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Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Kautsehukfäden.
Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Kautschukfäden. Sie bezweckt, die Erzeugung derartiger Gebilde zu vereinfachen und wirtschaftlicher zu gestalten. Gegenüber dem gegen-
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die Verzögerung, die das Trocknen und Vulkanisieren des Kautsehukfadens in endgültiger Gestalt verursacht, vermieden wird. Ferner wird die Erzeugung von Fäden in kontinuierlichem Arbeitsgang erleichtert.
Ein ältere, Verfahren zur fortlaufenden Herstellung von Kautschuk-od. dgl. Bändern, -fäden.
- streifen u. dgl. aus wässerigen Dispersionen von Kautschuk oder ähnlichen organischen Steifen besteht darin, dass die wässerige Dispersion in der Form eines oder mehrerer schmaler Flüssigkeitstrahlen auf eine laufende Fläche, die allenfalls Rillen aulweisen kann, geleitet wird. worauf die auf der laufenden Fläche gebildeten schmalen Flüssigkeitsbänder teilweise oder vollständig koaguliert werden. Die so gebildeten Bänder können durch Einrollen um ihre eigene Achse in Fäden umgeformt werden.
Nach einer bevorzugten Ausiührungsform des Verfahrens nach dem angeführten Patente werden aufeinanderfolgende Lagen der Dispersionen auf eine kontinuierlich fortschreitende Trocknung- fläche aufgebracht, bis die gewünschte Dicke erreicht ist, wobei jede Lage auch getrocknet werden kann, bevor sie mit der nächstfolgenden in Berührung kommt. In dieser Weise werden mehrschichtige Streifen oder Bänder aufgebaut, wobei stets eine Schicht der ändern als Unterlage dient.
Das vorliegende Verfahren zur Herstellung von Kautschukiäden besteht im wesentlichen darin. dass man eine Mehrzahl von einzeln geformten, koagulierten Kautschukfäden oder-streiten zu einem einzigen homogenen Faden, zweckmässig zwischen Druekwalzen, zusammenzwängt.
In jenen Fällen, wo eine Mehrzahl von Streifen oder Fäden zuerst kontinuierlich aus wässerigen Kautschukmischungen, z. B. Kautschuklatex, erzeugt wird, ist es vorteilhaft, den Feuchtigkeitsgehalt aus den Fäden oder Streifen zu entfernen, bevor sie zu einem homogenen Gebilde zusammengezwängt werden. Es ist ferner in diesem Falle zweckmässig, den Feuchtigkeitsgehalt in solchem Masse herabzusetzen, dass die Fäden oder Streifen im wesentlichen trocken, aber noch klebrig sind. Das Austreiben der Feuchtigkeit kann z. B. in der Weise bewerkstelligt werden, dass das Formen der Streifen oder Fäden aus flüssigen Kautschukmischungen auf kontinuierlich bewegten Trockenfläehen durchgeführt wird.
Zur Ausführung des Verfahrens kann man mit Vorteil eine grössere Zahl von Streifen oder Fäden aus flüssigen Kautschukmischungen, wie Kautsehuklatex, in der Weise bilden, dass man die Mischungen bzw. Dispersionen in gesonderten Rillen bzw. Nuten ablagert. Diese Rillen können beispielsweise auf voneinander unabhängigen Flächen untergebracht sein, z. B. auf dem Umfang von Scheiben, die in entsprechender Weise angeordnet und gelagert sind.
Im allgemeinen ist es erwünscht, das erzeugte Gebilde vor dem Aufwickeln, Umspinnen oder der sonstigen weiteren Verarbeitung zu runden. In diesem Falle wird die Vulkanisation vorzugsweise vor der Umformung bewirkt. Zum Zwecke der Rundung des Fadens kann in der Weise vorgegangen werden, dass das Gebilde in der Querrichtung gefaltet und hernach zweckmässig abwechselnd nach entgegengesetzten Richtungen gerollt wird.
