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Gewundene Packungen von Kunstseidenfäden oder Fasern, wie sie z. B. von einer Spinnspindel kommen, können mit Flüssigkeit unter Druck nicht vollständig behandelt werden,
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erzielt werden soll. Die bisherige Praxis ist dahin gegangen, das Material von der Spule zu Strähnen zu wickeln und in dieser Form durch die Wasch-, Entschwefelungs- und Färbungs- prozesse u. dgl. durchzuziehen. Diese Behandlung bewirkt jedoch, wenn ein Streckungsprozess an den Strähnen während des Färbens vorgenommen wird, eine Festigkeit, Glanz und Elastizität der Fäden. Um die Stärke, Glanz und Elastizität bei der erwähnten Behandlung zu erhalten, war daher das Wickeln zu Strähnen unerlässlich.
Man ist aus diesem Grunde auch bereits dazu übergegangen, gewundene Packungen von Fäden derart zu behandeln, dass das Mattieren der gesamten Fäden verhütet und das Durchdringen der Flüssigkeit gesichert wird, ob nun die Flüssigkeit für Waschen, Entschwefeln, Bleichen, Färben oder anderen Operationen, wie beispielsweise zum Schmieren der Fäden mit flüssigem Schmiermittel, wie Paraffin, um die Windeoperationen zu erleichtern, verwendet wird.
Auf diese Weise wird das Umwickeln der Fäden zu Strähnen mit dem notwendigen Strecken und Behandeln des Strähnmaterials vermieden, wobei auch die Arbeitskosten und nicht zuletzt die Kosten des bei dem Umwickeln von Kunstseide zu Strähnen entstehenden Abfalles vermieden werden. Es wurden die Fäden auf einer röhrenförmigen, durchbrochenen oder ähnlichen Spule in Windungen aufgewickelt, hierauf liess man die Spule um ihre Achse mit einer entsprechenden Geschwindigkeit rotieren, um eine entsprechende Zentrifugalkraft in der Packung zu erzeugen, wobei gleichzeitig in das Spuleninnere Flüssigkeit gebracht wurde.
Die zugeführte Flüssigkeit wurde durch den feinen Strahl verwirbelt oder vernebelt und auf diese Weise die geschlossen gewundene Packung der Einwirkung der Flüssigkeit ausgesetzt.
Durch die Anordnung der geschlossen gewundenen Packung. die den raschen Durchlauf der Flüssigkeit verhinderte, war es nicht möglich, eine gleichmässige Behandlung der gesamten Packung zu erzielen.
Gegenstand vorliegender Erfindung ist ebenfalls ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Flüssigkeitsbehandlung von Kunstseidenfäden oder-fasern, bei dem die Behandlung ebenfalls dadurch erfolgt, dass eine gewundene Packung auf einer röhrenförmigen, durchbrochenen oder ähnlichen Spule angeordnet wurde, bei der jedoch im Sinne vorliegender Erfindung eine offene Windung vorgesehen wurde, welche der ganzen Packung eine gewisse Weichheit oder Elastizität verleiht, etwa wie eine Packung, die von der Spinnspindel kommt oder wie eine Packung, die mit einer geschlossenen oder parallelen Windung gewickelt wurde.
Auch hier rotiert die Spule um die Achse mit einer entsprechenden Geschwindigkeit, um eine entsprechende Zentrifugalkraft in der Packung'zu erzeugen, wobei gleichzeitig in das Spuleninnere Flüssigkeit gebracht wird, u. zw.-dies ist wieder ein wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung-
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Packung zugeführte Flüssigkeit erfolgt also, so gut wie möglich, mit solchem Volumen. dass sie rasch durch die Packung durchgeht,'ohne Widerstand an der inneren Fläche der Packung oder an einem inneren Teile derselben vorzufinden.
Durch die offene Windung übt die-Zentrifugalkraft einen gewissen Effekt auf die Packung aus, der mit einer geschlossen gewundenen Packung nicht erzielt werden kann. Dieser Effekt bewirkt eine Tendenz nach aussen, wodurch das Innere der Packung für den Flüssigkeit- durchgang offen gehalten wird. Die in das Innere der Packung geführte Flüssigkeit geht, wie auch bereits bekannt, infolge der Drehung der Packung gerade hindurch. Die den Fäden
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entsprechend der Art und der Zahl der Fäden abweichen.
