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Verfahren und 1Vlasahine zur Behandlung von Fadengut, insbesondere
Kunstseidefäden. Den Gegenstand der Erfindung bildet ein Verfahren und eine Vorrichtung
zu-r Behandlung von Fadengut, insbesondere Kollodiumfäden, mittels geeigneter Flüssigkeiten
zum Zwecke der D6nitrierung, des Bleichens, des Färbens, des Awwaschens o. dgl.
Hierbei ist die bekannte Arbeitswelse, die wirksame Flüssigkeit' durch eine hohle
Spule mit Hilfe der Fliehkraft von innen nach außen zu befözdern, angewendet, indem
eine Anzahl Spulen auf eine. senkrechte Welle aufgereiht und in rasche Drehung versetzt
werden. Zum Zwecke der gleichmäßigen Bearbeitung einer großen Anzahl Spulen findet
die Behandlung der einzelnen . Spulensätze in entsprechenden Abteilungen statt,
in die gerade die erforderliche Menge der Flüssigkeit eingeführt und für jeden neuen
Satz Spulen erneuert wird. Außerdem wird durch die Spulen hindurch ein gleichmäßiger
Kreislauf aufrechterhalten, der die verschiedene Ausnutzung oder die Entmischung
der Behandlungsflüssigkeit an einzelnen Stellen verhütet. In Verbindung hiermit
hat, die Spule eine für die Durchdringung mit Flüssigkeit günstige Gestalt erhalten,
die auch bei rascher Drehung eine Beschädigung der Bewickelung verhütet.
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Aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der .zugehörigen
Zeichnung lassen sich die Erfindung, die Einrichtungen zur Stützung der Fäden auf
den Spulen und zur Erzielung des freien Kreislaufs der wirksamen Flüssigkeit durch
das Fadengut wie auch die mit Abteilungen ausgerüstete Maschine, die die bewickelten
Fadenspulen p-,rlschnürartig auf mittleren drehbaren Stangen aufnimmt, genäu verstehen.
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Fig. i ist ein Längsschnitt einer Spule, deren Bestandteile für die
Ausführung der Bespulung zusammengesetzt und fest vereinigt sind. Fig. a ist ein
Schnitt nach der Linie M-M der Fig. i. Fig. 3 ist eine Seitenansicht und stellt
die Spule am Ende der Bespulung und vollständig mit Faden bewickelt dar. Fig. q.
zeigt eine auf einer Spulmaschine zwecks Abwickelns des Fadens aufgesteckte Spule,
nachdem sie der. Behandlung der Denitrierung oder des Bleichens oder gegebenenfalls
des Färbens, des Waschens, des Austrocknens o. dgl. unterwoifen worden ist. Fig.
5 ist ein Längsschnitt eines Teils einer Maschine mit einer Anzahl Abteilungen für
die Behandlung der Spulen mit den Reaktionsflüssigkeiten. Fig.6 ist ein Grundriß
der Maschine nach Fig. 5. Fig. 7 ist ein Querschnitt gemäß der Linie N-N -der Fig.
5 und 6. Die übrigen Figuren zeigen Einzelheiten von abgeänderten Ausführungen.
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Zur Ausführung der Erfindung werden die gewöhnlich auf der Zwirnmaschine
System Vaucanson verwendeten Spulen durch Spulen von kleinem Durchmesser ersetzt,
die mit vorragenden Stiften versehen sind, von denen
die Masse des
gezwirnten Fadens gehalten wird, um hierauf den äufeinanderfolgenden Behandlungen,.
wie nachstehend dargelegt ist, unterworfen zu werden, ohne daß irgendwelches Umbinden
oder Sichern erforderlich ist.
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Die neue in Fig. x bis q. dargestellte Spule enthält einen von einer
mittleren Bohrung a durchsetzten Kern A. In diesen Kern sind strahlenförmig Stifte
b und b' eingesetzt,, die teils gerade, teils gebogen sind und zum
Festhalten der Masse des gezwirnten und auf der Spule aufgewickelten Fadens dienen.
In die mittlere Bohrung a ist die Achse B eingesetzt, deren Enden
Zapfen c tragen, die sich in den Lagern C der Spulmaschine drehen (Fig. 3).
