Installation pour la production d'un ruban de fibres. La présente invention a pour objet une installation pour la production d'un ruban de fibres. notaininent de fibres de verre ou de substances thermoplastiques.
L'installation selon l'invention est. carac térisée par un. support rotatif destiné à re cevoir des fibres de façon continue, ledit sup port comprenant des barres espacées sur les quelles les fibres sont enroulées, par un rou leau distributeur disposé à l'intérieur dudit support et présentant une rainure hélicoïdale périphérique venant en contact avec les fibres enroulées sur le support dans les espaces si tués entre les barres de ce dernier, par des moyens pour faire tourner l'un par rapport à l'autre ledit support et ledit rouleau pour dé placer latéralement.
et de façon continue le manchon de fibres enroulées sur ledit sup port, et par des moyens pour retirer les fibres du support et les mettre sous forme de ruban.
Lesdits moyens pour faire tourner l'un par rapport à l'autre le support et le rouleau distri- biiteur sont agencés, de préférence, de manière à, faire tourner le support et le rouleau dans le même sens, niais à des vitesses différentes.
Cette disposition présente l'avantage de permettre l'entraînement àârande vitesse du support, tout en maintenant la vitesse de rotation relative du support et du rouleau à une valeursuffisamment réduite pour maintenir la vitesse d'évacuation du manchon de fibres dans des limites favorables.
Le dessin représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'installation faisant l'objet de l'invention et une variante de cette dernière. La fig. 1 est. une vue d'ensemble schéma tique de ladite forme d'exécution.
La fig. 2 est une vue de détail à plus ,grande échelle, en coupe, selon la ligne 2-=' de la fig. 1.
La fig. 3 est une vue de détail à plus grande échelle, en coupe, selon la ligne 3-3 de la fig. 1.
La fi-. 4 représente une variante. L'installation représentée peut être avan tageusement utilisée pour la. fabrication de rabans à partir de fibres naturelles, telles que coton, soie et laine, ou à partir de fibres syn thétiques telles que les composés cellulosiques communément connus sous le nom de r ay orme. L'installation représentée est cependant des tinée à la production de rubans à partir de fibres de verre provenant d'une filière.
Dans l'installation représentée, une masse de verre est fondue et divisée en filets. Les filets produits sont étirés pour former des fibres, par l'application d'une force de trac tion ou d'étirage. On peut prévoir des moyens pneumatiques ou mécaniques à cet effet. Quels que soient les moyens d'étirage em ployés, les fibres sont recueillies de façon con tinue sur un support rotatif comprenant des barres espacées et sont. par la suite retirées sous forme de ruban et de façon continue à l'une des extrémités de ce dernier.
L'installation représentée comprend un creuset 10 destiné à contenir une réserve de verre fondu et pourvu à sa base d'une filière 1.1 percée d'orifices à travers lesquels le verre coule sous forme de filets 12. Ces filets de verre fondu sont mécaniquement étirés pour former des fibres continues, au moyen d'un support rotatif 13 disposé directement sous la filière 11, les fibres s'enroulant autour du- dit support en forme de cage.
Comme représenté à la fig. 2, le support 13 est monté à rotation sur -un arbre 14 monté lui-même à rotation dans des roulements à billes 15 disposés dans un boîtier 16. Le sup port 13 est supporté par l'arbre 14 par l'in termédiaire de roulements à billes 17 et 18. Le support 13, constitué par des barres 34 espacées, est pourvu à l'une de ses extrémités d'un fond 19, et à l'autre d'une tête d'entraî nement 20. Celle-ci est fixée de manière dé tachable au corps du support par des vis 23.
La tête d'entraînement 20 est pourvue d'une gorge trapézoïdale 24 et constitue une poulie destinée à recevoir une courroie d'entraîne ment 26 montée, d'autre part, sur la poulie de l'arbre d'un moteur électrique 27. Dans la forme d'exécution représentée, le support 13 est entraîné à une vitesse suffisante pour assurer l'étirage des filets 12 pour former des fibres de verre continues, ces dernières étant enroulées sur le support, de manière à former sur ce dernier un manchon sensiblement cy lindrique. Dans une variante non représen tée, l'étirage des filets de verre fondu 12 peut être assuré par un dispositif pneumatique disposé 'entre la filière 11 et le support 13.
