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Verfahren und Vorrichtung zum Behandeln von Kunstseide.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Behandeln von Kunstseide und ähnlichen, mechanisch wenig widerstandsfähigen Fasern nach dem Spinnen und Koagulieren, wobei die Fasern sich in Form von Knäueln oder Kötzern befinden.
Diese Behandlung besteht im allgemeinen in wiederholtem Tränken der Fasermasse mit verschiedenen Flüssigkeiten und Trocknen. Die Schwierigkeit dieser Operationen bei Kunstseide u. dgl. liegt vor allem darin, dass die Faser eine äusserst geringe mechanische Widerstandsfähigkeit hat, dabei aber während der aufeinanderfolgenden Operationen sich in erheblichem Masse ausdehnt und zusammenzieht.
Um unter diesen Umständen eine vollständige Durehtränkung und Trocknung der Fasermasse in Form eines Knäuels oder Kötzers zu erzielen, wird gemäss der Erfindung die Faser auf einen nachgiebigen, durchbrochenen, einen inneren Hohlraum aufweisenden Träger gewickelt, der ein-oder mehrmaligen Einwirkung von Flüssigkeiten in der Weise ausgesetzt, dass die Flüssigkeit in den Hohlraum des samt der Fasermasse rotierenden Trägers eingeführt wird, die Fasermasse vermöge der Fliehkraft durchdringt und ebenso das ein-oder mehrmalige Trocknen der Fasermasse auf dem
Träger vorgenommen wird.
Da der Träger nachgiebig ist, so kann sich die Fasermasse zusammenziehen und ausdehnen, ohne
Schaden zu leiden und ohne auf dem Träger locker zu werden ; da ferner die Fasermasse den auf das
Spinnen folgenden Operationen unterzogen wird, ohne vom Träger abgenommen zu werden, ist jede
Gefahr einer mechanischen Beschädigung der Fasermasse während dieser Nachbehandlungen ausgeschlossen. Die Nachgiebigkeit des Trägers gestattet auch den aus dem Spinnbad kommenden Knäuel oder Kötzer ohne Beschädigung auf den Träger aufzubringen, indem man den letzteren entsprechend verengt.
Es ist allerdings schon vorgeschlagen worden, aufgespultes Garn in der Weise zu färben, mercersieren, imprägnieren usw., dass die Flüssigkeit unter der Einwirkung der Zentrifugalkraft die Öffnungen eines starren Trägers und die Garnmasse durchdringt, worauf die Spule zwecks weiterer Behandlung von dem Träger abgenommen wird. Dieser Vorgang ist bei Kunstseide u. dgl. der geringen mechanischen Widerstandsfähigkeit der Faser und ihrer verhältnismässig starken Ausdehnungen und Zusammenziehungen wegen unzulässig, da er das Zerreissen eines grossen Teiles der Fasermasse zur Folge hätte.
Gemäss der Erfindung bleibt der Kötzer oder Knäuel während der ganzen auf das Spinnen folgenden Behandlung unangetastet auf dem Träger, der sich den Zusammenziehungen und Ausdehnungen der Fasermasse anpasst ; dadurch bleibt die Faser vor allen mechanischen Beschädigungen bewahrt.
In den Zeichnungen sind einige Ausführungsformen der Vorrichtung zur Verarbeitung der Fasermasse in Knäuel-oder Kötzerform veranschaulicht. Fig. 1 ist eine Draufsicht, zum Teil Schnitt eines Faserknäuels und einer zugehörigen Waschvorrichtung, Fig. 2 ist ein Schnitt nach der Linie 2-2 der Fig. 1, Fig. 3 ist eine Draufsicht der Vorrichtung nach Fig. 1 bei anderer Stellung der Teile, Fig. 4 ist eine abgebrochene Seitenansicht der Drehvorrichtung allein, Fig. 5 ist eine Druntersicht hievon, Fig. 6 ist eine schematische Draufsicht zur Veranschaulichung der Wirkungsweise der Waschvorrichtung, Fig. 7 ist eine Draufsicht, zum Teil Schnitt einer abgeänderten Ausführungsform, Fig. 8 ist ein lotrechter Schnitt zu Fig. 7 ;
Fig. 9 ist eine Draufsicht, zum Teil Schnitt einer abgeänderten Form des Trägers, Fig. 10 ist ein Schnitt nach der Linie 10, 10 der Fig. 9, Fig. 11 ist ein Schnitt nach der Linie 11, 11 der Fig. 10, Fig. 12 ist ein lotrechter Schnitt eines Kötzerträgers, Fig. 13 ist eine Draufsicht, zum Teil Schnitt zu Fig. 12, Fig. 14 zeigt eine abgeänderte Konstruktion eines Kötzerträgers, Fig. 15 ist eine Draufsicht, zum Teil Schnitt hievon, Fig. 16 zeigt einen Schnitt eines Trägers dieser Art, in welchen Flüssigkeit eben einläuft.