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Die strahlenförmig angeordneten Stifte b bilden eine Anzahl zur Achse
B senkrechter Kränze (in dem Ausführungsbeispiel der Zeichnung sind zwei Kränze
dargestellt). Diese schwach konischen Stifte sind in Holz, Ebonit, Glas, emailliertem
Metall oder beliebigem anderen Stoff ausgeführt, der von den zur Behandlung des
Fadens benutzten Reagenzien nicht angegriffen wird. Diese Stifte sollen zugespitzt
sein und eine glatte Oberfläche haben, so daß der Faden nicht hängenbleibt; ihre
Länge ist so bemessen, daß die Spitzen den größten Durchmesser des Bewickelung mit
Faden, . die mit b bezeichnet ist, nur um einige Millimeter überragen.
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Die Stifte b eines der Kränze sind zweckmäßig an ihrem freien Ende
gemäß einer Kreisevolvente in einer Ebene senkrecht zur Achse B gebogen, wie dies
aus dem Querschnitt nach Fig. 2 ersichtlich ist. Die Biegung des Endes dieser Stifte
ist auf diese Weise der= gestält ausgeführt, daß der Faden bei seinem späteren Abwickeln
von der Spule, das in Fig. q. veranschaulicht ist, die gebogenen Spitzen, die in
diesem Falle den oberen Kranz bilden, in dieser Phase des Abwickelns unter einem
solchen. geeigneten Winkel streift, daß das glatte Ablaufen des Fadens gesichert
wird. -Diese gebogenen Stifte b des oberen Kranzes bleiben beim Abwickeln in dem
Kern A der Spule dauernd befestigt, während die Stifte b', die den anderen, bei
der Abwicklung ,unteren Kranz bilden, gerade. und mit leichter Reibung in den Kern
der Spule eingesetzt sind; sie können also vor dem Abwickeln entfernt werden, damit
sie den Faden bei seinem Ablaufen nicht festhalten.
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Beim Aufspulen des Fadens auf eine'Spule ist diese mit einem Zylinder
D der Spulvorrichtung, der zwei Umfangsnuten e zur Aufnahme der beiden Stiftkränze
b und b' aufweist, in $erührung (Fig, 3).
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Außer den Stiften b und b' trägt die Spule Stäbe f,
die längs einer jeden Reihe Stifte parallel. mit der Achse verlaufen und mit ihren
Enden in dem Kern A der Spule dauernd befestigt sind. Diese Stäbe f ragen über die
Enden der aufgewickelten Masse des Fadens vor; wie in den. Fig. 3 und q. erkennbar
ist. Ihre radiale Ausladung ist iri geringem Maße kleiner als der Durchmesser der
Bewickelung der Spule mit Faden. Diese Stäbe f sind aus Glas, emailliertem oder
mit Kautschuk überzogenem Metall oder anderem durch die Reagenzien nicht angreifbaren
Material hergestellt.
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Der Kern A nimmt auf seinen Enden kreisförmige Flanschen E aus Metall
auf, die sich auf die Gewindeenden der Achse B -schrauben lassen. Diese Scheiben
haben einerseits eine kreisförmige Vertiefung g zum Umfassen des Kernes
A und andererseits Aussparungen 1a zur Aufnahme von Längsleisten F aus Holz
oder anderem Stoff (vgl. Querschnitt nach Fig. 2), die untereinander keinerlei Verbindung
haben, jedoch 'in ihrer Gesamtheit eine. äußere zylindrische Oberfläche bilden,
die imstande ist,-auf dem Zylinder D zwecks Aufnahme der gezwirnten Seide oder eines
anderen Fadenmaterials sich abzuwälzen. .
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Wenn eine Spule mit Faden vollständig bewickelt ist, entfernt man
die Scheibenflanschen E (oder nur einen von ihnen), indem man sie von oben von den
Gewindeenden der Achsen B abschraubt. Dann verbleiben im Inneren des aufgewickelten
Fadens nur die Stäbe f und die Stifte b und b', die allein die von
ihnen durchsetzte Fadenmasse tragen. Die Leisten F haben sich dann gelöst, da sie
nicht mehr festgehalten werden. Wenn man will, kann man die geraden Stifte b' herausziehen,
worauf die Seide nur noch von den gebogenen Spitzen b getragen wird die später ein
leichtes Abwickeln des von der Spule getragenen Fadens gestatten.
