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Spinnkopf zur Erzeugung von zusammengesetzten künstlichen Fäden oder
Hohlfäden sowie Verfahren zur Herstellung eines solchen Spinnkopfes Spinnköpfe,
bei denen eine Vielzahl einfacher Lochdüsen in einem Träger vereinigt sind, sind
an sich bekannt und werden z. B. in der Weise hergestellt, daß eine Vielzahl von
mit Edelmetall umgebenen, chemisch leicht herauslösbaren Metalldrähten in Bohrungen
des Düsenkörpers eingesetzt wird, worauf nach dem Zusammenpressen des Düsenkörpers
die Drahtseelen zwecks Bildung der Düsenkanäle chemisch entfernt werden.
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Es ist auch bereits bekannt, in eine mit weiten Austrittsöffnungen
versehene Viellochspinndüse einen Behälter einzusetzen, dessen Boden mit zahlreichen,
weit herausragenden Düsenrohren solcher Lage und solchen Ausmaßes versehen ist,
daß sie durch die weitenAustrittsöffnungen hindurchztttreten vermögen. Solche zusammensetzbaren
und zwecks Reinigung wieder auseinandernehmbaren Spinndüsenaggregate sind wegen
der erforderlichen hohen Fabrikationsgenauigkeit kostspielig und außerdem wegen
der hohen Bruchgefahr der langen Düsenrohre wenig haltbar und daher unwirtschaftlich.
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Es sind auch Viellochspinndüsenkörper mit mehreren Speiseräumen bekannt,
bei denen die Trennwände zwischen den hintereinanderliegenden Speiseräumen mit Bohrungen
versehen sind, welche in den einzelnen Trennwänden in axialer Richtung derart hintereinander
angeordnet sind, daß der aus der Düsenöffnung in der ersten Trennwand austretende
Spinnmassestrahl durch die Spinnmasse im folgenden Speiseraum hindurchströmt und
zusammen mit der Spinnmasse aus diesem zweiten Speiseraum aus der Düsenö`tnung der
Begrenzungswand dieses Speiseraumcs austritt. Eine Führung der einzelnen Spinnmassestrahlen
während des Durchganges durch die aufeinanderfodgenden Speiseräume. ist nicht vorgesehen.
Ganz abgesehen davon, daß hierbei im Bereich der Oberfläche des ersten Spinnmassestrahles
während seines Durchganges durch den Speiseraum für die zweite Spinnmasse Strömungswirbel
entstehen, führen derartige, durch Lochungen in einer Wand gebildete Düsenöffnungen
nach den Grundgesetzen der Hydraulik zu turbulenten Strömungen in den Begrenzungsflächen
des Spinnmassestrahles. Das hat seinerseits Störungen im Lauf der Spinnmasse zur
Folge, die ihrerseits unterschiedliche Spannungen in der erstarrenden Spinnmasse
zur Folge haben, welche zu den einleitend erwähnten Störungen der Fadenbildung führen.
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Man hat zwar versucht, diesem Mangel dadurch zu begegnen, daß die
Fällflüssigkeit, welche dort zur Anwendung gelangt - das gleiche würde auch für
eine zweite Spinnmasse der Fall sein -, unter Verwendung von Kernröhrchen durch
die Spinnmasse hindurch bis in die Austrittsdüsenöffnung geführt wird. Die Sicherung
der Lage des Kernes bzw. des Kernröhrchens gegenüber der Düsenbohrung in der Düsenplatte
wird durch eine beiderseitige Verklemmung des den Kern bildenden Drahtes oder Röhrchens
durch den Werkstoff des Düsenbodens selbst bewirkt, indem durch einen auf zwei entgegengesetzten
Seiten auf den inneren Düsenboden gerichteten Druck sich schmale Querstege bilden.
die den Kerndraht bzw. das Kernröhrchen halten.
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Aber auch diese Ausbildung hat zu einem befriedigenden Spinnergebnis
im Dauerbetrieb nicht geführt. Dies ist, wie zahlreiche Versuche ergeben haben,
darauf zurückzuführen, daß ein auf die Dauer einwandfreies Arbeiten einer solchen
Viellochspinnd.üse nur dann möglich ist, wenn der Düsenqucrschnitt auf dem ganzen
Umfang vollkommen gleich große Flächenabmessungen aufweist. Das ist aber mit den
bekannten Düsenkonstruktionen nicht erreichbar. Denn bei den nur Bruchteile eines
Millimeters betragenden Wandstärken der Düsenrohre ist eine '\erformung des Rohrquerschnittes
infolge der nur an einzelnen Stellen durch; die Druckwirkung aus dem Düsenbodenmaterial
gebildeten, die Kernrohre haltenden Querstege unvermeidbar. Der ungestörte Austritt
der Spinnmasse aus dem ringförmigen Düsenquerschnitt
mit allseitig
vollkommen gleich großen Flächenabmessungen ist somit nicht gewährleistet. Die Folge
davon ist aber die Bildung von Hohlschläuchen mit ungleich starken Wandungen, so
daß infolge der unterschiedlichen Oberflächenspannungen im Fadenquerschnitt beim
Austritt des Fadens aus der Düsenöffnung die Elementarfäden sich krümmen und mit
den Nachbarfäden verwirren, was letzten Endes zu einer Unterbrechung des Spinnvorganges
führt.
