Maschine zur Erzeugung von Fäden Die vorliegende Erfindung bezieht sieh auf eine Maschine zur Erzeugung von Fäden.
Die übliehe Herstellungsar;. von Garn und Fasern bedient sieh arbeitsintensiver Textil verfahren, bei welchen die Fasern vorerst gereiniäl.@ dann im wesentlichen parallel ge richtet, gezogen und leicht. gedreht werden, um eine Lunte zu bilden, welche ihrerseits durch zusätzliche Drehung in ein feineres Vorgarn gezogen wird.
Das Vorgarn wird dann. weiter gezogen und gedreht, so dass die losen Fasern schliesslich ein übliches Garn bil den, (las im wesentlichen aus losen verdreh ten Fasern mit losem Kontakt an verhältnis- niässig weit auseina.nderliegend'en Punkten besteht.
3lehrere (larnfäden können dann in be kannter Weise zu einem Zwirnfaden mitein ander verzwirnt werden. Das übliche Verfah ren beruht auf der Fähigkeit der Fasern, im -ecii-eliten Zustand aneinander zu haften. Nicht nur ist dieses bekannte Verfahren der Herstellung von Fäden aus Fasern langwie rig und kostspielig, sondern es weist auch ge wisse Grenzen hinsichtlich seiner Durchfüh- rungsmöglichkeit bei gewissen Fasern auf.
Es sind Vorschläge gemacht worden, von diesem üblichen Verfahren abzugehen iuid Garn herzustellen, indem man die Fasern durch einen Klebstoff verbindet. Doch waren diese Vorschläge im wesentlichen primitiv, und es fehlte all einer praktischen Maschine für ihre Auswertung. Infolgedessen konnten sie nicht. praktisch ausgewertet werden.
Gegenstand der Erfindung ist. nun eine Maschine zur Erzeugung von Fäden.
Der Begriff Faden ist hier in einem sehr weiten Sinne zu verstehen, nämlich für alle möglichen Faden-Durchmesser, so dass er auch Erzeugnisse umfasst, die man wegen, ihres relativ grossen Durchmessers meistens als Schnüre oder gar als dünne Seile bezeich net. Diese Maschine zeichnet sich erfindungs gemäss aus durch Führungsmittel mindestens einer Bahn, die kontinuierlich einer Schneid vorrichtung zugeführt wird, welche die Bahn in Längsstreifen schneidet, die von Führungs organen abgezogen und kontinuierlich hinter einander angeordneten Heizmitteln und Drall, mitteln zugeführt werden, worauf die Strei fen nach ihrer Drehung zu Fäden von Ab zugsmitteln abgezogen werden.
Die durch die Maschine verarbeiteten Bahnen bestehen vorzugsweise aus durch ein wärmeempfindliches Bindemittel miteinander verbundenen Naturfasern. Man kann aber auch aus andern Materialien bestehende Bän der auf derselben verarbeiten, wie später noch näher erläutert wird.
