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Nitschelhose Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Nitschelhose,
deren Arbeitsschicht aus Gummi oder Kunstgummi besteht.
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Nitschelhosen werden nach dem Krempeln von Fasergut verwendet. Der
von der Krempel kommende Faserflor wird durch den Florteiler in einzelne, schmale
Florstreifen zerschnitten, die dann zwischen zwei Nitschelhosen zu einem Vorgarn
zusammengerollt, verdichtet und dabei weiterbefördert werden.
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Zusätzlich zu der geraden Weiterbewegung, die die Florstreifen erhalten,
ist es für den Verdichtungs-und Rollvorgang erforderlich, den beiden Nitschelhosen
eine quergerichtete und zueinander entgegengesetzt gerichtete Bewegung zu erteilen.
Dadurch ist es möglich, die losen Streifen zu dem gewünschten Vorgarn mit nahezu
kreisförmigem Querschnitt zu rollen und zu verdichten. In üblicher Weise erhalten
die beiden Nitschelhosen diese Querschwingung dadurch, daß man das Nitschelwerk
mit Exzentern versieht, die auf ein oder beide Rollenpaare, um die die einander
zugewandten Flächen der Nitschelhosen laufen, die Querschwingung übertragen.
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Da die Nitschelhosen sowohl eine längs- als auch quergerichtete und
zueinander entgegengesetzt gerichtete Arbeitsbewegung ausführen und so angeordnet
werden müssen, daß sie durch Reibungskräfte den dazwischenliegenden Florstreifen
zusammenrollen und verdichten, sind die der Reibung oder der Berührung mit dem Streifen
ausgesetzten Flächen der Hosen einem erheblichen Verschleiß ausgesetzt. Damit der
Streifen gleichmäßig gerollt und verdichtet wird, muß selbstverständlich die Reibfläche
der Hosen im wesentlichen gleichmäßig sein. Die Fläche wurde deshalb bisher glatt
geschliffen. Obschon eine so bearbeitete Fläche für das Verdichten der Streifen
geeignet ist, hat sie den Nachteil, daß die einander zugewandten Reibflächen, damit
die zur Erzielung des notwendigen Rollens der Streifen ausreichende Berührung mit
den Fasern gewährleistet ist, so dicht zusammengebracht werden müssen, daß sie sich
berühren. Dadurch werden Reibung und Verschleiß, die sich aus der Bewegung der Hosen
in zwei Richtungen ergeben, stark erhöht, und die Flächen können gleichzeitig in
unerwünschtem Ausmaß glatt werden.
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Eine unvermeidbare Beigabe der erforderlichen engen Berührung der
benachbarten Flächen der beiden Nitschelhosen, die den gleichen Florstreifen bearbeiten,
ist die Erzeugung von Wärme infolge der Reibung zwischen den Flächen der Hosen.
Einerseits führt diese zu einer Zerstörung des Werkstoffs der Hosen, andererseits
wirkt sich die Wärme, insbesondere bei den heutzutage meist in der Textilindustrie
verwendeten synthetischen Fasern, ungünstig auf das herzustellende Garn aus.
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Im Rahmen von Versuchen, die erforderliche Reibung zu erhalten, ohne
daß gleichzeitig eine dichte Berührung der einander zugewandten Flächen der Nitschelhosen
erfolgt, hat man die Reibflächen z. B. mit Rippen oder anderen Vorsprüngen versehen.
Dabei ergab sich zusätzlich der Nachteil, daß die Senkungen oder Vertiefungen zwischen
den Rippen Unregelmäßigkeiten in der Oberfläche verursachten, die den Hosen völlig
die Fähigkeit nahm, eine gleichmäßige Reibwirkung zu erzeugen und ein gleichmäßig
verdichtetes Vorgarn zu erzielen. Deshalb entschied man sich vielfach, trotz der
damit verbundenen, obenerwähnten Nachteile, um ein gleichmäßiges Verdichten des
Vorgarns sicherzustellen, zur Verwendung einer glatt geschliffenen, im wesentlichen
gleichförmigen Arbeitsfläche der Hosen.