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Eine Lösung des gestellten Problems war nur zu erwarten, wenn es gelingt,
Kunstmasseschläuche geringsten Querschnittes herzustellen, bei denen die Spannungen
in der inneren und äußeren Begrenzungsfläche sich gegenseitig im Gleichgewicht halten,
d. h. Spinnmassen aus Ringdüsen zu verspinnen, welche die technisch überhaupt erreichbare
Gleichmäßigkeit der Düsenquerschnitte aufweisen. Erreich wird dies im vorliegenden
durch einen Spinnkopf mit mehreren Speiseräumen und in der Abschlußwand jedes Speiseraumes
vorgesehenen Spinnrohren., die jeweils in der entsprechenden Düsenbohrung gehaltert
sind, wenn erfindungsgemäß jedes von einem Speiseraum ausgehende Spinnrohr in oder
zwischen den weiteren von ihm durchsetzten Abschlußwänden mit dem jeweils es umhüllenden
Spinnrohr materiell verbunden ist.
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Sehr wesentlich ist hierbei, daß die Verankerung der Spinnrohre in
den von ihnen durchsetzten Wänden und Rohren ohne die geringste Verformung des Spinnrohrquerschnittes
erfolgt, denn nur dadurch ist es möglich, die Strömungsverhältnisse im Spinnrohr
und damit in den Wandungen der sich bildenden Kunstmassenschläuche überall vollkommen
gleich zu gestalten, wie es zur Durchführung eines ungestörten Spinnprozesses erforderlich
ist.
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Weitere Einzelheiten und besondere Ausführungsformen des Spinnkopfes
mit den Merkmalen der vorliegenden Erfindung sind aus dem Nachstehenden ersichtlich.
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Die Erfindung bezieht sich ferner auf die Herstellung des Spinnkopfes.
Dies gilt in erster Linie bezüglich der Herstellung der im Spinnkopf enthaltenen
Spinnrohraggregate. Die Erfindung macht dabei von dem eingangs beschriebenen Arbeitsprinzip
Gebrauch, daß der Raum für die späteren Spinnrohrkanäle vorübergehend durch ein
Füllmaterial ausgefüllt wird, das sich chemisch leichter als das die Spinnrohrwände
bildende Material herauslösen läßt, oder, allgemein gesprochen, eine geringere Widerstandsfähigkeit
gegen Wiederentfernung als das Spinnrohrwandmaterial besitzt. Die Herstellung des
Spinnrohraggregates mit den Merkmalen der vorliegenden Erfindung erfolgt demgemäß
in der Weise, daß, beginnend mit einem schwächer widerstandsfähigen Material, in
abwechselnder Folge Schichten aus schwächer widerstandsfähigem Material und Schichten
aus stärker widerstandsfähigem Material zu einem im Querschnitt dem Spinnrohraggregat
entsprechenden @rerbundstrang aufeinandergebracht werden, wobei zwecks Schaffung
der erfindungsgemäßen, materiellen Verbindungsbrücken zwischen zwei stärker widerstandsfähigen
Schichten die dazwischenliegende, schwächer widerstandsfähige Schicht vor dem Aufbringen
der nächstäußeren, stärker widerstandsfähigen Schicht örtlich auf insbesondere mechanischem
Wege bis zur nächstinneren. stärker widerstandsfähigen Schicht entfernt wird, die
stärker widerstandsfähigen Schichten der axialen Ausgestaltung des Shinnrohraggregates
entsprechend von einem Strangende aus abgestuft verkürzt und schließlich alle sch.wächer-widerstandsfähigen
Schichten entfernt werden Der Begriff »Widerstandsfähigkeit gegen Wiederentfernung«
bezieht sich dabei auf materialbeseitigende Bearbeitungsvorgänge mechanischer. thermischer
oder chemischer Art. Die Materialien können anorganischer, insbesondere metallischer,
oder organischer Natur sein und unterschiedliche Schmelzpunkts- und Löslichkeitseigenschaften
gegenüber Wasser oder Chemikalien, beispielsweise Säuren, besitzen. In den später
beschriebenen Ausführungsbeispielen sind nähereAngaben über geeigneteMaterialkombinationen
und die zugehörigen Bearbeitungsmaßnahmen enthalten.
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Das Aufeinanderbringen der Schichten kann mit allen bekannten Verfahren
zur Erzeugung von Stoffablagerungen bewirkt werden, wozu insbesondere Umspritzen,
Umpressen, Eintauchen in Schmelzbäder, Aufsintern, Umgießen, chemisches Niederschlagen
oder Verfestigen, elektrotechnisches, insbesondere elektrolytisches oder katholisches
Niederschlagen als Beispiele genannt seien. Die örtliche Materialbeseitigung am
Ort der späteren, erfindungsgemäßen, materiellen Verbindungsbrücken erfolgt durch
spanabhebende oder spanlose Verfahren. Als Beispiele seien genannt Abschleifen,
Abdrehen, elliptische Verquetschungen eines kreisförmigen Querschnitts od. dgl.
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Der Zusammenbau des Spinnkopfes, nämlich die Vereinigung der Spinnrohraggregate
mit den Abschlußwänden zwischen den Speiseräumen kann ebenfalls in verschiedener
Weise durchgeführt werden. Eine mögliche Arbeitsweise besteht darin, daß man auch
die Abschlußwände in einem Arbeitsgang mit dem Aufbau der Spinnrohraggregate durch
Ummantelung derselben mit weiteren Materialschichten formt.
