丝装置11的长丝，以便当长丝断裂时，能够立即介入。可以更加容易地卷绕下脚料，因为长丝被沿滚筒的下降方向驱动。一个公共的废物井14足够收集断裂时的下脚料和玻璃。
另外，对在纺丝组件的上游的现有技术的预纺丝组件的替换具有这样的缺点，即在用于使丝层到达纺丝刮刀处的收起预纺丝刮刀的时刻，存在预纺丝刮刀的刀刃钩住一些长丝的风险，破坏朝向纺丝组件到达的长丝层。
另外，包括刮刀31和接收元件32的纺丝组件30与现有技术的纺丝组件的区别在于，接收元件32不具有圆锥形状。沿绕线机的方向朝向芯线的出口的现有技术的圆锥形状可以引导循环空气以便，容易环绕芯线卷绕长丝并且有利于引导卷绕长丝的芯线。本发明不同地达到了这个目标。
图5和6中可见的纺丝组件包括宽度等于滚筒20的宽度的底部36，一些侧壁35和一个限定一个纵向的外壁开口37的圆柱形状的纵向后壁34，该后壁34具有与现有技术的反射壁相同的功能。
底部36沿纺丝刮刀的滑动表面的斜面倾斜。最好，该刮刀31与所述的底部36连接以便确保用于长丝的滑动表面的完美的连续性；另外该连接有利地仅仅使一个元件旋转。再者，为了优化长丝的滑动，象刮刀的表面33一样该底部36最好被滚花。
后壁34的圆柱形状导致一个凹槽，该凹槽构成循环空气的反射表面，以便易于将环绕牵引丝40投射的长丝进行卷绕。
位于绕线机12侧的侧壁35配备有一控制向该绕线机的环绕有长丝的牵引丝的出口的开口38，该牵引丝40从一个筒子41退绕，并且在接收元件32沿一对角线展开，该对角线从位于具有开口38的侧壁35的对面的开口37的侧向下端部开始并且在该开口38处通出。因为文丘里管42确保对丝的吸取和投射，牵引丝40可以有利地被带到端部39处，以便通过未示出的洗瓶刷将该牵引丝手工收回到开口38处。
牵引线所遵循的对角路径意味着通到端部39处的在长丝层和牵引丝之间的距离，被最小化，以便从由刮刀的刀刃31a撕扯之后在刮刀的滑动表面上的丝层入口起，如同雪球效应一样一些第一长丝可以开始被卷绕以便驱动该丝层的后续部分，因此保证了长丝的最好的卷绕，与表示了在收集玻璃丝的细长元件中在中央设置的一个芯线的现有技术相反。
本发明的牵引丝并不是必须象现有技术中那样由塑料材料制成而可以简单地由玻璃构成。牵引丝的首要目标并不是保证获得更加结实的丝，而首先用来导向和再启动丝。事实上，该牵引丝是形成丝束所必须的，以便随后牵拉该丝束到绕线机上以便在其上卷绕。
一旦在绕线机上开始卷绕丝束，该牵引丝或者导向丝不再是必须的，因为通过卷绕丝束牵引该丝束的长丝自动地驱动了从滚筒撕扯的长丝。因此在文丘里管42的出口设置一个铡刀43，该铡刀用来在开始卷绕丝束之后切断该牵引丝。
当然，在丝束断裂时，称为再启动的牵引丝又是必须的，以便从滚筒上撕扯长丝起再启动围绕牵引线的长丝的卷绕。
牵引线40还具有准许将绕线机12相对纺丝组件设置在任何位置的优势，该纺丝组件在相同位置或者不同等级上设置赋予该丝束的轨迹在纺丝组件的出口为非直线，该牵引线因此构成整个导向和支撑丝线，以便用于丝束组件，该丝束容易沿更加弯曲的路径引导该丝束组件，该路径降低丝束断裂的危险。该丝线40首先构成了根据本发明的牵引丝，不是必须的构成芯线，因为该芯线一般从开始卷绕该丝束时起被切割。
最后，由于两个或者多个牵引丝，一个操作者将可以在一个操作时再启动两个或者多个丝束，因此允许显著增加该设备的生产率。
其它的实施例完成了本发明。在开口38的出口设置一称为“假捻”的装置70，该装置70包括高速旋转的环形元件，其中丝束穿过该环形元件，以便在自身上滚动丝束使其变粗。然而，还必须在装置70的出口调整丝束的尺寸以便该丝束不是蓬松的，否则会使得丝束不能被使用，但是长丝位于丝束的供给装置中。紧靠该装置70的下游设置的空气注射导管71因此设计成使得长丝大量的缠结并且在丝束的外表面滑动。
在现有技术中公知的处于压力下的系统72由设置成梅花形的杆构成以便丝束跨过这些杆通过，该压力系统72设置在导管71之后以便赋予丝束压力，该压力对于必须达到400kg/m3的的筒子的正确结构来说是必须的。
最好设计第二个喷洒系统61(如图3)，该系统设置在预纺丝组件的下游并且在长丝的依靠线L的上游以便涂覆该滚筒20的表面21，从而保证被粘合在所述的滚筒的相同表面上该长丝层的内部表面的完美的上浆。
再者，在现有技术中，如果牵引丝13到滚筒20的供给手动，则在本发明中正好相反，一个未示出的铰接臂设置成使得机械定位长丝到滚筒上。
最后，可以公开一种变型的装置，例如图7和8所示，其中设置一个预纺丝组件50和两个纺丝组件30，每个纺丝组件包括刀刃31a的刮刀，该刀刃的长度对应待被撕扯的所期望的长丝数以便将长丝层分成两个不同部分以便借助于两个不同的牵引丝，分别在两个单独的绕线机上卷绕两个丝束。
预纺丝组件50在两个纺丝组件的下游的布置特别允许了只启动一个纺丝组件以便需要时例如对于一些试验来说仅卷绕一个丝层部分，该丝层的其它部分通过预纺丝组件被收回以便直接喷射到废品库14中。