A mesure que les fibres s'amassent sur le support 13, en formant. un manchon sur ce dernier, .ce manchon est déplacé mécanique ment le long du support par un rouleau dis tributeur 31 solidaire de l'arbre 14 et logé à l'intérieur du support 13. Le diamètre exté rieur du rouleau 31 est légèrement plus petit que le diamètre intérieur des barres du sup port 13, et une rainure hélicoïdale 32 est mé nagée sur le rouleau 31. Le support 13 et le rouleau 31 sont conformés de manière que le manchon de fibres enroulées sur le support 13 prenne appui sur le rouleau entre les barres du support 13, comme représenté en 33 à la fig. 3.
La rotation du support 13 par rapport au rouleau 31 a pour effet de faire avancer le manchon de fibres le long du support, vers le fond 19 de ce dernier, le manchon étant re jeté de lagon continue à l'extrémité du sup port. Ce déplacement du manchon est facilité du fait que le diamètre du support 13 est lé gèrement plus petit à son extrémité libre qu'au voisinage de la tête d'entraînement 20. L'angle d'ouverture du support est générale ment compris entre 3 et 10 selon le genre de libres travaillées.
Étant donné que le manchon de fibres enroulées sur le support se déplace de façon continue vers l'extrémité de ce dernier à une vitesse dépendant du pas de la rainure 32 et de la. vitesse de rotation du support par rap port au rouleau 31, la vitesse de rotation du support et, par conséquent, la vitesse d'éti rage des fibres seraient, limitées par la vitesse à laquelle le manchon enroulé ,doit être avancé le long du support si le rouleau 31 était immobile. Pour de grandes vitesses de rotation du support, il serait nécessaire de donner un pas très faible à la rainure héli coïdale 32 pour obtenir une vitesse d'avance ment maintenue dans des limites pratiques.
Pour éviter d'avoir à donner un pas trop pe tit à ladite rainure, dans l'installation repré sentée, on imprime un mouvement de rotation au rouleau 31 dans le même sens que celui du support 13. Le rouleau 31 est entraîné indé pendamment du support 13 au moyen d'une poulie d'entraînement 36 solidaire de l'arbre 1.4 et disposée entre la tête 20 du support 13 et le boîtier 16. La poulie 36 est reliée par une courroie 37 à la poulie de sortie d'un mé canisme réducteur 38 entraîné par le moteur 27.
De cette manière, le support 13 peut être entraîné à très grande vitesse pour étirer les filets 12 suffisamment rapidement, le rouleau 31 tournant dans le même sens que ledit sup port, mais à une vitesse plus faible détermi née, de manière à obtenir la vitesse désirée d'évacuation du manchon de fibres le long du support 13.
A mesure que les fibres parviennent à l'extrémité du support, elles sont tirées axiale- ment vers la gauche (fi,-. 1), de manière à former un ruban 25. Comme représenté à la fig. 1, le raban. de fibres provenant du sup port est. retiré en l'enroulant<B>sui-</B> un bobinoir 42, à une vitesse choisie. Un rouleau réparti teur 43 est disposé sur le trajet du ruban entre le support 13 et le bobinoir 42, pour répartir le ruban sur ce dernier. La rotation du support 13 par rapport au bobinoir retord le ruban de fibres et, en fait, produit un fil.
Bien que cette torsion soit fausse pour les fi bres continues et non rompues du ruban, elle est très avantageuse parce qu'elle tend à maintenir les fibres réunies dans le ruban au cours de l'opération de bobinage de ce der nier, ce qui facilite le dévidage ultérieur du ruban.
Le ruban évacué du support. 13 peut é-a- leinent être retiré par une soufflerie repré sentée en 46 dans la variante de la fig. 4. La. soufflerie 46 comprend un passage central circulaire 47 à travers lequel passe le ruban de fibres et est munie d'un orifice annulaire d'évacuation de gaz entourant le passage 47 et destiné à produire un jet annulaire de gaz le long du ruban et sur ce dernier pour étirer la niasse de fibres. Cette soufflerie peut être utilisée indépendamment ou en combinaison avec un bobinoir du genre représenté en 42 à la fig. 1.