Bei der in Fig. 1-5 dargestellten Ausführungsform besteht der Träger aus einer Bodenplatte 5, die zwecks Lüftung und Gewichtsverringerung mit Löchern 6 und zwecks Aufnahme der abgebogenen Enden 8 der Haltestäbe 9 mit Löchern 7 ausgestattet ist. Durch eine Öffnung in der Mitte der Platte -5 geht ein rotierender hohler, bei 11 geeignet gelochter Ständer 10, auf dessen oberes Ende eine zweite Platte 12 mit dem Ring 13 dicht passend aufgesetzt ist. In Löcher 14 dieser Platte sind die abgebogenen Enden 15 der Stäbe 9 eingesetzt. Auf die Platte 5 ist eine Scheibe 16 aufgesetzt, deren Mittelöffnung dicht auf den Ring 17 der Platte 5 passt und mit dem abgebogenen Randflansch 19 auf dem aufgebogenen Randflansch 18 der Platte 5 sitzt, wobei Lappen 30 des Flansches 19 unter die Platte 5 greifen.
Die Scheibe 16 ist zwecks Lüftung und Gewichtsersparnis bei 21 geschlitzt und bei 22 zwecks Aufnahme der Haltestäbe 9, deren untere Abkröpfungen 23 zwischen der Scheibe 16 und der Platte 5 liegen. Wird die Scheibe 16 festgehalten, so werden durch Drehung der Scheibe 5 sämtliche Stäbe 9 um ihre Enden 8, 1-5 nach innen oder aussen gedreht und schieben sich in den Schlitzen 22 der Scheibe 16 je nach Drehrichtung der letzeren nach innen oder aussen.
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Zum Drehen des Trägers während des Wachens oder anderer Arbeitsvorgänge dient die Spindel 24, welche eine Nabe 25 trägt mit Ausnehmungen 26 an der Oberseite, in welche die unteren abgebogenen Enden 8 der Stäbe 9 eintreten, die die Nabe mit dem Knäuelträger kuppeln. Der hohle Ständer 10, auf dem die Platte 5 sitzt, ist mit der Nabe fest verbunden und dreht sich mit ihr.
Um die Stäbe 9 zwecks Aufnahme des Faserknäuels oder Wickels einzustellen, wird die Scheibe 16 gegenüber der Platte 5 so gedreht. dass die Stäbe 9 nach einwärts geschwenkt werden.
Der bei 27 schematisch angedeutete Knäuel oder Wickel wird dann auf die Scheibe 16 aufgesetzt und letztere gegenüber der Platte 15 so gedreht, dass die Stäbe 9 nach aussen geschwenkt werden und sich an die Innenfläche des Knäuels oder Wickels legen. Diese Drehrichtung der Scheibe 16 ist dieselbe, die letzterer durch die Trägheit bei der Drehung der Nabe 24 erteilt wird. Die richtige Verschwenkung der Stäbe 9 kann einfach dadurch erreicht werden, dass man die Lage der Schlitze 22 so wählt, dass die Abkröpfungen 23 verhindert werden, sich in einer Richtung über die radiale Lage hinaus zu bewegen. Bei der Drehung der Spindel werden daher die Stäbe 9 durch die Trägheit und die Fliehkraft nach aussen gegen den inneren Umfang des Knäuels oder Wickels geschwenkt ; der letztere wird festgehalten und mit dem Träger gedreht.
