자동으로 얀을 권취하는 설비

유리 강화 스트랜드 제조 공정은 부싱의 오피리스를 통해 흘러 나가는 용융 유리 스트림으로부터 스트랜드를 얻는 것을 포함하는 복잡한 산업 공정으로 이루어진다. 이러한 스트림은 적어도 하나의 섬유 캐빈(fiberizing cabin)으로부터 연속적인 필라멘트의 형태로 인출된 다음, 이러한 필라멘트는 베이스 스트랜드로 모이고, 이러한 스트랜드는 예를 들어 연속적으로 절단되어 복수의 유리 스트랜드를 생산한다. 이러한 산업 공정의 단계를 통상적으로 "직접 하부형 부싱 절단(direct below-bushing chopping)"이라고 한다. 통상적으로, 섬유 캐빈은 노(furnace)에서 나오는 용융 유리 공급을 기본적으로 포함하며, 이러한 고온의 유리는 플래티넘 합금으로 만들어진 복수의 부싱에 공급되고, 유리는 부싱에 형성된 오리피스를 통과한 후에 인출되어 필라멘트를 생성한다. 직접 하부형 부싱 절단 공정에서, 필라멘트는 크기 설정된 다음 스트랜드로 결합된 후에, 인출 작업과 스트랜드를 절단된 유리 스트랜드로 절단하는 작업 모두를 수행하는 초퍼(chopper)로 보내진다. 종래의 하부형 부싱 절단 공정에서, 이러한 작업은 부싱 운영자에 의해 수행되며, 하부형 부싱 초퍼의 기술과 작업의 일부분이므로 통상적인 제조 싸이클 동안 여러번 이루어진다. 하부형 부싱 초퍼는 부싱의 안정적 출력에 정확하게 대응하는 일정한 속도로 유리 스트랜드를 인출해야 한다. 이제, 이러한 안정적인 상태를 이루기 위해, 스트랜드 인출 속도를 점진적으로 증가시키는 것을 기본적으로 포함하는 과도 단계를 통해 통과하는 것이 필요하다. 이러한 과도 단계는 예를 들어 스트랜드가 파단될 때와 같이 제조의 예상치 못한 중단 후에도 존재한다. 스트랜드가 적당한 속도로 인출되어야 하는 과도 재시작 단계를 통해 통과할 필요가 있으며, 인출은 손으로 이루어지거나 각각의 부싱에 대해서 크기 설정 장치 아래에 놓인 개별의 스트랜드 풀러(strand-puller)에 의해 이루어질 수 있다. 기본적으로, 부싱 운전자가 부싱이 열적으로 안정되어 있다고 판단할 때, 이러한 부싱에 대한 스트랜드 풀러로부터 나오는 스트랜드를 취하여, 스트랜드를 절단 부재 다음에 놓인 재시작 부재로 보내며, 재시작 부재는 스트랜드 인출 속도를 수 m/s(1 내지 5 m/s) 단위에서 수십 m/s 단위로 변경시키도록 설계되는데, 이는 사실상 안정 상태에 도달한 공칭 인출 속도에 대응한다. 이러한 공칭 속도에 도달할 때, 스트랜드는 통상적으로 앤빌 휠(anvil wheel)과 블레이드 휠로 구성되는 실제 절단 부재로 보내어지고, 이러한 휠들은 스트랜드가 휠들 사이를 통과한 후에 절단된 유리 스트랜드를 출력하도록 설계된다. 부싱과 초퍼의 재시작 휠 사이의 이러한 앞뒤 운동(back-and-forth movement)은 생산 싸이클의 프로그램된 단계와 프로그램되지 않은 단계를 따라 일어날 수 있다. 프로그램된 단계에 관해서는, 예를 들어 기계의 작업을 중단시키고 절단 부재를 교환할 필요가 있는 유지 보수 작업에 대응한다. 프로그램되지 않은 단계에 관해서는, 부싱 출구와 실제 초퍼 사이의 어떠한 지점에서든지 스트랜드 중 적어도 하나에 파단이 일어날 때 특히 운전자의 작업이 요구될 수 있다. 단계의 특성이 어떠하든지, 운전자는 여러번 앞뒤로 이동해야 하는데 (특히 몇 개의 부싱에 결함이 있을 경우) 상당한 시간이 소요된다. 이는 최종 제품(절단된 유리 스트랜드)에 손실을 가져오며, 폐기물이 생성되고, 결국에는 제조 유닛의 효율이 감소된다. 이러한 문제를 부분적으로 해결하기 위한 직접 하부형 부싱 초퍼 설비가 미국 특허 제5,935,289호에 개시되어 있다. 이러한 설비는 한편으로는 적어도 하나의 스트랜드 다발을 권취하고, 다른 한편으로는 하부형 부싱 초퍼에 스트랜드 다발을 놓는 것을 가능하게 하는 셔틀 형태의 기계 장치를 구비한다. 상기 설비의 주요 단점은 크기가 크다는 것이다. 이는 스트랜드 다발을 권취하고 놓기 위한 기계 장치가 부싱 아래에 수직으로부터 실제 초퍼까지 연장된 제조 설비를 향하는 프레임을 따라 이동하기 때문이다. 이러한 "커튼(curtain)" 배치는 부싱 운전자에 의해 수행되는 작업에 관련한 위험을 발생시키는데, 예상치 못한 셔틀의 관통으로 인해 운전자의 안전이 위협받을 수 있다.