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Es soll nun- dargelegt werden, wie die Kollodiumfäden (künstliche
Seide), die auf -diese Weise auf den Spulen getragen werden, die sie nur durch die
in ihrem Kern radial eingesetzten Stifte festhalten, in vorteilhafter Weise die
Behandlung der Denitrierung oder jeder anderen geeigneten Behandlung von durch die
Masse der Fäden hindurchwirkenden Reagenzien erfahren können: Das beste Mittel,
die Durchdringung aller Fäden durch ein Reagens zu erzielen, beruht auf der Nutzbarmachung
der Zentrifugalkraft, wie nachstehend erläutert. Man könnte zu diesem Zwecke die
oben beschriebenen strahlenförmigen Spulen auf Stützvorrichtungen, die sie isolieren,
in einer Trockenvorrichtung mit zirkulierender Flüssigkeit, ähnlich wie jene, die
zum Auswaschen gewisser chemischer Erzeugnisse, zur Nitrierung von Baumwolle u.
dgl. dienen, anordnen. Es ist jedoch vorzuziehen, die Spulen sich in den Reagenzien
unter Benutzung der @lßn Gegenstand der
Erfindung bildenden, nachstehend
beschriebenen besonderen Maschine um sich selbst drehen @u lassen.
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Die Bedingungen, denen diese Maschine entsprechen muß, sind folgende
_. Für jede einzelne Spule muß die Menge der für den Umlauf in der Spule in Betracht
kommenden Flüssigkeit möglichst - genau der Menge der auf der betreffenden Spule
aufgewickelten Seide angepaßt sein.
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2. Die den auf der Spule aufgewickelten Faden tragenden Stifte dürfen
keinesfall-, weder die Wände des Bottichs noch die- benachbarten Spulen berühren
können.
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3. Das Füllen und Entleeren der Bottiche, in denen die Reaktion der
Flüssigkeit stattfindet, muß sich sehr schnell ausführen lassen.
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4. Die Temperatur muß während der ganzen Zeit der Behandlung auf dem
gewünschten Grad erhalten werden, wobei die Bäder keine Veränderung erleiden .dürfen.
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Die diesen Bedingungen. -entsprechende Maschine enthält einen langen
dichten Kasten G aus Holz, Metall oder Mauerwerk, der an jeder seiner Längsseiten
in eine Reihe von senkrechten zylindrischen Abteilungen H von kreisförmigem oder
vieleckigem Querschnitt unterteilt ist, so daß der von jeder Spule in dieser Abteilung
eingenommene Räum der zur Behandlung des von der Spule getragenen Fadens nötigen
und genügenden Menge Reaktions= flüssigkeit entspricht.
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Oberhalb einer jeden senkrechten Abteilung ist eine Rolle I senkrecht
angeordnet, der eine schnelle Drehbewegung erteilt wird, die auf eine an der Rolle
I durch einen Splint oder eine andere lösbare Befestigungseinrichtung angehängte
Stange l übertragen wird. Diese Stange, die weder einen Drehzapfen noch eine untere
Führung aufweist, trägt eine bestimmte Anzahl mit dem zu behandelnden Faden- bewickelter'
Spulen.
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Auf die Endender Stange J sind Scheiben i zu dem Zwecke geschraubt,
die Spulen auf dieser senkrechten Stange gegeneinander zu drücken; ferner läßt sich
eine ähnliche Scheibe i' etwa in der Mitte der Höhe einfügen. Diese aufgeschraubten
Scheiben i und i' haben einen Durchmesser, der ein wenig größer ist
als der fier Stiftkränze b und b' der Spulen, um jede Berührung der Spitzen mit
-den Wänden des Bottichs zu verhüten. Überdies erfolgt eine selbsttätige Zentrierung
der Gesamtanordnung der Stange J mit den auf diese aufgesteckten Spulen infolge
der Drehung.