Die Windung selbst muss derart erfolgen, dass ein Umwinden zu einer andern Packungsform möglich wird, wenn die Behandlung beendet ist weil die Packung bei einer gewissen Weichheit und Elastizität auf die Zentrifugal- kraft besser reagiert, wobei eine Kreuzwindung oder eine andere Windung, die den erforderlichen offenen Windungseffekt gibt, angeordnet werden kann. Der in der Windungsmaschine quer- gelegte Faden wird so eingelegt, dass er rasch kreuzt, u. zw. in Abhängigkeit von der
Windungsgeschwindigkeit des Fadens. Der hier öfters gebrauchte Ausdruck offene Windung ; wird in dem Sinne angewendet, dass die offene Windung die verlangte Weichheit und Elastizität und als physikalischen Effekt die Einwirkung der Zentrifugalkraft auf die Fäden in der gewundenen Form ergibt.
Die Flüssigkeit kann, wie an sich bekannt, auf die innere Fläche der durchbrochenen
Spule in Form eines Strahles oder in Form einer Zerstäubung zugeführt werden, wobei die in die Bohrungen der rotierenden Spule eindringt. Sie kann jedoch im Sinne vorliegender Erfindung auch derart zugeführt werden, dass die rotierende Spule in einem aussen durchbrochenen Behälter in ein Flüssigkeitsbad gestellt wird, wobei die Flüssigkeit in das Innere der Spule eindringt und durch die Zentrifugalkraft in einen ringförmigen Raum zwischen der Packung und dem äusseren Behälter dringt, worauf sie wieder in das Bad zurückläuft.
Nachdem nun als Effekt der offenen Windung, wie bereits angegeben, die Flüssigkeit sehr rasch durch die gewundene Packung durchtreten kann, wird der besagte Erfolg und rasche Behandlung erzielt, wobei die Flüssigkeit, wie ebenfalls an sich bekannt ist, zu der inneren Fläche der durchbrochenen Spule ihrer ganzen Länge nach hinzutreten kann. Die Flüssigkeit wird hiebei mit einem solchen Volumen zu der "inneren Spule zugeführt, dass sie gänzlich von der Packung aufgenommen wird. Wenn nun die Flüssigkeit zugeführt und ein geringer Teil derselben von den Fäden nicht aufgenommen wird, so wird sie durch die auftretende Zentrifugalkraft ausgestossen, wie es auch bei der bisher bekannten Ausführungsart möglich war.
Die Apparate zur Ausübung des Verfahrens können verschiedene Ausführung haben, jedoch alle diese Apparate ermöglichten die Drehung der Spule und die des durchbrochenen Spulenhalter mit abwechselndem Flüssigkeitszulauf in das Innere der Spule. Ein solcher bekanntgewordener Apparat umfasst daher als seine Hauptmerkmal einen rotierenden Halter, auf welchem eine Spule derart befestigt werden kann, dass sie mitrotiert, und ein Rohr, das in die Spule führt und die Flüssigkeit zuleitet. Im Gegensatz zu den bisherigen Verfahren wird nun auf eine solche Apparatur nach vorliegender Erfindung eine offen gewundene Packung aufgesetzt-Für den Durchgang von Luft durch die gewundene Packung kann atmosphärische Luft herangezogen werden, wobei die Art der gewundenen Packung einen raschen Durchgang der Luft ermöglicht.
Bei Anwendung von Gasen werden dieselben in das Spuleninnere geleitet, gehen dann durch die Packung hindurch, um in die Atmosphäre auszutreten.
In der Zeichnung sind beispielsweise Ausführungsformen der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens dargestellt, u. zw. zeigt Fig. 1 einen Apparat im Schnitt zur Behandlung mehrerer gewundener Spulen, die auf einer durchbrochenen horizontalen Spindel sitzen, im, Aufriss, Fig. 2 einen Schnitt durch die tragenden und treibenden Mittel zur Behandlung einer einzigen gewundenen Spule in einem Apparat, wie er in Fig. 3 dargestellt ist, welche einen Apparat zur getrennten Behandlung einer Reihe einzeln gewundener Spulen zeigt, und schliesslich Fig. 4 im Schnitt eine. vollständig in ein Bad eingetauchte Spule.