Da die Fasermasse nicht genau gleichmässig um deren Achse verteilt zu sein braucht oder diese Achse nicht genau mit der Spindelachse zusammenfallen muss, ist es nicht ausgeschlossen, dass bei der Drehung des Trägers Kräfte auftreten, welche die Stäbe nach innen zu schwenken suchen, wodurch die Fasermasse auf den Stäben ins Gleiten geraten könnte. Um dem vorzubeugen, empfiehlt es sich, Teile vorzusehen, durch deren Fliehkraft den genannten Kräften entgegengewirkt wird. Das kann in mannigfacher Weise geschehen, beispielsweise durch an der Nabe 25 angelenkte Arme 28, die an den äusseren Enden Schwunggewicht 29 tragen.
Die Lappen 30 am Flansch 19 der Scheibe 16 reichen in die Bahn dieser Arme 28 und sind so gelegen, dass der Druck der Arme gegen die Lappen unter der Wirkung der Fliehkraft die Scheibe 16 so zu drehen sucht, dass die Stäbe 9 nach aussen, also gegen die Innenseite des Knäuels, gedrückt werden. Da die Arme 28 von der Nabe 25 getragen werden, müssen Einrichtungen vorgesehen sein, die den Träger gegenüber der Nabe 25 so stellen, dass die Lappen 30 mit den Armen 28 in Eingriff treten. Zu dem Zweck können ein oder mehrere Lappen 31 vom Ring 13 nach einwärts gebogen werden, um in Ausnehmungen 32 am oberen Teil des Ständers 10 einzugreifen.
Da ferner die Schwungmassenarme 28 nach einwärts schwingen müssen, um ihre richtige Lage gegenüber dem Lappen 30 der Scheibe einzunehmen, wenn der verengte Träger auf das Drehgestell gesetzt wird (Fig. 3), wird zweckmässig eine Einrichtung getroffen, um die Arme 28 selbsttätig nach einwärts gegen die Nabe 25 zu ziehen. Nach der Zeichnung erstrecken sich die Zapfen 33, 34 nach abwärts durch die Nabe 25 und tragen an den unteren Enden Stifte 35, an welchen schwache Federn 36 angreifen, die an den andern Enden bei 37 an der Nabe hängen. Die Federn suchen die Arme 28 gegen die Nabe zu drehen, werden aber durch die Fliehkraft überwunden.
Die Waschflüssigkeit kann der Innenseite des Knäuels oder Wickels in irgendeiner Weise zugeführt werden, beispielsweise durch ein in den Ständer 10 herabreichendes Zuleitungsrohr 38 mit seitlichen Löchern 39, durch das die Waschflüssigkeit an die Innenseite des Ständers gelangt, um durch die Öffnungen 11 des letzteren fein zerstäubt zur Innenfläche des Faserknäuels oder Wickels zu gelangen.
Die Bewegungsrichtung der Tröpfchen ist in Fig. 6 angedeutet. Die Flüssigkeit tritt radial aus den Löchern des Rohres 38, um auf die Innenseite des Ständers 10 zu treffen und nach dem Durchgang durch die Löcher 11 fein zerstäubt als Nebelmasse auszutreten, welche sich in derselben Richtung dreht wie der Faserknäuel oder Wickel ; infolgedessen treffen nicht grössere Tropfen gewaltsam auf die Fasermasse, sondern es wird die Nebelmasse, ohne die Fasern zu beschädigen, in den Knäuel oder Wickel gedrückt, durchdringt ihn und wird nach dem Austritt nach allen Richtungen ausgeschleudert.
Gewöhnlich werden die Spindeln 24 durch den Boden eines Behälters omporgeführt oder nebeneinander in einem Trog angeordnet (wenn eine Gruppe von Waschvorriehtungen verwendet werden soll), um die Flüssigkeit abzuschliessen, die durch einen Überlauf abgelassen wird. Die in die Fasern im Koagulationsbad eingetretene Säure wird vom Waschwasser aufgenommen, das unter der Einwirkung der Fliehkraft die ganze Fasermasse durchdringt und schliesslich durch einen nicht gezeichneten Trog oder Rohr abgeleitet wird.