Zur näheren Erläuterung einer Ausführungsform des Verfahrens gemäss der Erfindung sei auf die in den Fig. 1-6 dargestellten Vorrichtungen Bezug genommen. Die Fig. 1 zeigt eine Ausführung-
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form der Vorrichtung in Seitenansicht teilweise im Schnitt, die Fig. 2 eine Draufsicht auf eine der Scheiben, auf welchen das Formen der Fäden vor sich geht, Fig. 3 eine Draufsicht auf die Organe, die zum Zusammenzwängen der Fäden dienen. Die Fig. 4 zeigt eine zweite Ausführungsform der Vorrichtung in Seitenansicht, teilweise im Schnitt, mittels welcher homogene Gebilde durch Vereinigung von Kautsehukfäden hergestellt werden, die Fig. 5 eine Draufsicht auf die Organe, die zum Zusammenzwängen der Fäden dienen, und die Fig. 6 in grösserem Massstabe einen Schnitt durch mehrere Fäden, die zu einem Gebilde vereinigt sind.
In Fig. 1 sind eine Anzahl von Scheiben 1 dargestellt, die in entsprechenden Lagern gelagert sind. Jede Scheibe ist mit Leitschienen, z. B. Flanschen 4, ausgestattet. Gemäss dem dargestellten Ausführungsbeispiel weisen die Scheiben flache Kanäle auf, deren Seitenwände konvergieren ; man kann den Kanälen aber auch andere Querschnittsgestalt geben, ohne vom Wesen der Erfindung abzuweichen. An Stelle von Scheiben können auch glatte zylindrische Trommeln ohne Kanäle benutzt
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oder durch Vertiefungen der Fläche erzeugt sind.
Durch Düsen 5, die in entsprechender Weise angeordnet sind, wird eine geeignete Kautschuk- dispersion zugeführt und auf den Trockenscheiben 1 abgelagert. Die Düsen sind zweckmässig so angeordnet, dass sie mit der Oberfläche der Trockenscheiben ständig in Berührung stehen. Die Führungen 4 erfüllen dabei den Zweck, die Düsen in der erforderlichen Weise einzustellen und sie in der Richtung der Scheibenflächen, auf welchen die Ablagerung erfolgen soll, zu halten. Die Fig. 2 zeigt eine mit einer Düse vereinigte Scheibe.
In jede Scheibe ist eine Heizeinrichtung, z. B. ein elektrischer Widerstand 3, eingebaut, der mit Kontaktringe 26 und 27 verbunden ist. Auf der Oberfläche der Ringe schleifen Kontaktbürsten 28 und 29, die an eine entsprechende Stromquelle angeschlossen sind, so dass die Widerstände während der Drehung der Scheiben mit Strom versorgt werden. Mit Hilfe der Düsen 15 wird kalte Luft auf einen Punkt der Seheibenoberfläche geblasen, wo der koaguliert und getrocknete Faden 6, der in der nachstehend beschriebenen Weise entsteht, von der Trommel abgezogen und durch die Walzen 16 und ? 7 durchgeführt wird.
Jede Formscheibe 1 wird von einer Heizeinrichtung 7 umsehlossen, die aus einer bogenförmig gekrümmten Kammer bestehen kann, welche Kanäle aufweist, durch die mittels eines Ventilators 10 heisse Luft in Umlauf gebracht wird. Die Strömungsrichtung der Luft ist der Drehungsrichtung der Scheiben vorteilhaft entgegengesetzt. Durch eine Rücklaufleitung 9 wird die an der Scheibe vorbeigeführt heisse Luft dem Ventilator wieder zugeführt.
Beim Betriebe der Vorrichtung spielt sich der folgende Vorgang ab. Die Kautschukdispersion, z. B. Latex, wird durch Düsen 5 den umlaufenden Trockenflächen der Scheiben 1 zugeführt und dabei sogleich der trocknenden Wirkung der inneren Heizspiralen 3 und der durch die äussere Heizeinrichtung 7 zirkulierenden heissen Luft ausgesetzt. Nachdem das Kautschukmaterial auf der Trommel einen Weg von ungefähr Dreiviertel des Umfanges zurückgelegt hat, ist es so weit getrocknet und koaguliert, dass es von den Walzen 16 und 17 fortgeleitet und durch eine Kühlkammer 11 den Druckwalzen und 13 zugeführt werden kann, von welchen die erstere mit Flanschen 14 ausgestattet ist, die einen zur Aufnahme der Fäden 6 bestimmten Kanal begrenzen.