Die Art des Windens der Packung wurde bloss angedeutet, wobei jedoch die Packung genügend Spannung haben muss, um die Packungsform beizubehalten. Die nötige Spannung zur Bildung der Packung kann in irgendeiner entsprechenden Weise erreicht werden, wie beispielsweise dadurch, dass der Faden beim Aufwinden auf seiner Spule über eine feste und rotierende Glasstange geführt avird. Windemaschinen zu dem genannten Zweck zum Aufwinden von Fäden und Garnen verschiedener Stärke sind genügend bekannt, weshalb von einer Beschreibung derselben Abstand genommen wird. Die durchbrochene Spule, auf welche dia Fäden'gewunden werden, kann aus leichtem, aber festem Material. wie Ebonit, sein, aber sie
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muss'aus. einem-säurefesten Metall oder einer Metallegierung bestehen und geflanscht sein.
Sie wird vornehmlich mit einer grossen Bohrung entsprechend der Dicke des aufgewundenen Fadens versehen. Wenn der Faden zu dick ist. so wird die zur Erzielung des physikalischen Effektes erforderliche Zentrifugalkraft verhindert werden.
'Nach Fig. 1 sind Lager 6,7 vorgesehen, die als Kugellager S,. 9 ausgebildet sind, wobei die Spindel 10 in dem Kugellager 9 rotieren kann und aufgekeilt oder auf andere Weise befestigt eine Seilscheibe 11 trägt, die von irgendeiner Treibwelle angetrieben wird. Die Spindel 10 ist bei 13 mit einer Ausnehmung versehen. Die Lager 8 und 9 sind an den Wänden des Behälters 14 befestigt, der mit einem Deckel 15 (strichpunktiert angedeutet) versehen werden kann. An einer durchsetzten, röhrenförmigen Spindel 16. die auf die Spindel M in vom Apparat abgehobenem Zustande aufgeschoben wird, sind Spulen 17 mit einer aufgewundenen Packung x befestigt.
An jedem Ende ist ein Abschluss 18 aus Ebonit, Gummi od. dgl. vorgesehen, und wenn die verlangte Anzahl von Spulen 17 auf der röhrenförmigen Spindel 16 befestigt sind, wird das Fixieren mit einer Schraubenkappe 19 erzielt. Brim Befestigen der Spulen 17 an der Spindel 16 ist Vorsorge zu treffen, dass der feste Teil der Spindel die Durchbrechungen in einer Spule nicht überdeckt, und die Durchbrechungen auf der Spindel 16 haben deshalb gleichen Abstand wie diejenigen auf der Spule 17. Wenn die Spindel 16 so eingelegt ist, wird sie über das Kugellager 8 an einem Ende auf das Lager 6 gelegt, während das andere Ende in der Ausnehmung 13 ruht, wobei ein Bolzen 20 durch eine Bohrung der Spindel 16 und durch an der Seite der Ausnehmung 13 vorgesehene Bohrungen führt.
Von einem entsprechenden Flüssigkeitsbehälter, der beliebige Form besitzen kann und mit nicht eingezeichneten Regulierventilen ausgestattet sein kann, wird ein Rohr 21 in das Innere der röhrenförmigen Spindel 16 geführt, wobei die Länge des Rohres 21 der Spindel angepasst ist. An der zu den Innenseiten der durchbrochenen'Spule 17 des Rohres 21 zugekehrten Seite sind feine Bohrungen vorgesehen oder es können auch Einschnitte angeordnet werden, so dass längs des ganzen Rohres ein Flüssigkeitsstrahl austritt.
Bei Betätigung des Apparates, beispielsweise zum Waschen der Packungen, wird das Rohr 21 mit einem Waschwasserbehälter verbunden. Das Ventil wird geöffnet und die Drehung der Spindel 16 langsam eingeleitet, worauf das Wasser in das Rohr 21 fliesst, durch die Öffnungen ausstrahlt und gegen die innere Fläche der durchbrochenen Spule stösst, wobei sie in die Bohrungen dieser Spule eintritt und durch die auf die Spule und Packungen hervorgerufene Zentrifugalkraft radial durch die Packung hindurchgeht. Dieser Durchgang vollzieht sich in Abhängigkeit von der Art der Windung der Fadenpackung äusserst rasch und erfolgt bei einer entsprechenden Fadendicke augenblicklich.