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Eine andere Arbeitsweise besteht darin, daß eine Mehrzahl von Verbundsträngen,
wie sie oben beschrieben sind, vor dem Entfernen des die späteren Kanalquerschnitte
ausfüllenden, schwächer widerstandsfähigen Materials in quer zur Strangachse verlaufende
Schichten aus abwechselnd stärker und schwächer widerstandsfähigem Material derart
eingebettet werden, daß ihre abgestuften Enden praktisch je im Bereich einer schwächer
widerstandsfähigen Querschicht enden, und nach Verfestigung des so entstandenen
Materialblocks alles schwächer widerstandsfähige Material einschließlich des in
den Verbundsträngen enthaltenen. entfernt wird. Bei dieser kombinierten Arbeitsweise,
bei der die einzelnen Spinnrohraggregate durch Schalenaufbau und der ganze Spinnkopf
durch Scheibenaufbau gewonnen werden, ist die Materialauswahl wesentlich einfacher,
weil weniger Eigenschaftsverschiedenheiten zwischen den Aufbaumaterialien als beim
reinen Schalenaufbau erforderlich sind. Beim Scheibenaufbau kann man von den Vorteilen
der Sintertechnik Gebrauch machen, mit der bekanntlich mit relativ einfachen appaiativen
Mitteln spannungsfreie Körper erzeugt werden können. Tatsächlich kann, wie später
an Ausführungsbeispielen nachgewiesen werden soll, ein vollständiger Spinnkopf,
selbst wenn er viele Speiseräume aufweist, aus einheitlichem Material, z. B. Glas,
unter Verwendung von nur zwei Hilfsstoffen, z. B. Platin und Salzpulver, hergestellt
werden. An Stelle von Glas können auch Gold oder sonstige, z. B. in der Kunststoffspinntechnik
übliche Metalle öder Legierungen verwendet werden, wobei als Trennwandmaterial zweckmäßig
pulvermetallurgisch
verarbeitbares Metall verwendet wird.
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Nachstehend wird die Erfindung in einigen Ausführungsbeispielen bezüglich
Aufbau und Herstellung einerseits der Spinnrohraggregate und andererseits der vollständigen
Spinnköpfe beschrieben. Aus den vorstehenden Darlegungen ist ersichtlich, daß sich
die Erfindung nicht auf die beschriebenen und zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispiele
beschränkt, sondern im Rahmen des Erfindungsgedankens abwandelbar ist.
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In den Zeichnungen zeigt Fig. 1 einen Teillängsschnitt durch einen
Spinnkopfeinsatz mit einem zweistufigen Sp,innrohraggregat mit den Merkmalen der
Erfindung, Fig. 2 einen Teillängsschnitt durch einen ähnlichen Spinnkopfeinsatz
mit einem dreistufigen Spinnrohraggregat mit den Merkmalen der Erfindung, Fig.3
einen schematischen Längsschnitt durch einen in Betrieb befindlichen Spinnkopf mit
- der Vereinfachung halber nur zwei dargestellten - zweistufigen Spinnaggregaten,
Fig. 4 bis 9 in schematischen Längsschnitten die einzelnen Arbeitsschritte zur Herstellung
eines Spinnkopfes mit zweistufigen Spinnrohraggregaten, ähnlich Fig. 1, Fig. 10
bis 15 in schematischen Längs- bzw. Querschnitten die verschiedenen Arbeitsschritte
eines, anderen Verfahrens zur Herstellung eines Spinnkopfes mit zweistufigen Spinnrohraggregaten
gemäß Fig. 1, Fig. 16 bis 21 schematische Darstellungen von Arbeitsvorrichtungen
zur Durchführung von Einzelmaßnahmen des Verfahrens nach den Fig. 10 bis 15, Fig.
22 bis 30 in schematischen Längsschnitten die verschiedenen Arbeitsschritte eines
Verfahrens zur Herstellung eines Spinnkopfes mit dreistufigen Spinnrohraggregaten
ähnlich dem Verfahren gemäß Fig. 10 bis 22 und Fig.31 bis 40 vergrößerte Querschnitte
durch Kunstfäden, wie sie mit ein- bis vielsäumigen Spinnköpfen gemäß vorliegender
Erfindung herstellbar sind.