Der Punkt, an welchem das Material von den Scheiben 1 abläuft, wird mit kalter Luft angeblasen, um das Ablösen zu erleichtern. Beim Durchwandern der Kühlkammer wird das Material verhältnismässig steif und trocken, bleibt aber doch noch klebrig und weist die für die Verarbeitung durch die Druckwalzen 12 und 13 erforderliche Beschaffenheit auf. Mit Hilfe dieser Walzen werden eine Anzahl in der beschriebenen Weise geformte Fäden 6 zu einem Kautschukfaden zusammengewalzt, der gemäss dem dargestellten Ausführungsbeispiel die aus Fig. 3 ersichtliche Querschnittsgestalt aufweist.
Runde Kautsehukfäden, die in der eben beschriebenen Weise unter Verwendung von Scheiben 1 mit halbrunden Nuten oder durch Ablagern aufeinanderfolgender Schichten einer Kautschukdispersion in halbrunde Nuten einer stetig bewegten Trockenfläche, z. B. einer Trockentrommel, erzeugt werden, können durch die in Fig. 4 dargestellte Vorrichtung zu einem Faden vereinigt werden. Die Trommeln 18 und 19 bilden die Zuleitungsorgane für je zwei solcher Fäden 6 und führen sie über Hilfsführungsrollen 23 zu Druckrollen 20 und 21, wo die Fäden auf die aus Fig. 6 ersichtliche Querschnittsform zusammengequetseht werden.
Mit Hilfe der Hilfsführungsrollen wird ein geeigneter Kautschukzement (Kautschukteig) oder eine viskose Kautschukdispersion 24 auf die geformten Fäden 6 aufgelegt, um die Vereinigung derselben zu erleichtern und wirksamer zu gestalten. Durch ein Gebläse 25 kann ein Luftstrom auf jedes der beiden Fadenpaare zur Wirkung gebracht werden, bevor sie in den Wirkungbereich der Formrollen kommen.
Bei der Herstellung des fertigen Fadens gemäss den Fig. 3 und 6 ist es zweckmässig, verschiedene Bestandteile von vulkanisierend wirkenden Mischungen einzuverleiben, so dass die verschiedenen Komponenten der vulkanisierend wirkenden Mischung beim Zusammenbringen des Materials in das anliegende Kautschukmaterial wandern oder diffundieren und sich mit den in dem genannten Material
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bereits enthaltenen Komponenten vereinigen, um gemäss der im amerikanischen Patent Nr. 1777960 beschriebenen Erfindung bei niedriger Temperatur wirkende Vulkanisationsmittel zu ergeben.
Bei der Herstellung von Kautschukfäden unter Anwendung der durch die Fig. 4,5 und 6 dar- gestellten Vorrichtung wird gegenüber der bekannten Erzeugungsart von Kautsehukfäden eine Er- sparnis erzielt. Beim bekannten massiven Faden ist der ganze von der Querschnittsumrisslinie um- grenzte Raum lückenlos vom Material erfüllt. Im vorliegenden Falle ist es jedoch möglich, Fäden zu bilden, die nicht massiv sind, dennoch aber eine hinreichende Festigkeit besitzen, weil die abge- flachten Kanten der einzelnen Fäden zu einem einheitlichen Ganzen vereinigt sind.
Infolge der abge- rundeten Kanten und der zentralen Lücke wird eine erhebliche Ersparnis an Material erzielt, die insbesondere bei der Massenfabrikation eine Rolle spielt, da aus der Gewichtseinheit Kautschuk bei
Anwendung des Verfahrens gemäss der Erfindung ein längerer Faden erzeugt werden kann, als wenn der Faden bei im grossen und ganzen gleicher Querschnittsgestalt massiv wäre.
Die Fig. 7-10 veranschaulichen eine Vorrichtung zur Durchführung einer Ausführungsform des Verfahrens gemäss der Erfindung. Die Fig. 7 zeigt eine Seitenansicht und die Fig. 8,9 und 10 zeigen Schnitte nach den Linien 31-31, 32-32 und 33-33 der Fig. 7.
39 und 40 sind zwei endlose Troekenbänder, die um Leittrommeln 41, 42 und 43 gelegt sind.