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In diesem Zusammenhang ist es aber bei Walzenbezügen von Streckenwerken
auch bekannt, in das Überzugsmaterial Erdnuß- bzw. Mandelkerne einzulagern, die
jedoch nach dem Herausfallen nur Höhlungen gänzlich unregelmäßiger Form hinterlassen.
Weiter hat man in Streckwalzenbezügen schon Luft- bzw. sonstige gasartige Einschlüsse
vorgesehen, so daß man an der Oberfläche eine Vielzahl kleiner Vertiefungen erhielt,
die aber ebenfalls nur eine ganz
undefinierte, willkürliche Gestalt
besaßen. Ferner ist es bekannt, in derartige Überzüge Glasfasern in gleichmäßiger
Verteilung einzubetten, die dann beim Schleifen der Oberfläche teilweise herausfallen
und dabei länglich geformte Hohlräume zurücklassen; diese Maßnahme konnte nicht
zum erstrebten Erfolge führen, und zwar einmal infolge der Form der zurückbleibenden
Höhlung, zum anderen deswegen, weil, um das Abbrechen der Fasern nicht in Frage
zu stellen, die Stärke der verwendeten Glasfasern und damit der Durchmesser der
zurückbleibenden Höhlungen einen bestimmten Wert nicht übersteigen konnte.
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Gemäß einem älteren Vorschlag hat man die Arbeitsfläche von Walzenbezügen
für Streckwerke bereits mit zahlreichen Vertiefungen und Höhlungen versehen, indem
man in die äußere Schicht des Walzenbezuges zerbrechliche Hohlkörperchen von im
wesentlichen sphärischer oder sphäroidaler Form eingelagert und die Oberfläche des
Walzenbezuges abgeschliffen hat.
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Die im Zusammenhang mit Walzenbezügen einerseits und Nitschelhose
andererseits auftretenden Probleme sind jedoch voneinander grundsätzlich verschieden;
bei Nitschelhosen stellt die sogenannte »Augenbrauenbildung« kein Problem dar, da
Nitschelhosen, wie bereits erwähnt, dazu dienen, lose Faserbänder zu einem Garn
der gewünschten Dicke zusammenzurollen und zu verdichten.
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Die in Verbindung mit den Nitschelhosen erwähnten Nachteile werden
erfindungsgemäß dadurch beseitigt, daß die Oberfläche der Arbeitsschicht mit zahlreichen
Vertiefungen und Höhlungen unterschiedlicher Größe versehen ist, die durch das Einlagern
kugelförmiger und zerbrechlicher Hohlkörperchen aus kieselsäurehaltigem Material
in die Arbeitsschicht und Abschleifen der Oberfläche der Schicht gebildet sind.
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Gemäß einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung bestehen die
Hohlkörperchen, die in der elastischen Grundmasse eingelagert sind, vorzugsweise
aus feingemahlenem, geschmolzenem und aufgeblähtem Ton. Das kieselsäure- oder siliziumhaltige
Material, aus dem die in die Grundmasse eingelagerten Körperchen bestehen, hat eine
Härte von annähernd sieben bis acht Mohsschen Härtegraden; sie sind also zerbrechlich.