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Der in Fig. 3 in schematischem Längsschnitt dargestellte Spinnkopf
mit den. :Merkmalen der vorliegenden Erfindung besteht aus dem Mantelkörper 1 mit
Zuführungsstutzen 2, dem Einsatz 3 mit den Spinnrohraggregaten 4 und dem Abschlußdeckel
5 mit Zuführungsstutzen 6. Der Aufbau des Einsatzes 3 ist aus der Fig. 1 näher ersichtlich,
in der ein Teil eines solchen Einsatzes dargestellt ist. Der Einsatz weist die vordere
Querwand 7, an deren Vorderseite die Spinnrohraggregate 4 mit ihrem 8 enden, und
die Trennwand 9 auf. Das Innen- oder Kernrohr 10 des Spdnnaggregates 4, das den
Kernkanal 11 umschließt, ist mit seinem inneren Ende in der Trennwand 9 eingedichtet
und am vorderen Ende kurz vor dem Düsenmund 8 bei 12 durch eine materielle Überbrückung
13 mit dem Außenrohr 14 des Spinnaggregates örtlich vereinigt, so daß der zwischen
Kernrohr 10 und Außenrohr 14 befindliche Ringkanal 15 den genau vorgeschriebenen
Querschnitt besitzt. Der Innenkanal 11 endet in dem Speiseraum 16 (Fig. 3), der
von der Trennwand 9 des Einsatzes und den Innenwandungen des Abschlußdeckels 5 umschlossen
und durch den Zuführungsstutzen 6 mit einem beispielsweise gasförmigen Mittel, wie
Stickstoff, gespeist wird. Der äußere Ringkanal 15 des Spinnrohra.ggregates steht
mit dem Speiseraum 17 in Verbindung, der von den Wänden 7 und 9 des Einsatzes 3,
der Vorderfläche des Abschlußdeckels 5 und den Wänden einer ringförmigen Aussparung
im Mantelkörper 1 umschlossen wird. Vorzugsweise ist in diesem Speiseraum 17 ein
Ringfilter 18 vorgesehen. um das durch den Zuführungsstutzen 2 eintretende Spinnmaterial
letztmalig zu reinigen und strömunssmäßib zu glätten, bevor es durch die äußeren
Ringkanäle 15 cicr Spinnrohraggregate als zunächst niedrigviskoser Materialfaden
nach außen tritt. Das in den Speiseraum 16 eingeleitete, gasförmige Medium tritt
durch die Kernrohre 11 in das Innere de.3 Materialfadens ein; so däß von jedem Spinnrohraggregat
ein Hohlfaden H geliefert wird.
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Fig.2 stellt einen Teillängsschnitt durch einen Spinukopfeinsatz ähnlich
dem in Fi7. 1 dargestellten dar, der jedoch ein dreistufiges Spinnrohraggregat 21
trägt und dementsprechend eine vordere Abschlußwand 22, eine mittlere Trennwand
23 und eine hintere Trennwand 24 aufweist. Zwischen den Trennwänden 22 und 23 befindet
sich der Speiseraum 31 und zwischen den Trennwänden 23 und 24 der Speiseraum 32.
Das dreistufige Spinnrohraggregat besteht aus dem Kernrohr 25, dem mittleren Ringrohr
26 und dem äußeren Ringrohr 27, die erfindungsgemäß örtlich materiell miteinander
verbunden sind. Demgemäß ist das in der Trennwand 24 befestigte Kernrohr 25 am mittleren
Ringrohr 26 zweimal örtlich verankert, und zwar einmal bei 28 im Bereich der mittleren
Trennwand 23 und zum anderen Mal bei 29 im Bereich der Vorderwand 22 nahe dem Düsenmund.
Das mittlere Ringrohr 26 ist mit seinem inneren Ende in der mittleren Trennwand
23 befestigt und am äußeren Ringrohr 27 bei 30 im Bereich der Vorderwand 22 materiell
verankert. Die materielle Vereinigung ist dabei durch punktierte Grenzlinien. angedeutet
und besteht, wie später näher beschrieben werden soll, auch zwischen den Spinnrohren
und den Trennwänden des Einsatzkörpers. Es ist aus der Fig. 2 ohne besondere Erläuterung
ersichtlich, daß die drei Kanäle des dreistufigen Spinnrohraggregates je mit einem
Speiseraum zwischen den einzelnen Trennwänden bzw. jenseits der inneren Trennwand
24 in Verbindung stehen und infolgedessen in der Lage sind, drei verschiedene Spinnmaterialien
oder -medien in den Bereich des Düsenmundes zu fördern.
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Die Fig. 4 bis 9 zeigen in schematischer Darstellung die einzelnen
Arbeitsschritte zur Erzeugung eines Einsatzstückes, das in seinem Grundaufbau dem
in Fig.l dargestellten ähnelt. Als Baustoff werden vorzugsweise Glas und Edelmetall,
also chernisch weitgehend indifferente Stoffe, verwendet. An Stelle dessen sind
auch andere Stoffe, wie z. B. Kunstharz und unedles Metall, geeignet, wobei die
Entfernungsvorgänge entsprechend abgestimmt werden müssen.
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Feine Kapillaren 41 aus schwerschmelzbarem Glas werden mit einem Platindraht
42 ausgefüllt und erhalten danach z. B. mit Hilfe des bekannten Flammspritzverfahrens
einen Überzug 43 aus Platin, auf dessen Porenfreiheit es nicht ankommt. Dieser Verfahrensschritt
kann an Kapillardrähten größerer Länge durchgeführt werden. Anschließend werden
die außen und innen platinierten Kapillaren in Stücke von der Länge des zukünftigen
Spinnrohraggregates unterteilt und der äußere Platinmantel in der aus den Fig. 5
a und. 5 b im Längs- und Querschnitt ersichtlichen Weise ausgestaltet, nämlich an
einem Kopfende b völlig und in der Mitte a des verbleibenden Mantelteils
durch spanabhebende Verfahren in Form einer vierflächigen Umfangsnut örtlich entfernt.
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Nunmehr werden eine Vielzahl derart profilierter Glas-Platin-Bauteile
unter Zuhilfenahme eines silikathaltigen
Zements 44 zu einem Block
vereinigt, wobei zweckmäßiger-weise Glasstäbe 45 zur Versteifung eingebaut werden.
An Stelle des silikathaltigen Zements kann beispielsweise auch sinterfähiges, wasserlösliches
Alkalisilikatpulver verwendet werden. Das Aussehen eines solchen Messeblocks zeigt
Fig. 6 a im Längstuid Fig. 6 b im Querschnitt.