Ein Ausfühnungsbeispiel der M=aschine nach d'er Erfindung soll im Zusammenhang init den beigelegten Zeichnungen im einzel nen näher erläutert werden. Es zeigen:
Fig.1 eine perspektivische Ansicht der Maschine, Fig.2 einen Vertikalquerschnitt dureh ein Paar garnerzeugende Elemente, Fig.3 einen Vertikalquerschnitt ähnlich der Fig.2 eines garnerzeugenden Elementes, jedoch in grösserem Massstab, Fig. 4 eine fragmentarische Perspektive der Einrichtung nach Fig. 3 in ihren Einzel heiten, welche besonders die Art und Weise der ausbaubaren Anordnung der Elemente zeigt, Fig. 5 eine teilweise horizontal geschnittene Draufsicht des Antriebsmechanismus eines Spinnaggregates,
F'ig.6 einen Teillängsschnitt durch den Schermechanismus, Fig. 7 einen schematischen Schnitt durch mehrere Bänder, die zur Herstellung eines mehrfachen Zwirns dienen, Fig. 8 eine Teildraufsicht eines Faserban des, das teilweise in Streifen zerschnitten ist, bevor es zum Drehen zu Garn verwendet wird, Fig.9 eine schematische Darstellung der Herstellung von Fäden aus einem einzigen Streifen, Fig.10 einen teilweise im Aufriss gese henen Vertikalschnitt durch eine Form der r Spindel,
wie sie in der Maschine nach Fig. 1 bis 4 verwendet wird, Fig. 10a einen Querschnitt durch eine an dere Spindelform, Fig. 11 einen Horizontalschnitt durch die Spindel nach Fig.10a in Erläuterung der Relation von Rille zum Spindelkörper und Zapfen, Fig. 12 eine schematische Ansicht des Zu standes eines Streifens vor, während und nach der Umwandlung in Garn,
Fig. 13 einen Querschnitt nach Linie 13-13 in Fig.12. Fig. 14 einen Querschnitt nach Linie 14--14 in Fig.1'2. Fig. 15 eine schematische Darstellung der Bildung eines Garns unter Verwendung eines Heizaggregats zur Plastifizierung des Binde mittels, Fig. 1.6 eine sehelnatisehe Darstellung der Bildung eines Zwirns aus mehreren, bereits verdrehten Garnen,
Fig. 17 eine scheinatisehe Darstellung des Zustandes des -Materials bei der Herstellung eines Zwirns nach dem in Fig. 16 dargestell ten Vorgang, Fig.18 eine perspektivische Darstellung eines Heizaggregates, teilweise im Schnitt, Fig.1.9 eine perspektivisehe Darstellung eines besonderen Garnfadens mit. einem Schnitt.
Im Zusammenhang finit. Fig.1 wird die allgemeine Anordnung der -Maschine in er ster Linie in Verbindung mit dem Fabrika tionsweg des Materials beschrieben.
Diese allgemeine Anordnung geht aus Fig. 1 hervor, wobei jedoch die Schneid-, Heiz-, Spinn- und Konsolidierungseinrichtun gen in Fig. 1 nicht dargestellt werden, son dern in ihren Einzelheiten im Zusammen hang mit den folgenden Figuren erläutert werden sollen.
Die Bänder A und B werden von den Zu führungswalzen A' und B' zugeführt. Diese Bänder bestehen aus Fasern, welche durch ein wärmeempfindliches Bindemittel, bei- spielsweise ein thermoplastisches oder wärme härtendes Material untereinander verbunden sind. Dies wird später genauer zu erläutern sein. Die Bänder betreten das zweiseitige Spinnaggregat S. Jede Seite dieses Aggregates ist in Teile Q unterteilt.
Die Bänder :M und B laufen im Aggre gat S durch eine Sehneideeinriehtung, eine Heizeinrichtung -Lund eine Spinneinriehtttng und eine Härtungseinriehtung, bevor sie das Aggregat S in Form des fertigen Fadens ver lassen.
Der fertige Faden F gelangt durch die Faden-Anschirrelemente G und II, wo es auf Abzugswalzen G' und H' aufgerollt. wird.
Die Zuführungswalzen 3' und B' laufen auf Achsen :12 und B2, die drehbar in den Supporten 15 und 17 ruhen. Die obern Enden dieser Supporte sind mit Tragrollen 19 tmd 21 versehen, welche auf einer Schiene 23 lau- feil, die mittels Trägerre ?l an der Decke des Fabrikationssaales aufgehängt ist.
Der Rahmen S ist mit seinen Einzelheiten ans Fig. ? ersichtlich.