Bei Verwendung solcher zerbrechlicher Körperchen für die Herstellung von Nitschelhosen
werden diese, da die Arbeitsfläche vor Inbetriebnahme geschliffen wird, in oder
in der Nähe der Fläche zerbrochen und von ihr entfernt, wobei auf ihr zahlreiche
offene Hohlräume zurückbleiben. Es werden also im wesentlichen alle die über die
Arbeitsfläche hinausragenden Körperchen vor Inbetriebnahme der Hose zerbrochen und
entfernt. Form und Gestalt der verwendeten Körperchen sind von äußerster Wichtigkeit
für die guten Ergebnisse, die nach der vorliegenden Erfindung erzielt werden, da
allein von ihnen die Gestalt der zurückbleibenden, die Arbeitseigenschaften der
Hosen beeinflussenden Hohlräume abhängt. In diesem Zusammenhang wurde gefunden,
daß die losen Florstreifen besser verdichtet werden können, wenn die in der Oberflächenschicht
eingeschlossenen Körperchen und die Hohlräume, die durch das Entfernen der Körperchen
aus der Schicht entstehen, kugelig oder im wesentlichen kugelig sind. Während die
Oberfläche abgetragen wird, verringern die auf ihr liegenden Hohlräume ihr Volumen
und gehen von der Kugelgestalt immer mehr in die von Kugelsegmenten über. Obgleich,
wie erwähnt, die an der Oberfläche liegenden Bruchstücke der Körperchen vor Inbetriebnahme
der Hose entfernt werden, verbessern hohle Körperchen die Oberfläche der Hose, da
sie muschelähnliche Bruchstücke mit gekrümmtem Querschnitt bilden können. Es wird
vermutet, daß die Körperchen nahe der Arbeitsfläche, die tatsächlich jedoch nicht
bis an die Oberfläche heranstoßen, beim Schleifen, oder während die Hose in Betrieb
ist, zerbrechen und die einzelnen, kleinen, muschelähnlichen Bruchstücke mit gekrümmtem
Querschnitt der Arbeitsfläche eine besondere Güte verleihen und ihre Reibwirkung
verbessern. Auf diese Weise bleibt die Oberflächenstruktur während der Abnutzung
der Hose erhalten.
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Die Herstellung der hohlen und kugeligen Körperchen aus geschmolzenem
Ton, der sich in der Hitze aufgebläht hat, geschieht wie folgt: Feingemahlener und
gesiebter Ton wird in die obere Öffnung eines senkrecht stehenden Ofens gegeben,
in dem ein Gas-Luft-Gemisch brennt. Während die Tonteilchen in dem Ofen herabfallen,
werden sie auf eine Temperatur von 1482°C erhitzt, schmelzen und blähen zu hohlen,
keramischen Körperchen auf; während der restlichen Fallzeit kühlen sie sich ab.
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Gegenstand der Erfindung ist weiter ein Verfahren zur Herstellung
einer Hose, gemäß dem zunächst ein Band hergestellt wird, in dessen Arbeitsschicht
aus einer elastischen Grundmasse aus Gummi oder Kunstgummi eine Vielzahl von zerbrechlichen,
kieselsäurehaltigen und kugelförmigen Hohlkörperchen eingelagert und die äußere
Oberfläche der Nitschelhose geschliffen wird und dadurch die an der Oberfläche befindlichen
Hohlkörperchen zerbrochen und entfernt werden und dadurch in der Oberfläche eine
Vielzahl von Vertiefungen und Höhlungen geschaffen werden, die in Größe und Form
den zerbrochenen Hohlkörperchen entsprechen.
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Die Masse, die den Hauptbestandteil der Reibfläche der Hose bildet,
hat vorzugsweise elastische Eigenschaften; sie kann aus vulkanisierbarem Naturgummi
und synthetischen Gummiverbindungen einschließlich Butadien - Acrylnitril - Copolymerisationsprodukten,
polymerisierten 2-Chlorbutadienen, Butadien-Styrol-Copolymerisationsprodukten und
aus Polysulfiden u. dgl. bestehen. Im allgemeinen werden hierzu bekannte ölbeständige
Elastomere, wie z. B. polymerisierte 2-Butadiene und Butadien-Acrylnitril-Copolymerisationsprodukte,
bevorzugt.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Es zeigt Fig. 1 die perspektivische Darstellung einer Nitschelhose und der Rollen,
um die die Hose in einem üblichen Nitschelwerk läuft, Fig. 2 die perspektivische
Darstellung eines in der Arbeitsschicht eingelagerten Hohlkörperchens, aus dem ein
Abschnitt herausgebrochen und im Schnitt dargestellt ist, und Fig. 3 die Nitschelhose
gemäß der Erfindung in einem vergrößerten Schnitt.