同样的图的情况，特别是两个前后设置的纺丝组件，其中被启动的一个纺丝组件不可以通过现有技术的装置实现，因为设置在两个纺丝组件的上游的预纺丝组件，然后将撕扯该整个丝层而不是可以保护卷绕的另外的部分的仅仅一部分。
同样，可以公开所有的变型，该变型由预纺丝组件和多于两个纺丝组件构成以便通过同样的牵引丝同时在同样地单个的绕线机上生产同样的丝束。
权利要求
1.在至少一个绕线机(12)上获得至少一个丝束(M)的卷绕的装置，该丝束包括一些玻璃长丝(10)，该装置包括-拉伸滚筒(20)，围绕该拉伸滚筒卷绕丝层形式的长丝；-纺丝组件(30)，一方面，该纺丝组件包括一可伸缩的、能够抵靠该滚筒的表面(21)、以便撕扯长丝的、并装备由一滑动表面(33)的纺丝刮刀(31)；另一方面包括一接收刮刀撕扯的长丝的接收元件(32)；-一些将在接收元件(32)中的长丝引导到成丝束(M)形式的绕线机(12)上的导向装置(40)，和-一用来废物处理的长丝的预纺丝组件(50)，该预纺丝组件装备一预纺丝圆筒(51)和一能够从滚筒抬起长丝以便长丝投射到所述的圆筒中的预纺丝刮刀(52)，其特征在于，预纺丝组件(50)设置在纺丝组件(30)的下游。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，该纺丝组件的接收元件(32)包括通到纺丝刮刀的滑动表面(33)处的底部(34)，一具有纵轴平行于滚筒的旋转轴的圆柱凹进的后壁(36)和一纵向的外壁的开口(37)。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，接收元件(32)连接纺丝刮刀(31)并且设置成使得其底部(34)和刮刀的滑动表面(33)共面，通过纺丝组件的旋转实现该刮刀向着滚筒的表面的移动。
4.根据权利要求2或者3所述的装置，其特征在于，刮刀的接收元件的底部(34)和滑动表面(33)被滚花。
5.根据权利要求2-4任一项所述的装置，其特征在于，在纺丝组件的接收元件(32)中的导向装置(40)设计成沿一对角线从一侧到另一侧穿过所述的接收元件，该对角线从开口(37)的前下端部(39)到上侧向点(38)。
6.根据上述任一项权利要求所述的装置，其特征在于，导向装置(40)包括一牵引丝。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，该牵引线是玻璃制的。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，该牵引线为热塑材料。
9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，该装置包括一能够在接收元件中吸取并投射牵引线(40)的文丘里管(42)。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，一铡刀(43)连接到该文丘里管(42)的出口，用于在开始在绕线机上卷绕丝束之后切割该牵引丝(40)。
11.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，旋转的环行装置(70)设置在绕线机(12)方向的接收元件(32)的出口。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，该装置包括在环行装置(70)之后的一个空气注射导管(71)，在该空气注射导管前面经过丝束。
13.根据上述任一项权利要求所述的装置，其特征在于，该装置包括一些上浆装置(60，61)，它们分别设置在滚筒(20)上的长丝依靠处的上游和纺丝组件(30)的上游，以便分别涂覆长丝放置处的前面的滚筒的表面和从滚筒上撕扯长丝之前的长丝。
14.根据上述任一项权利要求所述的装置，其特征在于，该装置包括至少两个纺丝组件(30)，它们设置在预纺丝组件(50)的上游并且能够一起或者单独工作。
15.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，每个纺丝组件(30)包括一纺丝刮刀(31)，该刮刀的刀刃宽度对应于滚筒的部分宽度并且和另外一个刀刃的宽度互补，以便分离和撕扯长丝层成两部分。
16.根据上述任一项权利要求所述的装置，其特征在于，构成该长丝的玻璃为E玻璃或者C玻璃。
全文摘要
一种装置包括一拉伸滚筒(20)，在该拉伸滚筒周围卷绕层状的来自喷丝装置的长丝(10)，一储存有用作废品的长丝的预纺丝组件(50)，一使长丝脱离滚筒并且接收该长丝的纺丝组件(30)，一些在纺丝组件(30)中引导长丝并且直到以股线的形式在绕线机上的导向装置(40)，其特征在于，预纺丝组件(50)设置在纺丝组件(30)的下游。
文档编号D02G3/18GK1478157SQ01820050
公开日2004年2月25日 申请日期2001年10月24日 优先权日2000年12月5日
发明者A·沙布罗尔, P·切尔范特斯, D·格拉德, A 沙布罗尔, 短厮 申请人:法国圣戈班韦特罗特斯有限公司