Irgendwelche von der Packung nicht aufgenommene Flüssigkeit wird aus derselben ausgestossen und in dem Behälter, in dem die Spindel liegt, gesammelt, um sie langsam abfliessen zu lassen. Bei einer Behandlung mit Farbe oder mit einer ändern Flüssigkeit wird der Prozess genau so, wie oben beschrieben,
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von den Fäden nicht aufgenommen wird, fliesst vom Behandlungsbehälter zu einem entsprechenden Sammler. Mit der Behandlungsflüssigkeit kann auch Luft zugeführt werden, um das Zerstäuben oder Strahlen zu erleichtern, und aus diesem Grunde kann auch eine schwere Flüssigkeit von dem Flüssigkeitsbehälter mit einer zum Lufteintritt dienenden Öffnung in dem Zuleitungsrohr vorgesehen werden. In der Praxis ist jedoch immerhin die Zerstäubung oder Strahlung vollkommen genügend.
Es kann beobachtet werden. dass bei gleicher Behandlung mit irgendeiner Flüssigkeit und bei Zuführung atmosphärischer Luft zu der röhrenförmigen Spindel 16 jede gewünschte Operationsart, wie Waschen, Bleichen usw., durchgeführt werden kann, ohne die Spulen 17 zu bewegen, so dass dieselben nur einmal in den Behälter gelegt werden müssen.
Die Spindel 16 kann, falls notwendig, verkürzt ausgebildet werden, um nur eine durchbrochene Spule 17 und ihre aufgewunden Packung x mit den Abschlussstucken 18 aufzunehmen.
Wenn-die Behandlung oder eine Folge von Behandlungen beendet ist, wird die Spindel 16 lUS dem Behälter genommen, und die Spulen werden zu ihrer letzten Färbung mit entsprechenden Mitteln z. B. in eine Färbekammer gebracht.
Bei der Behandlung mit Gasen können die letzteren in das Innere der röhrenförmigen Spindel geleitet werden, wobei sie infolge der Zentrifugalkraft durch die Packung hindurchgehen md hierauf in die Atmosphäre austreten. Flüssigkeit und Luft oder Flüssigkeit und Gas
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Beschreibung des Apparates hervorgeht.
Wenn ein Rotieren der durchbrochenen Spule und der aufgewundenen Packung um eine vertikale Achse notwendig ist, können die in Fig. l beschriebenen Mittel durch den in Fig. 2 md 3 dargestellten Apparat ersetzt werden. Nach dieser Ausbildung wird die Treibspindell0 vertikal angeordnet und, ebenso wie früher, mit einer Seilrolle versehen. Der feste Grund 22 befindet sic innerhalb des Behälters 14 mit einem Aufsatz 23 f'iir eine durchbrochene Spule 17.
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wobei die Spule 17 mittels Federn 24 mit dem Aufsatz 23 verbunden wird. indem die Federn 24 einen Flansch 25 der Spule 27 umfassen.
Kugellager 26 und 27 ermöglichen eine leichte Drehung der Spindel 10 und des Aufsatzes 23. und diese beiden Teile können aus einem Stück oder aus zwei Teilen, welche durch einen Bajonettverschluss 28 verbunden werden, bestehen. Das Ende der durchbrochenen Spule kann mittels Gummiring oder einer entsprechenden Unterlagsseheibe 29, auf welcher die Spule sitzt, abgeschlossen werden, wobei 'die Unterlagsscheibe 29 an einem Flansch 29 des Trägers 23 befestigt ist. Bei dieser Aus- führung ist die Vorsehung einer Spule 17 und des Strahlrohres 21 notwendig. Das Zuführungs- rohr 30 zu dem Flüssigkeitsbehälter kann elastisch und mit einem entsprechenden Halter befestigt sein.
Um die Spule in Arbeitsstellung zu bringen, wird sie, nachdem sie aufgewunden wurde. auf die Unterlagsscheibe 29 aufgelegt. wobei die Federn 24 auseinandergetrieben und die Flanschen 25 aufgelegt werden, bevor sie vom Federdruck erfasst wird. Das Rohr 21 wird hierauf in die Spule eingelegt. Die Drehung der Spule um ihre Packung und die entsprechende Zuführung von Flüssigkeit in das Rohr 21 wird genau so, wie bereits beschrieben, eingeleitet. Das
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der Arbeiter das Rohr 21 heraus, spreizt die Federn 24 auseinander und hebt die Spule aus, worauf eine neue Spule aufgesetzt werden kann.