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In Fig. 1 ist mit 10 eine endlose Nitschelhose bezeichnet, die gestreckt
oder gedehnt um die Rollen 11 und 11a, die drehbar gelagerte Wellen 12 und
12a haben, gelegt ist. Damit die Nitschelhose beim Drehen der Rollen 11 und 11a
mitbewegt wird, ist dessen Innenfläche 13 mit einer geeigneten Reibmasse, wie natürlichem
oder synthetischem Gummi, versehen. Damit die Hose sich im Dauerbetriebe nicht längt,
wird sie gleichzeitig vorzugsweise auf der Lauffläche 13
oder in
der Nähe derselben mit einem nicht dehnbaren Material, z. B. Kordfäden oder Gewebe,
verstärkt. Die Rollen 11 und 11a haben Nuten 14 oder andere Führungen
in der Nähe des Hosenrandes, die mit vorstehenden Ansätzen oder Beschlägen
15 an der Lauffläche 13 des Bandes in Eingriff kommen. Die Hose wird, während
die Rollen sich drehen und sie um die Rollen herumläuft, durch ihre hervorstehenden
Beschläge 15 in der Rollennut 14 geführt. Zusätzlich zu der Führung,
die durch die vorstehenden Beschläge 15 und die Führungsnuten 14 an den Rollen
erfolgt, werden durch diese oder andere Führungsmittel die quergerichteten Nitschelbewegungen
auf die Hose übertragen. Die durch die Drehung der Rollen bewirkte Längsbewegung
der Nitschelhose sorgt für den Transport der losen Faserstreifen über die Reibfläche
16, während die in axialer Richtung der Rollen verlaufende Schwingbewegung
der Hosen dazu dient, die Streifen zu rollen und zu verdichten.
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Die in Fig.3 dargestellte Nitschelhose hat eine Lauffläche 17, die
aus einer oder mehreren Schichten 18 eines nicht dehnbaren Materials, z.
B. eines Gewebes, besteht, das imprägniert oder mit einer Reibmasse aus z. B. natürlichem
oder synthetischem Gummi oder einer ähnlichen elastischen Verbindung überzogen sein
kann. Aufgabe der Lauffläche ist es, dafür zu sorgen, daß sich die Hose nicht dehnt
und nicht die gewünschte Berührung mit den sich drehenden Rollen 11 und
11a der Fig. 1 verliert. Die Lauffläche 17
ist, wie man aus der Fig.
3 erkennen kann, an den Rändern durch zusätzliche Schichten 19 aus nicht dehnbarem
Material, vorzugsweise gummiertem Gewebe, verstärkt und nimmt hier die Mittel zur
Verankerung oder Befestigung der Niete oder Beschläge 15
(Fig. 1) auf.
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In Fig. 3 sind als eine bevorzugte Ausführungsform der Beschläge Führungsknöpfe
20 dargestellt, die mit der Hose mittels Nieten 21 fest verbunden
sind. Um den gleichmäßigen Lauf nicht zu stören, liegen die Köpfe der Niete unter
der Oberfläche 22 der Arbeitsschicht 23. Den Randteil der Hose durchstoßen
sie an den Stellen, an denen sie durch die zusätzlichen Gewebestreifen
19 verstärkt ist. Diese in Verbindung mit Fig. 3 beschriebenen Bestandteile
der Hose sind bekannt und gehören nicht zur Erfindung.