Dans le cas où l'on emploie une soufflerie en combinaison avec un bobinoir, Faction de la soufflerie diminue la tension d'enroulement du ruban sur ce dernier. Cette disposition est. avantageuse, car elle permet < l'obtenir un bobinage relativement. lâche, ce qui facilite le dévidage ultérieur. Lorsque le ruban est étiré par une soufflerie, il peut fa- cilenient être déposé sur un transporteur ou dans un récipient approprié.
Il est. généralement préférable de traiter le ruban au moyen d'un produit liant et lu brifiant avant de l'enrouler sur le bobinoiv 42. Dans la variante de la fib. 4, l'imprégna tion du ruban petit être effectuée dans la soufflerie 46. En l'absence de soufflerie, tin dispositif de pulvérisation peut être placé au voisinage du support 13, de manière à pulvé riser un produit de traitement. sur les fibres soit pendant leur enroulement sur le support 13, soit sur le manchon pendant son évacua tion de ce dernier. On peut également faire passer les fibres sur un tampon avant qu'elles ne parviennent sur le support rotatif.
Il est à remarquer que dans l'installation représentée, le support 13 et le rouleau dis tributeur 31 sont conformés de manière à constituer un tout de section approximative ment circulaire (voir fig. 3) ; ceci assure une tension sensiblement uniforme des filets de verre pendant leur étirage sous l'action du support. rotatif.
Installation for the production of a fiber ribbon. The present invention relates to an installation for the production of a fiber ribbon. notaininent of glass fibers or thermoplastic substances.
The installation according to the invention is. charac terized by a. rotary support intended to receive fibers continuously, said support comprising spaced bars on which the fibers are wound, by a distributor roller disposed inside said support and having a peripheral helical groove coming into contact with the fibers wound on the support in the spaces if killed between the bars of the latter, by means for rotating said support and said roller relative to each other to move laterally.
and continuously the sleeve of fibers wound on said support, and by means for removing the fibers from the support and forming them into a ribbon.
Said means for rotating the support and the distribution roller relative to one another are preferably arranged so as to rotate the support and the roller in the same direction, but at different speeds.
This arrangement has the advantage of allowing the support to be driven at high speed, while maintaining the relative rotational speed of the support and of the roller at a sufficiently low value to keep the speed of evacuation of the sleeve of fibers within favorable limits.
The drawing represents, by way of example, an embodiment of the installation forming the subject of the invention and a variant of the latter. Fig. 1 is. a tick diagram overview of said embodiment.
Fig. 2 is a detail view on a larger scale, in section, along the line 2- = 'of FIG. 1.
Fig. 3 is a detail view on a larger scale, in section, along line 3-3 of FIG. 1.
The fi-. 4 represents a variant. The installation shown can be advantageously used for the. making rabans from natural fibers, such as cotton, silk and wool, or from synthetic fibers such as cellulose compounds commonly known as r ay elm. However, the installation shown is for the production of ribbons from glass fibers coming from a die.
In the installation shown, a mass of glass is melted and divided into fillets. The nets produced are stretched to form fibers, by the application of a tensile or stretching force. Pneumatic or mechanical means can be provided for this purpose. Regardless of the stretching means employed, the fibers are collected continuously on a rotating support comprising spaced bars and are. subsequently withdrawn in the form of a ribbon and continuously at one end of the latter.
The installation shown comprises a crucible 10 intended to contain a reserve of molten glass and provided at its base with a die 1.1 pierced with orifices through which the glass flows in the form of threads 12. These streams of molten glass are mechanically drawn. to form continuous fibers, by means of a rotary support 13 arranged directly under the die 11, the fibers winding around said support in the form of a cage.
As shown in fig. 2, the support 13 is rotatably mounted on a shaft 14 itself rotatably mounted in ball bearings 15 arranged in a housing 16. The support 13 is supported by the shaft 14 by means of bearings ball 17 and 18. The support 13, formed by spaced bars 34, is provided at one of its ends with a bottom 19, and at the other with a drive head 20. The latter is detachably fixed to the body of the support by screws 23.
The drive head 20 is provided with a trapezoidal groove 24 and constitutes a pulley intended to receive a drive belt 26 mounted, on the other hand, on the pulley of the shaft of an electric motor 27. In the embodiment shown, the support 13 is driven at a speed sufficient to ensure the stretching of the nets 12 to form continuous glass fibers, the latter being wound on the support, so as to form a substantially sleeve on the latter cylindrical. In a variant not shown, the drawing of the molten glass streams 12 can be ensured by a pneumatic device arranged between the die 11 and the support 13.
