DE3407488C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen von langen Fäden aus syn­ thetischem Material, wie zum Beispiel Fluorkohlenstoffharzen entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1, vgl. US-PS 40 25 598. Die Fäden können dann zum Herstellen von Garnen verwendet werden, die sich weben, wirken, flechten oder auch auf andere Weise zum Herstel­ len einer Vielzahl von Produkten zusammensetzen lassen, die bei vielen konventionellen Anwendungen die Nutzbarkeit und die Le­ bensdauer erhöhen.

Es ist gut bekannt, daß Fasern und Fäden aus Fluorkohlenwasser­ stoffharz, wie zum Beispiel Polytetrafluoräthylen (PTFE), Fluor­ äthylenpropylen (FEP) und anderen Polymeren und Copolymeren zum Herstellen von gewebten und gewirkten Materialien geeignet sind und auch schon dazu verwendet werden, was auf die chemischen und physikalischen Eigenschaften dieser Fluorkohlenstoffharze zurückzuführen ist, in dem sie nämlich chemisch inert, hitze- und korrosionsbeständig sind, sich einfach reinigen lassen und auch eine eingebaute Schmierfähigkeit aufweisen.

Für eine mehr ins einzelne gehende Erörterung der Eigenschaften und Anwendungen der Fasern und Fäden aus Fluorkohlenstoffharz sei hier Bezug genommen auf die Veröffentlichung mit der Be­ zeichnung Du Pont Technical Information - Fibers - Bulletin T-13 vom März 1970.

In dieser Veröffentlichung wird gezeigt, daß PTFE-Fasern und Fä­ den in gewebter, gewirkter und geflochtener Form bei vielen in­ dustriellen Anwendungen und in Produkten weit verwendet werden, bei denen die gewünschten chemischen und physikalischen Eigen­ schaften dieser Stoffe eine Verbesserung der Funktionsfähigkeit bewirken.

Zum Beispiel werden die aus Fäden oder langen Strängen aus Flu­ orkohlenstoffharz hergestellten gewebten, gewirkten und gefloch­ tenen Materialien für sämtliche Arten von Kleidung, für Filter­ säcke und Filtertücher bei industriellen und gewerblichen Anwen­ dungen eingesetzt, bei denen chemische Prozesse, Chemikalien oder Abfallprodukte mit stark korrodierender Natur und oder kor­ rodierende heiße Gase oder heiße Flüssigkeiten auftreten. Eben­ so werden diese Materialien bei Anwendungen, wie zum Beispiel gewebten selbstschmierenden Lagern, eingesetzt. Weiter für ge­ flochtene Emballagen, für gedrillte Schnüre und andere Anwendun­ gen in der elektronischen Industrie und für viele medizinische Zwecke.

Verschiedenartige Verfahren zum Herstellen von PTFE-Fasern, Fä­ den und langen Strängen zum Herstellen von Gegenständen aus die­ sen sind im Stand der Technik bekannt. Für viele Jahre hat man diese Gegenstände in Verfolgung der Praktiken der Textilindu­ strie hergestellt, indem man Garne aus Fasern verwendet hat, die man ihrerseits aus Dispersionen aus Fluorkohlenstoffharzen ge­ wann. Kürzlich sind noch mechanische Techniken entwickelt wor­ den. Hierbei wurden Folien aufgeschlitzt. Hierzu wurde eine dün­ ne Schicht aus PTFE von einer Anhäufung aus dem gleichen Materi­ al abgeschabt, und diese Schicht wurde dann mit einem geeigneten Schlitz- oder Schneidwerkzeug in die Fasern oder Fäden aufge­ schlitzt. Ein Beispiel für eine Technik dieser Art wird in der US-PS 27 28 950 gezeigt.