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Es wurde bereits gesagt, daß die Arbeitsschicht 23 vorzugsweise elastische
Eigenschaften besitzt und verschiedene Gummisorten, einschließlich Naturgummi und
synthetische Gummisorten, wie polymerisierte 2-Chlorbutadiene, Butadien-Acrylnitril-Copolymerisationsprodukte,
Butadien-Styrol-Copolymerisationsprodukte, Polysulfide u. dgl., für diesen Zweck
geeignet sind. Für Nitschelhosen der beschriebenen Art hat sich die Verwendung einer
ölbeständigen, synthetischen Gummiverbindung mit folgender Zusammensetzung als sehr
zweckmäßig erwiesen:
| Gewichts- |
| teile |
| 2-Chlorbutadien-Polymerisationsprodukt ..... 100 |
| Kumaron-Inden-Harz ..................... 4 |
| Phenyl-ß-naphthylamin..................... 1 |
| Benzothiazyldisulfid ....................... 0,5 |
| Magnesiumoxyd .......................... 5 |
| Natriumazetat ............................ 1 |
| Zinkoxyd ................................ 4 |
| Stearinsäure .............................. 1,5 |
| Leichtöl ................................. 6 |
| Hydriertes Kalziumsilikat ................. 40 |
Diese Zusammensetzung ist jedoch nicht Gegenstand der ErfinJung.
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Währ--ad oder unmittelbar nach der Herstellung der genannten gummiähnlichen
Verbindung in einer Mischmühle oder in einem Mischsr kann die Zugabe der Tonkörperchen
in einer Menge von 20 bis 150 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile der
synthetischen Gummicopolymerisationsprodukte, erfolgen. Die Körperchen werden in
der elastischen Grundmasse verteilt und mit ihr in einer Mischvorrichtung, wie sie
gewöhnlich in der Gummi- und Kunststoffindustrie verwendet wird, gemischt.
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Zum Einschluß in der elastischen Grundmasse der Arbeitsschicht einer
Hose gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Körperchen gemäß Fig.2 vorgesehen.
Dieses hat die Form eines kugelförmigen und zerbrechlichen Hohlkörperchens und besteht
vorzugsweise aus geschmolzenem und in Hitze aufgeblähtem, feingemahlenem Ton. Das
hohle Innere 24b dieses Körperchens ist von der dünnen, zerbrechlichen Wand 24a
aus siliziumhaltigem Material umgeben; diese kann leicht in gekrümmte Bruchstücke
zerbrochen werden. Die besten Ergebnisse bei Hosen gemäß der Erfindung werden erreicht,
wenn die Körperchen einen Durchmesser von 0,0254 bis 2,3 mm haben, wobei die genaue
Größe und Menge der Körperchen von der Größe und den Eigenschaften des Fasergutes
abhängt, das auf der Hose bearbeitet werden soll. Es wurde beispielsweise gefunden,
daß eine Nitschelhose, die bei der Bearbeitung von Baumwollfasern ausgezeichnete
Ergebnisse lieferte, sich für die Bearbeitung von Wolle oder Kunstfasern nicht so
gut eignete, und umgekehrt.
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Die Herstellung der Hosen geschieht vorzugsweise auf einem zylindrischen
Dorn mit einem dem gewünschten inneren Umfang der Hose entsprechenden Außenumfang.
Die zunächst imprägnierten oder mit einer dünnen Schicht aus einer Gummi- oder elastischen
Verbindung überzogenen Gewebeschichten 18 werden um den Dorn herumgewunden und bilden
den nicht dehnbaren Teil der Lauffläche der Hose, die die Rollen berührt. Während
der Herstellung dieser Lauffläche werden die zusätzlichen, die Kanten verstärkenden
Gewebeschichten 19 ebenfalls um den Dorn herumgewunden. Auf diese wird die Arbeitsschicht
23 aus der oben beschriebenen Grundmasse mit den mit ihr vermischten und in ihr
verteilten Tonkörperchen aufgebracht. Diese Arbeitsschicht kann aus mehreren kontinuierlich
gewundenen, relativ dünnen Schichten hergestellt werden. Doch hat es sich wegen
der darin befindlichen, zerbrechlichen Körperchen als zweckmäßig erwiesen, die Arbeitsschicht
lediglich in einer Schicht aufzubringen, und zwar in einer Stärke, die der entspricht,
die in der fertiggestellten Hose gewünscht wird. Sämtliche Schichten werden natürlich
in zweckmäßiger, dem Fachmann geläufiger Weise miteinander verklebt und verbunden.