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Der nächste Verfahrensschritt besteht darin, daß die Zementschicht
44 von den beiden Endflächen. des Messeblocks her durch Säure oder basische, aber
gegen Glas und Platin indifferente Lösungsmittel bis auf eine gemäß Fig. 7 im oberen
Drittel des Messeblocks gelegene Zwischenschicht 17 entfernt wird, die dem
Negativ des in den Fig. 1 und 3 dargestellten vorderen Speiseraums 17 entspricht.
Die so entstandenen freien Räume, in die die platinierten Kapillaren hineinragen,
werden wieder mit einer Glasschmelze 46 ausgefüllt, die vorzugsweise den gleichen
Wärmeausdehnungskoeffizienten wie das Kapillarglas 41 besitzt, aber bei tieferer
Temperatur als dieses schmilzt, und die Grenzflächen so weit abgeschliffen, daß
die Glaskapillaren 41 beiderseits wieder freiliegen.. Der so entstandene Zwischenkörper
hat das Aussehen: gemäß F ig. B. Schließlich werden die Zementzwischenschicht 44
und die Platinmassen 42 und 43 durch bekannte chemische Mittel entfernt.
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Die beim zweiten Verfahrensschritt gemäß Fig.5 gebildeten Umfangsnuten
bewirken dabei, daß die Glasschmelze 46 sich an den vier in Fig. 5b mit n bezeichneten
Stellen mit dem Material der Glaskapillare 3 materiell verbindet, während die mit
z bezeichneten dreiflächigen Räume als Hohlkanal für den späteren Durchtritt des
Spinnmaterials offen bleiben.
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So entsteht der in Fig. 9 dargestellte Einsatzkörper, der den gleichen
Grundaufbau wie die in Fig. 1 dargestellte Ausführungsform besitzt. Zahlreiche Glaslsapillaren
41 sind in der inneren Trennwand 46 verankert und ragen durch die vordere Abschlußwand
47 hindurch, wobei sie mit dem Material dieser Vorderwand an den Stellen za materiell
verbunden sind. Die Ringdüse 15' steht mit dem zwischen den Wänden 46 und 47 eingeschlossenen
Speiserahm 17' in Verbindung.
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Die Fig. 10 bis 15 zeigen in schematischer Darstellung die verschiedenen
Arbeitsschritte zur Herstellung eines Einsatzkörpers mit dem in Fig. 1 darg. 16
bis 21 zeigen ebenfalls gestellten Aufbau. Die Fit' in schematischer Darstellung
die zur Durchführung einzelner dieser Verfahrensschritte geeigneten, apparativen
Einrichtungen. Ein Platindraht 52 von 20 u Durchmesser wird durch Hindurchziehen
durch einen mit einer Auslaufdüse versehenen, auf 900° C erhitzten Glasschmelzofen
G der in Fig. 16 schematisch dargestellten Bauart mit einem Mantel 51 von 20 [,
Dicke aus Jenaer Geräteglas versehen. Die Düsenöffnung hatte bei einem praktischen
Versuch eine lichte Weite von etwa 200 u. Dieser Glasstrang 51 mit Platinkern 52
wird dann in der in Fig. 17 schematisch dargestellten Elektrolysierapparatur mit
einem Platinmantel 53 von #:0 u Dicke umgeben. Zu diesem Zweck wird der Strang zweckmäßigerweise
zunächst chemisch versilber= und dann in einem galvanischen Bad, das in 1 1 Vi-usser
6 g Platinchlorid, 80 g Natriumphosphat, 16 g Ammöniumphosphat, 4 g Natriumchlo:rid
und 4.5 g Natriumtetraborat enthält, bei 80 bis 90° C mit einer Spannung von 5,5
V und einer Stromdichte von 0,15 Anp./dm2 durch platinierte Rohranoden hindurchgezogen.
Die Platinierung wird so oft wiederholt oder so lange fortgesetzt, bis die gewünschte
Schichtdicke erreicht ist. Durch zwischenzeitliches Polieren mit z. B. Wiener Kalk
wird die Bildung einer allzu porösen oder schwammigen Schicht verhindert. Selbstverständlich
kann; auch die Elektrolyse selbst nach bekannten Verfahren so geleitet werden, daß
eine Glanzschicht entsteht.
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Der so innen und außen platinierte Glasstrang wird nun durch eine
nicht dargestellte Apparatur geführt, in der ähnlich wie bei dem früher beschriebenen
Arbeitsschritt gemäß Fig. 5 a, 5 b der äußere Platinmantel 53 streckenweise vollständig
und bei ii , wie insbesondere aus Fig. 13b ersichtlich ist, segmentförmig entfernt
wird. Die figürliche Darstellung ist dabei mit 200facher radialer Vergrößerung maßstäblich
gezeichnet. Die Formgebung erfolgt vorzugsweise mit feststehenden oder umlaufenden
Schabmessern, wobei die größere Härte des Glasmaterials die Einhaltung des Querschnittprofils
gemäß Fig. 13b erleichtert.
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Anschließend wird der so profilierte Verbundstrang durch die in Fig.
18 schematisch dargestellte Apparatur hindurchgeführt, in der er den in den Fig.