Die Trommeln sind so angeordnet, dass die Bandteile 44 und 45 nebeneinanderliegen und parallel verlaufen, wodurch zwischen denselben ein verhältnismässig enger Kanal entsteht. Den flachen
Düsen 46 und 47 entströmt eine geeignete flüssige Kautschukmischung, die in Form von Häutchen oder Streifen A und B auf den Bändern 89 und 40 abgelagert wird. Die beiden Bänder werden mit der gleichen Geschwindigkeit und, wie durch Pfeile angedeutet ist, in entgegengesetzter Richtung bewegt und dadurch die beiden aus einer Kautschukmischung bestehenden Streifen A und B durch den von den gegenüberliegenden Bandteilen 44 und 45 begrenzten Kanal durchgeführt.
Der Abstand der beiden Bandteile ist entsprechend gewählt, um die beiden Streifen in innige Berührung zu bringen und zu einem einheitlichen Gebilde zusammenzuzwängen. Die Bänder können in irgendeiner geeigneten Weise angetrieben werden ; es können z. B. die beiden Trommeln 42 durch ein Getriebe verbunden sein oder in anderer Weise durch einen Elektromotor synchron gedreht werden.
Als Kautschukmisehung wird vorteilhaft eine wässerige Dispersion von Latex verwendet, die mit geeigneten vulkanisierend wirkenden Zusätzen versehen ist, die dem Kautschuk so einverleibt werden, dass in jedem Streifen nur ein Teil eines vollständigen Vulkanisationsmittels enthalten ist. Werden die beiden Streifen vereinigt, so wird ein wirksames Vulkanisationsmittel gebildet und in dieser Weise durch Wandern der in den Streifen enthaltenen vulkanisierenden Zusätze eine Beschleunigung der Vulkanisation hervorgerufen. Der Vorgang, der sich dabei abspielt, ist in dem amerikanischen Patent Nr. 1777960 beschrieben.
Die Kautschukstreifen A und B auf den Bändern 39 und 40 können der Einwirkung von Heizvorrichtungen ausgesetzt werden, von welchen auf der Zeichnung zwei mit 48 und 49 bezeichnete schematisch dargestellt sind. Die Heizvorrichtungen haben den Zweck, das Trocknen zu beschleunigen.
Während der Förderung zwischen den einander gegenüberliegenden Teilen 44 und 45 der Transportbänder 39 und 40 werden die Häutchen A und B in innige Berührung gebracht und dabei infolge der natürlichen Klebrigkeit des Kautschuks miteinander vereinigt. Das so erhaltene Gebilde weist die aus Fig. 8 ersichtliche Querschnittsgestalt auf. Hiebei wird gleichzeitig eine wirksame Vulkanisationsmischung gebildet.
Die Vulkanisierung kann durch Einwirkung der von den Vulkanisiervorriehtungen, die auf der Zeichnung mit V bezeichnet sind, ausgehenden Wärme beschleunigt werden. Die Länge der Bahn, auf welcher die Vulkanisierung vor sich geht und/oder die Geschwindigkeit der zwischen den Trommeln 42 und 43 liegenden Teile der Bänder 39 und 40 werden den besonderen Bedingungen der Behandlung und der Beschaffenheit der vulkanisierend wirkenden Zusätze, die in den Streifen zur Anwendung gekommen sind, angepasst. Zweckmässig werden die Betriebsbedingungen so gewählt, dass die Vulkani- sation des gefalteten Streifens während des Durchwanderns des von den Bandteilen 44 und 45 begrenzten Kanals, d. h. bevor sie die Bänder verlassen, beendet ist.
Nach der Vulkanisation wird das aus den vereinigten Bändern erzeugte Gebilde in einen runden Faden umgeformt, indem es quer zur Längsrichtung zusammengerollt oder gefalzt wird. Zur Umformung dient die mit 50 bezeichnete Vorrichtung, die aus einer entsprechend gestalteten starren Scheide besteht. Die Querschnittsgestalt derselben ändert sich vom Einlassende M zum Auslassende 52, wie aus den Fig. 8,9 und 10 hervorgeht, in solcher Weise, dass der Streifen zu einem Faden 53 gerollt. wird. Nach dem Austreten aus der Scheide 50 kann der Faden 53 mit Fasermaterial, z. B. Baumwolle oder Seidenfäden, umwickelt werden. Zum Umwickeln kann irgendeine geeignete Wickelvorrichtung benutzt werden. Gemäss dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei Spulen 54 vorgesehen, durch deren Bohrung der Faden 53 durchläuft.