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Wenn vulkanisierbare Massen entweder für die Arbeitsschicht oder für
die Werkstoffe, die die Lauffläche der Hose bilden, oder für beide verwendet werden,
so wird die Hose nach der Fertigstellung einer vulkanisierenden Hitze- und Druckbehandlung
ausgesetzt. In diesem Falle ist es zweckmäßig, die Hose, während sie noch auf dem
Dorn -ist, mit einem schmalen Gewebestreifen zu umwickeln, den man als Kreuzstreifen
bezeichnet. Dieser wird gewöhnlich angefeuchtet und unter Spannung aufgebracht,
so daß
er auf das vulkanisierbare Material einen Druck ausübt. Die
über Kreuz umwickelte Hose wird dann in einen Dampf- oder Wasservulkanisator gelegt
und den Vulkanisiertemperaturen ausgesetzt. Eine Hose mit obiger Zusammensetzung
und einer Stärke von 3,175 bis 6,35 mm wird 31/2 Stunden lang in heißem Wasser unter
einem Druck von 12,3 kg/cm2 bei einer Temperatur von 135°C vulkanisiert. Nach dem
Vulkanisieren und Abkühlen wird der Kreuzstreifen entfernt und die Oberfläche 22
zur Erzielung einer glatten zylindrischen Fläche mit einem querlaufenden Schleifrad
geschliffen, Während des Schleifens werden die in der Arbeits-@ schicht eingelagerten
Körperchen, die dem Schleifvorgang ausgesetzt sind oder ausgesetzt werden; in Stücke
zerbrochen und diese weggeblasen, weggebürstet oder durch einfaches Drehen der Hose
bei hoher Geschwindigkeit entfernt. Durch die besondere Art der gemäß der Erfindung
verwendeten Hohlkörperchen entsteht auf der Oberfläche eine neue Art von Hohlräumen,
die sowohl der Größe als auch ihrer Gestalt nach voneinander verschieden sind; es
wird angenommen, daß die verbesserten Reibeigenschaften der Hose in erster Linie
auf die unterschiedliche Gestalt und Größe der Körperchen zurückzuführen sind. So
wird z. B. das Körperchen, selbst wenn nur ein kleines Stück von ihm an der Oberfläche
liegt und dem Schleifvorgang ausgesetzt ist, in Stücke zerbrochen, die leicht aus
dem Hohlraum, in dem das Körperchen eingelagert war, entfernt werden können. Es
bleibt eine Höhlung zurück, wie sie in Fig. 3 bei 27 zu sehen ist.
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Obschon sie nach der Oberfläche 22 hin offen ist, ist sie doch im
wesentlichen kugelförmig. Ihre durch den federnden Grat oder die Lippe 28 begrenzte
Öffnung ist kreisförmig und hat einen Durchmesser, der beträchtlich geringer ist
als der innere Durchmesser des Hohlraumes. Beim weiteren Schleifen der Oberfläche
wird natürlich die Lippe 28 entfernt, und eine kleine kraterförmige Vertiefung 25
oder eine halbkugelige und flache Vertiefung 26 bleiben zurück. Da die Körperchen
gleichmäßig über die gesamte Dicke der Arbeitsschicht oder zumindest in der Nähe
der endgültig vorgesehenen Oberfläche 22 verteilt sind, ragen sie in unterschiedlichem
Maße aus der Fläche, wie sie sich beim Schleifen ergibt, heraus: Somit öffnet sich
eine Vielzahl oben beschriebener Vertiefungen 25 und 26 sowie Höhlungen 27 nach
der Oberfläche 22 hin.
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Obwohl man nicht genau weiß, warum mit Nitschelhosen gemäß der Erfindung
verbesserte Ergebnisse erzielt werden, wird mit ihnen ein ausreichendes Rollen und
Verdichten der losen Faserstreifen zu einem gleichmäßigen Vorgarn erreicht, ohne
daß sich die benachbarten Hosen so stark berühren, daß die Reibung unerwünschte
Werte erreicht. Infolgedessen werden die Hosen nicht heiß, ergeben keine glatten
Stellen und werden nicht vorzeitig abgenutzt oder unbrauchbar.