14a und 14b dargestellten Überzug 54 aus Glas in den Gebieten der Profileinschnürungen
n' erhält. Die Apparatur enthält Mittel, die dem Strang außer der axialen Fortbewegung
eine langsame Drehung erteilen, und eine ringförmige Spritzdüse D, aus der taktmäßig
etwa 900° C heißes Jenaer Geräteglas in 20 #t dicker Schicht aufgetragen wird. Die
Synchron:isierung der Tätigkeit der Düse D mit dem Strangvortrieb wird mit an sich
bekannten Mitteln, beispielsweise einer auf einer Antriebswelle der Führungsrollen
sitzenden. Nockenkurve, erzielt. die mechanisch oder elektrisch das Druckluftventil
für die Düse D steuert. Der Strang wird nun an den in Fig. 14a gestricbelt dargestellten
Trennlinien in kurze Enden unterteilt. Es. ist aber auch möglich, zunächst den Verbund'strang
nach Fig. 13 a zu unterteilen und die Teilstücke-durch Eintauchen in eine Glasschmelze
in der aus Fig. 1-4a -ersichtlichen Art zu verglasen.
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Ein oder mehrere solcher Verbundstrengenden werden nun in die in den
Fig. 19 und 20 schematisch dargestellte Presse P eingesetzt. Die Presse besitzt
einen U-förmigen Grundkörper, dessen Bodenwand 61 mit Öffnungen zur Aufnahme des
unteren Endes eines oder mehrerer Verbundstrengenden versehen ist, eine Deckelplatte
62, in der außer den Öffnungen für die Aufnahme des oberen Kopfes eines oder mehrerer
Verbundstrengenden- Ei.nfüllöffnungen 63 vorgesehen sind, und zwei als Stempel dienende,
im Gehäuse querverschiebliche Seitenwände 64. Nach dem Einsetzen eines oder mehrerer
Verbundstrengenden wird der freie Raum der Presse P von den Öffnungen 63 her schichtweise
mit Preßmaterial ausgefüllt, und zwar zunächst mit einer Schicht 17 aus pulverisiertem
Jenaer Geräteglas mit einer Korngröße von 1 bis 2 u, dann mit einer darüberliegenden,
zw<#titen Schicht 17
aus einem feinstpulverigen, innigen Gemisch aus 90
Teilen. Kaliumchlorid und 10 Teilen Bariumchlorid und schließlich mit einer dritten
Schicht 9 wiederum aus Jenaer Geräteglaspulver. Anschließend werden die Preßstempel
64 in Tätigkeit gesetzt und der Presseninhalt zu einem handhabungsfesten Vierkantstab
1`' verdichtet. Der Zusammenhalt der Pulverschichtea wird durch Zusatz vom klebrigen
Stoffen, z. B. Par
raffin., oder durch Temperaturerhöhung zwecks Anweichens
der Kornkanten verbessert.
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Eine Vielzahl solcher gepreßter Vierkantstäbe T wird dann in der in
Fig. 21 angedeuteten Weise zu einem Block M von der Gestalt des endgültigen Einsatzkörpers
zusammengefügt, nochmals in einer
Presse üblicher Bauart überpreßt,
durch etwa 5 Stunden langes Erhitzen auf etwa 680° C gesintert und schließlich 1
bis 2 Tage lang auf Raumtemperatur heruntergekühlt. Infolge der Verwendung praktisch
gleicher Glasmaterialien für die Körperteile 10, 54, 7 und 9 und infolge
der Ähnlichkeit der Wärmeausdehnungskoeffizienten von Jenaer Geräteglas und Platin
ist der durchgesinterte Block M praktisch spannungsfrei. Nach dem Abkühlen wird
der Block auf beiden Stirnflächen so weit abgeschliffen, daß nur die für die spätere
Verwendung der für den Spinnvorgang wesentlichen Teile der Glaskapillaren
10 übrigbleiben. Er hat dann die in Fig. 15 dargestellte Innenstruktur.
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Nunmehr wird die Salzschicht 17' mit warmem Wasser herausgelöst und
der Einsatzkörper auf Porenfreiheit der Glasfrittenschichten 7 und 9 geprüft:.
Etwa vorhandene Undichti:gkeiten werden durch Imprgnieren mit einer gegen die Spinnchemikalien
widerstandsfähigen Masse, z. B. siliciumhaltigem Kunstharz, beseitigt. Der letzte
Herstellungsschritt besteht in dem Herauslösen der Platinmassen 52 und
53, worauf der in Fig. 1 dargestellte Einsatzkörper entsteht, dessen erfindungsgemäßer
Aufbau weiter oben im einzelnen beschrieben worden ist.
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Das gleiche Arbeitsprinzip läßt sich für die Herstellung von Einsatzkörpern
mit mehr als einem inneren Speiseraum verwenden, indem für je einen weiteren Speiseraum
immer ein weiteres Paar aus einer genuteten Platinschicht und einer Glasmuffe auf
die Kernkapillare aufgebracht wird.
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In den Fig. 22 bis 30 ist die Herstellung eines Einsatzkörpers gemäß
Fig.2 mit zwei inneren Speiseräumen 31 und 32 dargestellt. Der Herstellungsgang
ist, kurz beschrieben, der folgende: Ein Platindraht 72 wird mit einem Glasmantel
71 (Fi.g. 23) und dieser wieder mit einem Platinmantel 73 (Fig.24) überzogen.
Der Platinmantel 73 wird in der gleichen Weise, wie es in Verbindung mit den Fig.