Nach Beendigung des Waschens wird der Zufluss der Waschflüssigkeit zum Rohr 38 abgesperrt, die Drehung der Spindel 24 aber noch durch kurze Zeit fortgesetzt, um die Waschflüssigkeit aus der Fasermasse auszuschleudern, und schliesslich abgestellt, worauf man das Rohr 38 entfernt, den Träger von der Nabe 25 abhebt und ihn schliesslich samt dem Knäuel oder Wickel in die Trockenkammer oder - Vorrichtung bringt.
Nach dem Trocknen kann der Träger samt dem ungestört darauf verbliebenen Knäuel auf die Strangwickelmaschine gebracht werden ; es ist aber vorzuziehen, die Fasermasse ungestört auf dem Träger zu lassen und sie weiteren für wünschenswert oder erforderlich gehaltenen chemischen Operationen, z. B. Entschwefeln und Färben, zu unterziehen, indem man den Träger wieder auf eine Spindel setzt
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Bei der in Fig. 7 und S dargestellten Ausführungsform des Trägers ist die Zahl der Festhaltestäbe 40 geringer als bei der in Fig. 1-6 gezeigten, aber jeder der Stäbe trägt einen Flügel 41, der sich an die Innenseite des Winkels legen kann. Das rotierende Rohr 44 mit den Flanschen 42, 43, welche die abgebogenen Enden der Stäbe 40 drehbar aufnehmen, bilden mit letzteren den Hauptteil des Trägers.
Die unteren abgebogenen Enden der Schwungmassenstäbe 45 greifen gleichfalls in Löcher des Flansches 43 ein, und diese Stäbe 45 selbst ragen durch Löcher 46 im abwärts gebogenen Flansch 47 der drehbaren Scheibe 48 heraus und bilden so einen Teil des Trägers.
Die Nabe 49 am Ende der Spindel 50 umfasst mit einer Ringnut 51 den unteren Flansch 43 des Rohres 44, und die unteren Enden 53 der Stäbe 40 greifen in Ausnehmungen 52 am Boden der Nut, wobei
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am unteren Ende des Rohres 44 eingreift.
Bei beiden Ausführungsformen ermöglichen die Schwungmassenstäbe 45 die Drehung der Stäbe 40
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ist. Man braucht hiezu bloss die Schwungmassen, an den Enden der Stäbe nach auswärts zu ziehen, wobei die Scheibe gegenüber der Nabe 49 verdreht wird. Nach Fig. 7 und 8, wo die Stäbe 45 den Flansch 47 der Scheibe durchsetzen, können diese Stäbe auch zum Verengen des Trägers dienen, indem man die Festhaltestäbe 40 nach innen schwenkt ; man braucht hiezu bloss die Stäbe nach einwärts zu bewegen.
Bei derAusführungsform nach Fig. 1-5 kann der Träger mittels des Ringes 13 bequem gehandhabt werden, wobei die Löcher 31 als Fingerlöcher dienen. Wenn gewünscht, kann ein ähnlicher Ring am oberen Ende des Rohres 44 angebracht werden, doch ist in diesem Falle hinreichend viel Raum für die Finger schon zwischen den Stäben vorhanden.
Eine weitere Abänderung der Vorrichtung ist in Fig. 9, 10 und 11 dargestellt, wobei die Verwendung von Zerstäubern 3. S entfällt. Hiebeiist der gelochte Zylinder 56 am unteren Ende mit Klauen 57 versehen, welche zwischen Klauen 58 der Antriebsnabe 59 greifen, die auf der Spindel 60 mit Bund 61 sitzt. Auf der Nabe 59 sind ferner Flügel 62 befestigt, deren Breite dem lichten Durchmesser des Zylinders 56 sehr nahe gleicht und deren Höhe mindestens gleich ist jener des Faserknäuels oder Kötzers, Die Flügel sind an den oberen Rändern bei 63 abgeschrägt, um die einströmende Flüssigkeit 64 ohne ungebührliches Spritzen zu zerteilen.