Die verschiedenen Teile des Apparates müssen aus einem säurebeständigen Material gemacht oder überzogen sein und können auch aus Ebonit od. dgl. bestehen, und es kann auch die beschriebene Ausführungsform abgeändert werden, wenn nur die erforderliche Drehung mit der entsprechenden Einführung von Flüssigkeit in das Innere der durchbrochenen Spule gewährleistet ist.
Das vollständige Eintauchen der Packung während der Behandlung mit vielen Farbstoffen ist vorteilhaft, u. zw. kann diese Methode besonders günstig angewendet werden, wenn Waschen, Färben usw. durchgeführt werden soll. In Fig. 4 wird ein Behälter 14 gezeigt, durch dessen Boden die Treibspindel10 geführt wird, genau so, wie bereits nach Fig. 2 beschrieben wurde. mit der Treibrolle 11. Auf dem Grund 23 ist ein durchbrochener Behälter 3/angeordnet, der solchen Durchmesser besitzt, dass ein ringförmiger Raum 31" zwischen dem Behälter und der auf der Spule 17 vorgesehenen Packung x gebildet wird, wenn letztere sich in Arbeitsstellung befindet.
Um die Spule 17 in ihrer Stellung zu erhalten, reicht ihr unterer Flansch in eine ringförmige Ausnehmung des Grundes 23. Auf der Spule 17 sitzt ein schwerer Deckel 32, der mit einer kreisförmigen Ausnehmung 33 versehen ist, wobei der Deckel 32 an seiner unteren Fläche ebenfalls eine ringförmige Ausnehmung besitzt. Eine Stopfbüchsenpackung aus geeignetem Material wird bei 34 an der Spindel vorgesehen und ein Kugellager 35 mit dem Stirnlager 36 eingebaut. Der Behälter wird von einem abnehmbaren Deckel 37, der Schwingbolzen und Muttern 38 besitzt, zugedeckt. Dieser Deckel kann unter Umständen auch weggelassen werden.
Der Behälter 14 wird mit der verwendeten Flüssigkeit gefüllt, die in der Zeichnung durch horizontal unterbrochene Linien angedeutet ist, und, nachdem die Spule 17 eingelegt und der Deckel 32 aufgesetzt wurde, wird die Drehung der Spindel 10 eingeleitet. Die innerhalb der Spule befindliche Flüssigkeit wird durch die Zentrifugalkraft in den ringförmigen Raum 3111 geworfen, um dann durch die Bohrungen des äusseren'Behälters 31 in das Bad zurückzugelangen. Ein ununterbrochener, durch Pfeile angedeuteter Kreislauf entsteht, und der Durchgang der Flüssigkeit durch die Packung x hängt von der Umdrehungsgeschwindigkeit der Spindel 10 ab, so dass zu keiner Zeit in der Packung eine Ansammlung von Flüssigkeit stattfinden kann.
Das in dem Ringraum 31" befindliche Flüssigkeitsvolumen rotiert mit der Spule 17, so dass dort keine Reibung an der Aussenfläche der Packung, auftreten kann.
Der eben beschriebene Apparat ist mit Verwendung des Deckels 37 sehr zweckdienlich. da der von der Flüssigkeit im Bad bei den üblichen Färbe-und andern Prozessen gebildete Dampf auch in die Bohrung 33 eintritt und mitkreist. Die verwendete Mischung des Dampfes mit der Flüssigkeit gibt einen besonderen Färbeeffekt.
Diese Dämpfe können auch in sehr einfacher Weise in den in Fig. 1 und 2 dargestellten Apparaten erhalten werden. In diesem Fall wird der Behälter mit einem gleichen Deckel, wie in Fig. 4 dargestellt, versehen, und wenn die Spulen in Drehstellung sind, wird der Deckel geschlossen und dem Behälter von einer entsprechenden Quelle mittels eines Rohres Dampf zugeführt. Dieser zugeführte Dampf tritt in das Innere der Spule ein und folgt dem Flüssigkeitslauf durch die Packung : 1 :. Für die Behandlung mit Schmiermitteln kann der in Fig. 1, 2 und 3 gezeigte Apparat verwendet werden.