13 a und 13b. beschrieben wurde, längs der Strangach.se teils völlig, teils segmentförmig
entfernt (Fig. 25, 26) und im Gebiet der Segmentabflachungen mit Glasmasse 74 umhüllt
(Fig.26). Auf diesen so gewissermaßen knotig gestalteten Verbundstrang wird. nun
ein weiterer Platinmantel 731 zunächst durchgehend aufgetragen. und dann
gemäß Fig.28 wieder bis auf kreisabschnittsförmige Reste vom Querschnitt entsprechend
Fig. 13 a, 13 b im Gebiet der Strangknoten entfernt. An Stelle der früher beschriebenen,
elektrolytischen Ganzabdeckung gemäß Fig. 27 können auch z. B. mittels Flammspritzverfahren
nur Platinringe an den aus Fig.28 ersichtlichen Stellen aufgebracht werden. Anschließend
erfolgt der zweite Glasmassenüberzug 741 (s. Fig. 29) über die den Platinringen
731 benachbarten Stranggebiete. Der Verbundstrang wird dann nahe den Überzugstellen
741, wie in Fig. 29 strichpunktiert angedeutet ist, unterteilt.
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Die entstehenden Verbundstrangenden werden in früher beschriebener
Weise in eine Presse P gemäß Fig. 19, 20 eingesetzt und mit fünf aufeinanderfolgenden
Pulverschichten umkleidet. Diese Schichten bestehen (Fig. 30), von unten aus beginnend,
aus Glasstaub 22, Salzstaub 31', Glasstaub 23, Salzstaub 32' und Glasstaub
24. Der Presseninhalt wird in früher beschriebener Weise verdichtet, bei
entsprechender Temperatur gesintert und durch Abschleifen auf die in Fig. 30 dargestellte
Querschnittsform gebracht.
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Die letzten Arbeitsschritte bestehen wie bei dem vorangehenden Ausführungsbeispiel
gemäß Fig.10 bis 21 in dem Herauslösen der Salzschichten 31', 32', Porenverdichten
der gesinterten Glasschichten. 22, 23
und 24 und Herauslösen der Platinmassen;
72, 73 und 731. Der fertige Einsatzkörper hat die in Fig.2 dargestellteStrukturundbesteht,wiebereits
früherangegeben, durchweg aus Glas, das an den punktiert dargestellten Trennlinien
weitgehend miteinander verschmolzen ist.
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Es ist ersichtlich, daß nach den vorstehend beschriebenen, Herstellungsverfahren
nicht nur Einsatzkörper mit zwei- oder dreistufigen Spinnrohraggregaten von relativ
einfachem Aufbau, sondern auch solche mit irgendeinem gewünschten, wesentlich komplizierteren
Aufbau hergestellt werden können. Bei den bisher beschriebenen Ausführungsformen
der Einsatzkörper nach der Erfindung stehen die Kanäle gleicher Stellung in den
Spinnrohraggregaten mit dem gleichen Speiseraum in Verbindung, so daß alle mit Hilfe
von mit vielen Spinnrohraggregaten besetzten Spinnköpfen erzeugten Spinnfäden die
gleiche Struktur, also beispielsweise einen Kern aus einem Material M1 und einen
Mantel aus einem anderen Material M2, besitzen (Fig.31 bis 33).
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Es ist aber auch möglich, mit der gleichen Arbeitsweise nach der Erfindung
Spinnköpfe oder Einsatzkörper zu erzeugen, bei denen der eine Spinnraum bei einer
Gruppe von Spinnrohraggregaten mit beispielsweise dem inneren Kanal und bei anderen
Gruppen von Spi:nnrohraggregaten mit bei-#piel@sweise den Außenkanälen und der andere
Speiseraum mit jeweils, restlichen Kanälen der beiden Spinnrohraggregate in Verbindung
steht.
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Es ist fernerhin ersichtlich, daß die vorstehend beschrieben:en Verfahren
auch zur Herstellung von. Spinnköpfen mit gekrümmten Oberflächen, z. B. in Form
von Kegelschalen, Hohlzylindern usw., ver= wendet werden können. Auch der Querschnitt
und die gegenseitige Anordnung der verschiedenen Kanäle in einem Spinnrohraggregat
kann offensichtlich ganz verschiedenartig und dem jeweiligen Verwendungszweck entsprechend
gewählt werden.
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In den Fig. 31 bis 40 sind einige Kunstfadentypen: dargestellt, die
mit Spinnköpfen nach der Erfindung herstellbar sind. Die inneren Fadenschichten
können auch festmassefrei sein, d. h. als Luft- oder Schaumstränge ausgestaltet
sein.
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In den Fig. 31 bis 33 sind drei Beispiele von Zweistufenfäden dargestellt.
In der Grundmasse M1 ist entweder eine Seele aus dem Material 312 (Fig.31) oder
deren zwei (Fig. 32) oder deren sechs in radial symmetrischer Anordnung (Fig.33)
eingebettet.
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Bei dem Kunstfaden nach den Fig.34 bis. 38 sind. drei Materialien
1111, jL12 und M3 zu einem Verbundfaden vereinigt, und zwar bei den Fig. 34 und
37 in ein- oder mehrfacher, gleichmutiger Anordnung; bei Fig.35 in mehradriger,
radial versetzter Verteilung und bei Fig. 36 und 38 in Form eines Bandes von. hantelfärmi.gem
Querschnitt mit unterschiedlicher Wulstfüllung.