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In der Fig. 7 der Zeichnung ist angenommen, daß. die eine der Abteilungen
H mit Spulen beschickt ist, die der mechanische Antrieb in Drehung versetzt, und
da.B auf der anderen Seite die Antriebseinrichtung angehoben ist, beispielsweise
zum Auswechseln der Spulen, die einet Denitrierungsbehandlüng unterworfen waren,
gegen andere mit dem zu behandelnden Faden bewickelte Spulen. -Der mittlere Teil
des Bottichs G ist mit Wasser gefüllt, das durch einen Dampfstrom oder auf andere
-Weise erwärmt wird, um die geeignete Temperatur -dauernd zu erhalten.
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Alle senkrechten Rollen I,. die oberhalb der die Stützung und Drehung
der Spulen bewirkenden Stangen J angeordnet sind, werden durch Vermittlung von Treibriemen
oder einzelnen Schnuren y von einer Welle K aus angetrieben, die auf dem oberen
Teil der Maschine gelagert ist und sich über die ganze Länge dieser- Maschine erstreckt,
während sie durch eine Antriebsscheibe AI in Drehung versetzt wird.
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Jede der senkrechten Rollen I ist in einem um Scharniere
k schwingbaren Rahmen N angeordnet; man kann. also diesen Rahmen anheben,
um den Zugang zu einer mit Spulen gefüllten Abteilung zu schaffen, einen Satz Spulen
herausnehmen und ihn durch einen anderen ersetzen, worauf die Rolle I wieder ihre
untere Stellung einnehmen kann und sich in senkrechter Lage befindet, wobei ihre
Achse die Verlängerung der Stange J bildet, wie auf der linken Seite der Fig.7 erkennbar
ist. Man verbindet die senkrechte mit Spülen beladene Stange J mit dem unteren Ende
der Welle der Rolle I durch einen Splint o. dgl. Eine Klammer oder ein Haken m gestattet,
das bewegliche Lager N genau einzustellen und in seiner Stellung festzuhalten. Wenn
sich dieses Lager in seiner richtigen Stellung befindet, so hat die Antriebschnur
j die richtige Spannung, um die Drehung der Rolle I und der mit dieser verbundenen
Spulen zu sichern, und die neue Behandlung unter Drehung des neuen Satzes von- Spulen
kann unmittelbar beginnen.
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Die Zwischenwände n, die die Abteilungen H
voneinander
trennen, gehen nicht bis zum Boden des Bottichs herab, wie aus dem Längsschnitt
nach Fig. g zu erkennen ist, vielmehrlassen sie am unteren Ende einen Kanal frei,
dessen Boden o geneigt ist, um den Ablauf der in der Vorrichtung verwendeten Reaktionsflüssigkeit
zu ermöglichen. Ein an der tiefsten Stelle des Kanals voigesehener Entleerungshahn
gestattet die Entleerung der erwähnten Einrichtung. Die Flüssigkeit wird durch den
oberen Teil der Abteilungen eingeführt. jede Abteilung kann mit einem Deckel ausgerüstet
sein, um die bedienenden Arbeiter gegen die von den Reagenzien ausströmenden Gase
zu schützen.
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Die Behandlung der Fadenspulen in dieser Vorrichtung geht in folgender
Weise vor sich. Wenn die Spulensätze, die auf den Stangen J aufgereiht und durch
die auf die Enden dieser
Stangen geschraubten Scheiben j festgespannt
sind, in die Abteilungen des Bottichs eingesetzt worden sind, .andererseits die
Befestigung und Aufhängung der Stangen J an den Rollen I stattgefunden hat, führt
man in die Abteilungen die geeigneten Reagenzien zur Ausführung der Behandlung ein,
beispielswehe zum Denitrieren, zum Bleichen und gegebenenfalls zum Färben der Kollodiumfäden.