Die Spulen werden von Riemen 55 nach entgegengesetzten Richtungen gedreht. Jede Spule ist mit einer Öse 56 ausgerüstet, durch die der Textilfaden 57 geführt wird. Der Kautschukfaden wird dabei nach verschiedenen Richtungen von den Textilfäden umwickelt, die eine Hülle bilden. Der umhüllte Faden wird dann auf einer Garnwinde 58 gesammelt.
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Während des Umwickelns wird der Faden zweckmässig in Spannung gehalten. Diesem Zweck dienen beim dargestellten Ausführungsbeispiel zwei Klemmrollen 59, die unterhalb der Spulen 54 angeordnet sind und das zwischen den Trommeln 4. 3 und den Rollen liegende Fadenstüek streeken.
Ein zweites Paar von Klemmrollen kann gegebenenfalls zwischen der Scheide 50 und den Spulen angeordnet sein. In diesem Falle müssen die Geschwindigkeiten der beiden Klemmrollenpaare entsprechend abgestuft sein, um eine Streckwirkung zu erzielen.
Gegebenenfalls können neben oder an Stelle der Vulkanisiervorrichtungen V zwischen der Umfoimungsvorrichtung 50 und den Spulen 54 Vulkanisationsvorrichtungen eingeschaltet werden und solche Betriebsbedingungen aufrechterhalten werden, dass das aus den vereinigten Streifen erhaltene Gebilde in klebrigem Zustande in die Umformungsvorrichtung 50 eintritt und die fadenförmige Gestalt infolge des Aneinanderklebens der Falten oder Wickel beibehält. Die vollständige Vulkanisierung kann dann in einer weiteren Venahrensstufe durchgeführt werden. Die Umhüllung des Fadens mit Fasermaterial kann auch entfallen.
Die Zusammensetzung der Kautschukmiselmng kann in weiten Grenzen geändert werden und die vulkanisierende Behandlung erforderlichenfalls geregelt werden.
Zur Erzeugung von im wesentlichen runden Fäden aus einer Mehrzahl von zu einem Gebilde zusammengezwängten Streifen kann auch die in den Fig. 11-13 dargestellte Vorrichtung benutzt werden. Fig. 11 zeigt eine Seitenansicht teilweise im Schnitt, Fig. 12 eine Draufsicht zu Fig. 11 und Fig. 13 einen Querschnitt einer Einzelheit.
Gemäss Fig. 11 wird der Streifen S zwischen ein Paar umlaufende Formvorrichtungen 77 hindurehgeführt, die kanalförmige Ringnuten 78 (Fig. 13) aufweisen, welche den Streifen quer zur Längsrichtung falten oder verfestigen, so dass er eine für das nachfolgende Rollen geeignetere Gestalt erhält. Der so behandelte Streifen wird nun hin und her gerollt, um ihn in einen Faden von im wesentlichen runden Querschnitt umzuformen. Zwecks Durchführung dieser Behandlung wird der gefaltete Streifen zwischen einer Walze 79 und einem Laufband 80 durchgeführt, das quer zur Richtung, in welcher der Kautschukstreifen über die Trommel 79 läuft, rasch hin und her bewegt wird.
Dabei wird der Kautschuk fortlaufend um sich selbst gerollt und in einen runden Faden umgeformt. Von der Rollvorrichtung läuft der Faden über eine Führungswalze 81 auf den Umfang einer umlaufenden Trommel 82, wo er durch eine geeignete Vorrichtung, z. B. eine Heizeinriehtung 83, zwecks Herbeiführung der Vulkanisation erhitzt wird. Schliesslich wird der Faden auf einer Winde 84 gesammelt.
Gemäss dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Band 80 um zwei Walzen 85 gespannt. deren Wellen 86 in einem Querstüek 87 gelagert sind, das durch einen geeigneten Mechanismus, z. B. eine Kurbel 88 und einen Lenker 89, hin und her bewegt wird.
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gehalten, um das Einzwängen desselben in die Nuten 78 zu gewährleisten.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von Kautschukläden, wobei flüssige Kautschukmfschungen. insbesondere wässerige Dispersionen, in der Form von Flüssigkeitsstrahlen oder Flüssigkeitsbändern auf eine Unterlage aufgebracht und koaguliert werden, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von einzeln geformten, vorzugsweise in getrennten Rillen gebildeten koagulieren Kautschuldädea
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zusammengezwängt wird.