Die Flüssigkeit strömt durch ein Rohr 65 zu, das in solcher Höhe über den Flügeln angeordnet ist, dass der Träger von der Nabe abgehoben werden kann, ohne das Rohr 65 zu stören.
Die zuströmende Flüssigkeit wird durch die Flügel, gleichmässig verteilt.
Im oberen Flansch 66. des Zylinders sind Öffnungen vorgesehen, die als Lager. für die abgebogenen oberen Enden der Festhaltestäbe 67 dienen, deren untere aufgebogenen Enden in einem Flansch 68 am unteren Ende des Zylinders gelagert sind, wobei durch diese Enden gesteckte Stifte 69 über Unter- lagsse-heiben. 70 liegen und die Stäbe auf dem Flansch 68 abstützen. Die Platte 71, durch deren radiale Schlitze 72 die Stäbe hindurchgehen, trägt einen Innenflansch 73 ;. der zwischen den waagrechten Ab. kröpfungen 74 der Festhaltestäbe und dem Flansch 68 am Zylinder 56 greift. Die Platte wird so am Herausfallen verhindert, kann sich aber bei den Verschwenkungen der Stäbe 67 drehen.
Eine Scheibe 75
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ist auf der Oberseite der Platte. 71 befestigt, z. B. durch versenkte Schrauben 76.
Bestehen die Stäbe 67 aus Metall, so kann in ihren. oberen Lagern im Flansch 66 des Rohres 56eine Abnutzung entstehen, wodurch feine Metallteilchen, längs der oberen Abkröpfung 77 der Stäbe zur Fasermasse gelangen können, wodurch letztere missfarbig werden könnte. Um dem vorzubeugen, sind an den äusseren Enden der Abkropfungen der Stäbe 67. Bunde 78 angebracht, welche die längs der Abkröpfungen hinwandernden Metallteilchen ablenken, so dass sie durch die Fliehkraft über die Fasermasse weggeschleudert werden.
Bei dieser Abänderung sind die FlÜgel 41 (Fig. 7 und. & ) fortgelassen, dagegen ist die Zahl der Festhaltearme auf sechs vergrössert. Ebenso sind die Schwungmassenarme 28 und 45 fortgelassen, die unerheblich sind, wenn die Massen im wesentlichen gleichmässig verteilt sind.
Wie vorhin bemerkt, ist die Erfindung auch dann verwendbar, wenn die Faser in Kötzerform gewickelt ist. In Fig. 12-15 sind zwei Ausführungen für Kötzer dargestellt. In Fig. 12 und 13 gleicht der Träger für den Kötzer im allgemeinen dem eben beschriebenen Träger. Der feste, gelochte Zylinder 79 trägt an seinen Enden Flansche 80, 81, in denen-die abgebogenen Enden der Festhaltestäbe 82 gelagert sind, die jedoch zur Zylinderachse. 79 parallel sind, so dass die Fasern unmittelbar auf den Zylinder gewickelt werden können und einen zylindrischen Kötzer bilden.
Die Spindel 83, auf der der Kötzer beim Wickeln sitzt, wird bei 84 in gewöhnlicher Weise angetrieben und trägt eine Platte 85 mit Stiften 86, die in Löcher 87 in der Scheibe 88 und im Flansch 81 hindurchgehen, die, wenn die Stäbe 82- nach aussen geschwenkt sind, sich vor diese stellen. Am andern Ende des Zylinders reichen Zähne 89 am Flansch 80 in Einkerbungen in der Spindel 8 ; 1. Wird die Spindel zwecks Wiokelns angetrieben, so werden die Stäbe nach aussen geschwenkt gehalten. Soll aber der gewickelte Kötzer von der Spindel abgenommen werden, so wird durch Ausheben der Stifte 86 aus der Scheibe 88 und dem Flansch 81 die Kupplung zwischen den beiden letzteren gelöst, und die Stäbe 82 können nach einwärts geschwenkt werden, so dass der von ihnen gebildete Käfig verengt wird.
Das über den Flansch 81 hinausragende Ende. des gelochten
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