As the fibers collect on the support 13, forming. a sleeve on the latter,. this sleeve is moved mechanically along the support by a distribution roller 31 integral with the shaft 14 and housed inside the support 13. The external diameter of the roller 31 is slightly smaller that the internal diameter of the bars of the support 13, and a helical groove 32 is formed on the roller 31. The support 13 and the roller 31 are shaped so that the sleeve of fibers wound on the support 13 bears on the roller between the bars of the support 13, as shown at 33 in FIG. 3.
The rotation of the support 13 relative to the roller 31 has the effect of advancing the sleeve of fibers along the support, towards the bottom 19 of the latter, the sleeve being thrown from the lagoon continuously at the end of the support. This movement of the sleeve is facilitated by the fact that the diameter of the support 13 is slightly smaller at its free end than in the vicinity of the drive head 20. The opening angle of the support is generally between 3 and 10 according to the kind of works worked.
Since the sleeve of fibers wound on the support moves continuously towards the end of the latter at a speed dependent on the pitch of the groove 32 and the. speed of rotation of the medium relative to the roller 31, the speed of rotation of the medium and, therefore, the speed of stretching of the fibers would be limited by the speed at which the wound sleeve must be advanced along the medium if the roller 31 was stationary. For high rotational speeds of the support, it would be necessary to give a very low pitch to the helical groove 32 in order to obtain a speed of advance kept within practical limits.
To avoid having to give a pitch too small to said groove, in the installation shown, a rotational movement is imparted to the roller 31 in the same direction as that of the support 13. The roller 31 is driven independently of the support 13 by means of a drive pulley 36 integral with the shaft 1.4 and arranged between the head 20 of the support 13 and the housing 16. The pulley 36 is connected by a belt 37 to the output pulley of a machine. reduction channel 38 driven by the motor 27.
In this way, the support 13 can be driven at very high speed to stretch the threads 12 sufficiently quickly, the roller 31 rotating in the same direction as said support, but at a determined lower speed, so as to obtain the speed desired evacuation of the fiber sleeve along the support 13.
As the fibers reach the end of the support, they are pulled axially to the left (fi, -. 1), so as to form a ribbon 25. As shown in FIG. 1, the raban. of fiber from the eastern support. removed by winding it <B> following- </B> a winder 42, at a selected speed. A distributing roller 43 is arranged on the tape path between the support 13 and the winder 42, to distribute the tape on the latter. The rotation of the support 13 relative to the winder twists the ribbon of fibers and, in fact, produces a yarn.
Although this twist is false for continuous and unbroken fibers of the tape, it is very advantageous because it tends to keep the fibers together in the tape during the latter's winding operation, which facilitates the subsequent unwinding of the tape.
The tape discharged from the backing. 13 can also be removed by a blower shown at 46 in the variant of FIG. 4. The blower 46 comprises a circular central passage 47 through which the ribbon of fibers passes and is provided with an annular gas discharge orifice surrounding the passage 47 and intended to produce an annular jet of gas along the ribbon. and on the latter to stretch the mass of fibers. This blower can be used independently or in combination with a winder of the type shown at 42 in FIG. 1.
In the case where a blower is used in combination with a winder, the action of the blower decreases the tension of winding the tape on the latter. This provision is. advantageous, because it allows <to obtain a relatively winding. loose, which facilitates subsequent unwinding. When the tape is stretched by a blower, it can easily be deposited on a conveyor or in a suitable container.
It is. generally preferable to treat the tape by means of a binder and lu brifiant product before winding it on the bobinoiv 42. In the variant of the fib. 4, the impregnation of the small ribbon be carried out in the blower 46. In the absence of a blower, a spraying device can be placed in the vicinity of the support 13, so as to spray a treatment product. on the fibers either during their winding on the support 13, or on the sleeve during its evacuation from the latter. The fibers can also be passed over a pad before they reach the rotating support.
It should be noted that in the installation shown, the support 13 and the distributor roller 31 are shaped so as to constitute a whole of approximately circular section (see FIG. 3); this ensures a substantially uniform tension of the glass threads during their drawing under the action of the support. rotary.