Die Bahnen A und B treten um Paare von Fühuungs=Spannwalzen \?!5 und '?.7 und 33 und 3#] in den Rahmen. ?9 und 31 bezeichnen ein weiteres Paar von Führungswalzen, welche zur Einführung einer weiteren Bahn in den Rahmen dienen, wenn dies erforderlich ist. Die Walzenpaare ?!5, 27 und 33-, 35 werden derart. getrieben, dass sie. den Bahnen A und B eine starke .Spannung mitteilen, und sie von den Zuführungswalzen A' und B' abzie lien.
Die Bahnen werden dann wie folgt be handelt Die Bahn A verläuft abwärts durch eine Schneideeinrichtung K. Die Bahn B verläuft durch eine rotierende Schneideeinrichtung 1l abwärts. Eine dritte Bahn würde die Schneide einrichtung L passieren.
Die Sehneideeinrieht.ungen K, L und 1l sind gemäss Fig. 6 konstruiert. Jede Schneide einrichtung weist ein Paar distanzierter, dreh barer Wellen 41. und -12 auf. Diese Wellen 4l und -1? werden durch den Hauptantrieb der llasehine getrieben, Die Welle -11 trägt Schermesser .15 der gewünschten Breite, die durch Distanzscheiben 47 distanziert. sind.
Die Welle 1'? trägt Schermesser 49, welche durch Distanzscheiben 51 distanziert- sind. Die Mes ser -19 ragen zwischen die Messer 45, und nleieherweise ragen die Messer -15 zwischen die Messer 49, wie dies aus Fig. @6 ersicht lich ist.
Wenn die Faserbahn A zwischen zusam menwirkende Messer tritt., wird sie in Strei fen N von der Breite der Messer geschnitten. Die Bahn B wird ihrerseits in Streifen P ge- sehnit.ten.
Dann laufen die :Streifen N zwischen Fülr- rungs- und Spannwalzen #55 und 57, welche derart. getrieben. werden, dass sie die Streifen von der Schneidevorrichtung K abziehen.
(gleicherweise werden die Streifen P durch Führungs- und Spannwalzen 61 und 63 ähn lich den Walzen 55 und<B>57</B> übernommen. Dann wird jeder Streifen P durch ein Heizelement R auf folgende Weise behandelt, wobei die Beschreibung der Behandlung die ses Streifens auch erklärt, was mit den Strei fen N geschieht., die auf gleiche Weise behan delt werden. Mit andern Worten, es soll hier nur eine Seite des Aggregates S beschrieben werden.
Jeder Streifen P passiert eine Gruppe von drei Walzen 71, 73 und 7r5, wie am besten aus Fig. 3 ersichtlich ist.. Die Walze 7'3 ist elek trisch geheizt. Die Walzen 71 und 75 sind Führungswalzen, welche= den Streifen P mit der Walze 73 in Kontakt bringen, Der Durchgang des Streifens P zwischen diesen Walzen plastifiziert das Bindemittel unmittelbar vor dem Spinnen.
Vom Heizelement R gelangen die Streifen P in ein .Spinnaggregat D, welches die gleiche Anzahl Spindeln T aufweist, wie Streifen P vorhanden sind.
Jede Spindel T besteht gemäss Fig. 10 aus einem Stahlrohr 81 mit. obern Lind untern Lagern 83 Lund 85. Das Rohr 8.1 am obern Ende ist mit einem ringförmigen Flansch 81a versehen. Auf dem Flansch sitzt ein Kopf Slb mit einer Anzahl Öffnungen 81c, die es zentrisch angeordnet sind. Diese Öffnungen weisen verschiedene Grössen auf, um Streifen verschiedener Stärke aufnehmen zu können.
Bei einer andern Ausführungsform der Spindel (Fig.10A) ist das Rohr 81' mit einer Axialbohrung 87' versehen, in der ein Zapfen 88' mit, einer schraubenförmigen Nut 88a' auf seiner Aussenseite fest sitzt. Diese Nut führt den Faden N und dreht ihn. Effek tiv erscheint die Drehung im Material zuerst unmittelbar nach Verlassen der Walze 75 und setzt sich biss in die Spindel T fort.