Alle diese Rollen werden dadurch in Drehung versetzt, daß die obere wagerechte Rolle
K angetrieben wird. Wenn diese Behandlung beendet ist, läßt man die Reaktionsflüssigkeiten
durch den Hahn p ausfließen und führt Wasser in den Bottich ein, um die Fäden auszuwaschen,
wobei die Spulen die Drehbewegung um ihre senkrechten Achsen fortsetzen. Hierauf
entfernt man das Waschwasser und setzt die Drehung der - Spulen fort, um die auf
ihnen aufgewickelten Fäden unter Benutzung der Zentrifugalkraft zu trocknen. Wenn
das Trocknen beendet ist, unterbricht man die Drehbewegung der Welle K und zieht
die noch feuchten Spulen aus der Vorrichtung heraus und setzt sie zwecks weiterer
Trocknung einem Strom warmer Luft aus, worauf man sie auf die Spulvorrichtung bringt.
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Bei der vorstehend beschriebenen Behandlung enthielten die Spulen
noch die gebogenen Stifte b und die geraden lösbaren Stifte b'.
Sobald
die Spulen noch im feuchten, aber vorgetrockneten Zustande der Vorrichtung entnommen
worden sind, werden die lösbaren geraden Stifte b' herausgezogen, und es verbleibt
auf jeder Spule nur noch der Kranz der gebogenen fest angeordneten Stifte b. Die
Spulen werden alsdann aufrecht in die Spulvorrichtung gesetzt und mit einer Kappe
q versehen, die in Fig. q. gestrichelt dargestellt ist, und deren Ränder sich gerade
in der Höhe der gebogenen Stifte b befinden.
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Die Spulen werden alsdann in der Weise abgewickelt, daß der Faden
nach oben abgezogen wird, und zwar hauptsächlich in der Richtung der Spulenachse.
Auf diese Weise kann der von. der Spule ablaufende Faden an den gebogenen Stiften
b, die in geeigneter Richtung geneigt sind, niemals hängenbleiben. Diese Stifte
haben übrigens zu diesem Zeitpunkte keine andere Aufgabe, als das Herabgleiten der
Fadenmasse von der Spule zu verhüten.' Die vorstehend beschriebene Maschine kann
auch dazu benutzt werden, die Fäden auf den Spulen zu färben.
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Man kann sie auch zurr Färben in kleinen Partien einrichten, indem
man dann in jeder der Abteilungen getrennt arbeitet. in diesem Falle sind die Abteilungen
voneinander getrennt, d. h. sie stehen unten nicht mehr miteinander in Verbindung,.
wie dies vorstehend beschrieben wurde, sondern jede Abteilung ist mit einem zugehörigen
besonderen Entleerungsbahn ausgerüstet.
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Um unter diesen Bedingungen die gleichmäßige Beschaffenheit des Bades.in
der gesamten Höhe einer jeden Abteilung sicherzustellen und damit die Gleichmäßigkeit
der Färbung bei allen in .einer Abteilung eingeschlossenen- Spulen zu erzielen,
wird der Umlauf der Färbeflüssigkeit durch die Fäden der Spulen nicht nur, wie oben
auseinandergesetzt, durch die Zentrifugalkraft, sondern auch durch eine Strömung
in senkrechter Richtung hervorgerufen. Zu diesem Zwecke ist jede Abteilung mit einem
Rohr 0 (Fig. 8) für den: Umlauf der Flüssigkeit in senkrechter Richtung. versehen;
dieses' Rohr mündet oben und unten in die Abteilung und' erstreckt sich durch
das mittlere Wasserbad des Kastens G. Damit die auf .der Stange J befestigten Scheiben
i und i' kein Hindernis für den Umlauf der Flüssigkeit. im. Inneren der- Abteilung
bieten, sondern im Gegenteil den Umlauf der Flüssigkeit herbeiführen und begünstigen,
werden diese vollen Scheiben durch Flügelrädchen r ersetzt, von denen eines in Fig.9
.im Grundriß dargestellt ist. Diese Flügelräder r, die auf der senkrechten Welle
J der Spulen befestigt sind lind sich mit ihr drehen, bewegen die Flüssigkeit in
senkrechtem Sinne in der gesamten Höhe einer jeden Abteilung H.
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Wenn man -die vorstehend beschriebene Einrichtung benutzen will, um
die gleiche Färbung in mehreren Abteilungen auszuführen, würde es genügen, diese
Abteilungen durch seitliche Rohre miteinander in Verbindung zu bringen, um die Färbeflüssigkeit
durch -alle -diese Abtei:ungen nacheinander strömen zu lassen.