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Der zusammengesetzte Faden nach Fig.39 weist vier verschiedene Materialien
M1 (linker Kern), 1W-' (linker Außenmantel), i'13 (rechter Kern) und 1V14 (rechter
Außenmantel) auf, wobei die Materialien 312 und il/I4 etwa in der Längsmittelebene
des Fadens mit-. einander vereinigt sind.
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Der zusammengesetzte Faden nach Fig. 40 schließlich besteht aus fünf
Materialien 011 bis M5, von denen die Materialien M1 bis M4 praktisch gleichmittig
zueinander im Querschnitt verteilt sind, und das Material iVI5 gasförmig ist und
radial verteilte Kanäle in der- äußersten Mantelschicht M4 ausfüllt.
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Die nachstehende Tabelle gibt einige Beispiele für die Materialkombinationen:-
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| Zweistufiger Typ |
| Außen Innen Besondere Eigensdaften |
| Linearpolymerharz lufthaltiges Linearpolymerharz fest, wärmehaltend |
| Lufthaltiges Linearpolymerharz Linearpolymerharz fest, filzfähig |
| Linearpolymerharz wasseraufsaugende Füllsubstanz fest, schweißaufsaugend |
| (z. B. geeignetes Polyamid) |
| Viskose Viskose-[- Titandiaxyd mattes Aussehen, gegenüber der
ge- |
| wöhnlichen Ti02-Mattierung nadel- |
| schonend infolge Umhüllung der Ti 02 |
| Schleifkörper |
| Dreistufiger Typ |
| Außen ` Mitte Innen I Besondere Eigensdaften |
| Lufthaltiges Linearpolymerharz lufthaltiges fest, wärmehaltend,
filzfähig |
| Linearpolymerharz Linearpolymerharz |
| Linearpolymerharz wasseraufsaugende hohl fest, wärmehaltend, |
| Substanz schweißaufsaugend |
Eine weitere, technisch bedeutsame Anwendungsform der erfindungsgemäßen Spinnköpfe
besteht darin, daß die Ringkanäle nicht zur Anlieferung von Fadenaufbaumaterial,
sondern zur Anlieferung . von flüssigen oder gasförmigcn Behandlungsmitteln für
das aus den Kernkanälen angelieferte Material versvendet werden können. Es ist also
beispielsweise möglich, bei Fällspinnmethoden jedem einzelnen Faden besonders zugeardnete
Reaktionsräume, nämlich die vom Ringkanal mit Behandlungsmittel beschickte Mantelzone,
zuzuordnen. Hierdurch wird vor allem der Reaktionsverlauf über das vom Spinnkopf
erzeugte Fadenbündel hinweg gleichmäßig gehalten., Eveil die Diffusionswege bei
allen Einzelfäden die gleichen sind. Man kann daher die einzelnen Spinnrohraggregate
wesentlich enger aneinandersetzen, was z. B. für die Stapelfasergewinnnng von wirtschaftlicher
Bedeutung ist. In entsprechender Weise können bim Trockenspinnen die Lösungsmittel
besser verdampft oder bei der Verarbeitung von Linearpolymerharzen etwa vom Typ
des unter der geschützten Warenbezeichnung »Nylon« bekannten Materials verbesserte
Abkühlungs- oder Unterkühfungseffekte hervorgerufen werden.
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Im Sinne der Erfindung liegt es beispielsweise auch, das freie Ende
des innersten Spinnrohres eines Spinngohraggregates, das gegebenenfalls über die
vordere Abschlußebene hinausragt, so lang und gegebenenfalls materialschwach auszubilden,
daß es zu einem schwingungsfähigen Gebilde wird, das z. B. bei elektromagnetischer
Erregung in seiner Resonanzfrequenz Ouer- oder Rotationsschwingungen ausführt. Das
mit dieser Bewegungskomponente aus dem Spinnkopf austretende Fadenmaterial wird
dann durch das Fä11bad od. dgl. in gekrümmter Haltung verfestigt und erhält eine
entsprechende. Kräuselung.
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Es ist fernerhin auch möglich, aus den schwingend, -n Kernrohren Gas
zu fördern, wodurch ein Hohlfaden mit wechselndem Hohlraumquerschnitt entsteht,
der Perlglanz und gute spinntechnische Eigenschaften besitzt.
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Es ist ferner möglich, mit Hilfe des erfindungsgemäßen Spinnkopfes
Textilfäden zu schaffen, die m_t einer Seele aus wasseraufsauglendem Material versehen
sind und daher die Schweißaufnahmefähigkeit von Wolle oder Baumwolle besitzen. Falls
die zur Bildung solcher Fäden verwendeten Materialien im Bildungszustand des Verbundfadens
miteinander unverträglich sind, kann zunächst ein Hohlfaden aus z. B. aus der Schmelze
erstarrendem Linearpolymerharz erzeugt und später unter Anwendung von Unterdruck
eine Gelatinelösung eingesaugt werden.
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Der Spinnkopf nach der Erfindung ist infolge des präzisen Aufbaus
seiner Spinnro-hrag gregate beispielsweise zur Herstellung v=on hohlen Kunststoffäden
feinsten Titers,, beispielsweise für die Strumpfherstellung, geeignet. In diesem-
Falle werden die Spinnrohraggregate durch Verwendung von gereckten Linearpolymerfäden
oder feinstausgezogenen Metalldrähten als Kern (z. B. 52 in Fig. 10) für
die Kerndüse (z. B. 10 in Fig. 1) verwendet.