Der untere Kopf jedes Rohres 81 (Feg. 10) und 81' (Fig.10A) ist mit Vorteil mit einer Schablone 89 bzw. 89' versehen, die mit der Spindel rotiert. Die ringförinige Wand eines Axialdurchlasses 90 bmv. 90' einer Schablone setzt den gedrehten Faden Y einem Druck aus, um die Drehung zu stabilisieren.
Wird ein einfaches Garn hergestellt, ver läuft dieses Garn Y von der Spinneinrichtung D direkt über durch Spann-Führungswalzen 91 Lund 93 (siehe F'ig.1) gebildete Abzugs mittel I und dann auf weitere, angetriebene Abzugswalzen 95 und 97 und gelangt von dort auf die Zettelwalze G. Dieser Vorgang ist aus Fig.9 ersichtlich.
Wenn jedoch aus einer Anzahl Garne ein Zwirn hergestellt werden soll, erfolgt. die Ver- zwirnung zwischen der Einrichtung D und den Walzen 91 und 93, wie aus Fig. 16 her vorgeht.
Zwei (oder mehr) Garne gelangen in eine Führungsschablone Z mit einer Anzahl ver jüngter Öffnungen 101, 102,<B>103,</B> welche je ein Garn aufnehmen. Diese Schablone ist zwecks Plastifizierung des Bindemittels er wärmt. -Wie ersichtlich, befindet sich die Schablone mit. einem leitenden Heizelement 104 in Berührung, welches mit. elektrischen Stromkreisen verbunden ist.
Die Garngruppe gelangt. dann an eine Spindel T', die der Spindel T gleicht. Durch Wirkung dieser Spindel T' wird die Garn gruppe gezwirnt.. Der Zwirn X wird dann von den bereits im Zusammenhang mit der Herstellung von einfachem Garn beschrie benen Abzugswalzen 95 und 9 7 abgezogen.
Die dargestellte Maschine ist. derart kon struiert, dass das Spinnaggregat.<B>S</B> ein -Ge- häuse 1.ss5 mit Wänden 106 umfasst, welche Ansätze 108 aufweisen. Diese Ansätze wirken mit Rillen 109 auf konstruktiven Einheiten zusammen, derart, dass jede Einheit bzw. Bauelement na.eli Wunsch ein- oder ausgebaut werden kann.
Fig. 4 zeigt eine Anzahl solcher Ein heiten, imd zwar: 1. eine Führungs- und Heizeinheit. R, 2. eine Spinneinheit D, 3. eine Führungs- und Heizeinheit C', 4. eine Verzw irneinheit D', 5. eine Führungswalzeneinheit I.
Jede Einheit. kann in jeder beliebigen Höhe eingesetzt. ,'erden und alle Einheiten sind auswechselbar.
Fig.5 zeigt die Art und Weise, wie die Spindeln<I>T</I> oder T' der Einheiten<I>D</I> oder<I>D'</I> angetrieben werden. Die Einheit iunfasst an ihrer Vorderseite 142a ein Rohr 112, und in diesem Rohr wirkt eine Feder 144. Die Feder presst gegen einen Kopf 1J0, der auf dem Rohre 142 gleitet. Der Kopf 1.10 .drückt. gegen :die Tür 146, die am Rahmen 10:5 an gelenkt ist.
Wenn deshalb die 'Tür 146 ge schlossen wird, presst sie gegen den hopf 1-10 und drückt die Einheit nachgiebig nach hinten, so dass der Riemen 131 gegen die Rolle 11:5 gepresst wird, die zum Antrieb der Spindeln<I>T, T'</I> dient, wie zu erläutern sein wird.
Vertikale Antriebswellen 115: bzw. 118 sind in den Lagern 117 und 119 bzw. 1121 und l23 gelagert (siehe Fig.3).
Diese Wellen werden separat getrieben, die Welle 115 durch eine Rolle 12!5 und die Welle 118 durch eine Rolle 132. Diese Rollen werden durch die Riemen 130. 127 getmieben. die mit einer regulierbaren. Antriebsquelle verbanden sind und um zusätzliche Rollen 126. und 128 verlaufen, so dass die Wellen 115 bzw. 118 mit gewünschten, untersehiedliehen Geschwindigkeiten getrieben werden können.
Die Spindelelemente T werden angetrie ben, wie dies am klarsten aus Fig. 3 und 5 ersichtlich ist. Ein Riemen 13-1 läuft um Um lenk-rollen 133. und 135 und treibt zwei oder mehr Spindelreihen T. Die getriebenen Spin deln T treiben ihrerseits durch Reibung alle andern Spindeln in ihrer Einrichtung.
Nach Fig. 3 sind die Rohre -81 der Spin deln T mit zvlindrischen Teilen 81a' versehen, welche zylindrische Teile 81b der benachbar ten Spindeln zwecks Antrieb berühren. Diese Ausführung weiel,t- etwas ab von derjenigen nach Fig. 10, wo die funktionell entsprechen- den'Teile mit. 81a und 81b bezeichnet. sind.
Der Riemen 131 treibt. gewisse Spindeln (vgl. Fig.5), und die andern werden durch, Rei bung mit den benachbarten Spindeln getrie ben. Die Spanneinriehtimgen 136, 138 wirken auf den Riemen, uni ihn unter genügender Spannung zu halten. Jede dieser Einrich tungen besteht aus einer Rolle in Berührung mit dem Riemen, welche auf einem in einem Support angeordneten Kolben befestigt ist. Der Support ist am Rahmen befestigt und der Kolben wird durch eine Feder gegen den Riemen gepresst. Der Antrieb der .Spindeln <I>T'</I> der Verzwirneinrichtung <I>D'</I> ist gleich dem jenigen der Spindeln T.
In Fig. 15 und 1<B>8</B> wird ferner je ein zu sätzliehes Heizelement J' dargestellt, das el.ek- triseh geheizte Rohre umfasst. Dieses Element kann in jeder gewünschten Stellung einge setzt werden, wo zusätzliche Wärme erforder lich ist, um das Harr, vor oder nach dem Spinnprozess weich zu machen.
Das Element. J' nach Fig. 18 umfasst eine Mehrzahl von Rohren 500, durch welche das Material verläuft. Jedes Rohr wird durch die es umgebenden Elemente 5'01 erwärmt, Das Material tritt. durch die Öffnungen 503 in die Rohre ein.
Fig. 15 zeigt die Verwendung eines Heiz- eleinentes J' iuiter dem Primä.rheizaggregat 1e, welches Rohre 212 aufweist, die das Ma terial auf dem Wege zu der Spindel T durch läuft..
Es sei noch erwähnt, dass Fig.13 und l.-1 Quersehnitt.e eines Streifens 200 beim Verdre hen. (Abschnitt 201) bzw. nach dein Zusam- iuendrüel#,en durch die Schablone (Abschnitt 203) zeigen.
Fig. 17 zeigt dagegen. den Zustand des. Ma terials in verschiedenen. Fabrikationsphasen eines Zwirns aus einer Anzahl verschiedener Streifen 2'?1-2\?1C; mit 2:?3=f23c sind die entsprechenden Garnfäden und mit<B>2225</B> bzw. 227 der Zwirn vor bzw. nach dem Zu sammendrücken bezeichnet.
Die 3lasehine ist in ihrer Anwendung auf das Spinnen von mit einem Bindemittel imprägnierten Clarnen beschrieben worden. Es ist darauf hinzuweisen, dass gewisse Unter aggregate der Maschine, beispielsweise das Spinnaggmegat, verwendet werden könnten, niii gewisse Arten von Fasermaterial ohne Verwendung eines Bindemittels zu verspin- lien.
Fig. 7 zeigt eine mehrschichtige Bahn 521, bestehend aus drei Schichten 511, 513 und :a15, ähnlich den Bahnen A, B,<I>C.</I>
Diese Schichten gelangen zuerst zwischen geheizte Führungswalzen 517 und 519, welche sie erwärmen und zur Bildung eines mehr schichtigen Bandes '521 zusammenpressen.
Das mehrschichtige Band 521 läuft dann durch einen Schneidmechanismus ähnlich der Einrichtung in Fig. 6 mit rotierenden Schneid messern 545 und 549. Die Messer '545 sind durch ringförmige Zwischenscheiben 547 und 55,1 distanziert, Der Schneidmechanismus schneidet das Schichtenband 52,1 in Streifen 523 und<B>525.</B> Jeder dieser Streifen durchläuft eine Spinnoperation ähnlich der bereits im Zusam menhang mit eineng einfachen Streifen be schriebenen. Das Resultat ist ein Garn 52.7, das in Fig. 19 dargestellt ist.
Die Schichten lie gen derart, dass eine Schicht den Kern und eine andere Schicht die Umhüllung oder Aussenschicht bildet. Die Schichten liegen des halb ähnlich wie die Jahresringe in einem Baumstamm.
Es ist zu beachten, dass die verschiedenen Schritte der Plastifizierung des Bindemittels, Spinnen, Schablonieren und Erhärten des Bindemittels nur ganz kurze Zeit in Anspruch nehmen. Der dem Faden beire Durchgang durch die Spindeln T bzw. T' erteilte Drall wird infolge dies sofortigen Erhärtens des Bindemittels beibehalten. Man könnte den Faden gegebenenfalls auch unter Anwendung einer unterhalb der Spindeln angeordneten Spule mit Drehrahmen oder dergleichen auf wickeln, wie dies zur Vermeidung von fal schem Drall bekannt. ist.
Beispielsweise beträgt die Lineargeschwin- digkeit der Streifen, welche in die Maschine gelangen, etwa 18 bis 91 m/Min. Zwischen der Plastifizierung des. Bindemittels und sei ner Koagulierung verstreicht 1/10o bis 1 Se kunde.
Die Plastifizierungstemperatur für das Bindemittel liegt im Bereich von 12a0 C und 180 C, welcher das Material selbst ausgesetzt wird, doch ändern sich diese Werte je nach der Art des verwendeten Bindemittels.
Für die Herstellung des Zwirns in der beschriebenen Maschine können natürliche oder künstliche Fasern verwendet werden. Geeignete Fasern sind Baumwolle, Jute, Kenaf, Ramie, Sisal, Hanf, Flachs, Wolle. Es lassen sich auch zwei oder mehrere Arten kombinieren.
In dem kombinierten Faden, in dem ein Schichtenstreifen verwendet wird, werden folgende Kombinationen empfohlen: Baum wolle als Hülle mit einem Kern aus Abfall fasern. Jute kann mit einem Kern von Bauun- wollabfall, Papier oder andern Bastfasern verwendet werden. Wolle als Hülle mit einem Kern von beispielsweise Bastfasern, Nylon oder einem andern synthetischen Stoff, Eine Aussenschicht von Gummi mit jedem andern Material.
Eine Aussenschieht von Nv Ion odeit einem andern synthetischen Material kann beispielsweise mit einem Kern aus Natur- fasein verwendet werden.
Die Bindemittel, welche sich zum Ver schweissen der Fäden verwenden lassen, um fassen die bekannten, thermoplastischen und wärmehärtenden Kunstharze.
Die Breite und Dicke der Streifen, in welche die Faserbänder unterteilt werden, können innerhalb weiter Grenzen variieren, und zwar zwischen recht schmalen Streifen und solchen von zum Beispiel 13 mm Breite. Die Streifen können sehr dünn sein, aber auch eine Dicke von zum Beispiel 6 mm erreichen.