In der US-PS 40 25 598 wird ein anderes mechanisches Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von Fasern, langen Strängen oder Fäden aus PTFE gezeigt, wobei die Oberfläche einer Anhäufung aus PTFE in Rotation versetzt und mit einem Werkzeug verformt wird. Da­ bei entstehen dann viele Rillen und Rippen. Darauf wird ein Abschabemesser angelegt und die Rippen unter Bildung des gewünschten Fadens abgeschnitten. Der Faden kann dabei so lange wie gewünscht ausfallen, abgezogen, erwärmt und gestreckt und dann mit anderen Fäden unter Herstellung ei­ nes konventionellen vielfädigen Garnes zusammengesetzt werden, das dann zum Herstellen von gewebten, gewirkten oder geflochtenen Stoffen weiter verwendet wird.

Nach einem ähnlichen Prinzip arbeitet eine Vorrichtung nach der DE-AS 11 84 933. Bei dieser werden mehrere Fäden gleichzeitig durch je zwei Messer aus einer sich drehenden Walze geschnitten.

Hiervon ausgehend, liegt der vorliegenden Aufgabe die Aus­ bildung einer verbesserten Vorrichtung zum Herstellen ei­ ner Vielzahl von langen Fasern und Fäden aus synthetischem Material zugrunde, die verhältnismäßig einfach und zuver­ lässig ist und die Fasern und Fäden unterschiedlicher For­ men und Größen erzeugen kann, wobei die Form oder Gestalt, die Größe und die Abmessungen jeder dieser vielen langen Fasern oder Fäden nach Bedarf leicht gesteuert und ver­ ändert werden kann.

Die Lösung für diese Aufgabe ergibt sich nach der Erfin­ dung bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Gattung durch die im Kennzeichen des Patentanspru­ ches 1 aufgeführten Merkmale.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich somit auf eine ver­ besserte Vorrichtung zum mechanischen Herstellen von PTFE-Fäden oder langen Strängen, wobei eine rotierende PTFE-Anhäufung von einem Schneidwerkzeug mit mehreren be­ stimmte Maße aufweisenden, versetzten Schneidkanten erfaßt wird, so daß mehrere voneinander getrennte, bestimmte Ab­ messungen aufweisende und geformte Fäden aus PTFE gleich­ zeitig in kontinuierlichen Längen geschnitten werden kön­ nen, so daß die Fäden dann nach konventioneller Technik zum Bilden von Garnen unterschiedlicher Stärke abgezogen, miteinander verbunden und gestreckt werden können.

Die Vorrichtung zum Herstellen von Fäden oder langen Strängen aus Fluorkohlenstoffharzen gemäß der vorliegen­ den Erfindung ermöglicht eine Vielzahl von Techniken und Variationen, um damit die gewünschte Form und Größe für die Fäden selbst zu erreichen, wie dies im folgenden noch im einzelnen beschrieben wird.

Die vorliegende Vorrichtung läßt sich auch auf eine ein­ fache durch Verdichtung geformte Anhäufung von Fluorkoh­ lenstoffharz anwenden. Dieses Ausgangsmaterial ist billi­ ger als die im Stand der Technik zum Herstellen von Fluorkohlenwasserstoff-Fasern verwendeten Ausgangsstoffe und es ergibt sich trotzdem das gewünschte Garn zum Her­ stellen von gewebten, gewirkten oder geflochtenen Stoffen aus Fluorkohlenstoffharz.

Die mit der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung erzielten Stränge oder Fäden können sofort nach dem Schnei­ den aus der Fluorkohlenstoffharzanhäufung verwendet werden. Ebenso lassen sie sich auch im schwachen oder starken Maße orientieren, um damit ihre physikalischen Eigenschaften durch Kalandern oder Recken bei Raum- oder erhöhten Tem­ peraturen zu ändern. Infolge der Vielseitigkeit der erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung lassen sich die tatsächlichen Abmessungen der Fäden oder langen Stränge innerhalb eines weiten Bereiches durch Verstellen der Teilung und der Tie­ fe des Schnittes der Schneidvorrichtung variieren, um damit den gewünschten Querschnitt für die betreffenden Fäden oder langen Stränge aus Fluorkohlenstoffharz zu erzielen.

Am Beispiel der in der Zeichnung gezeigten Ausführungsfor­ men wird die Erfindung nun weiter beschrieben.

Kurzbeschreibung der Figuren der Zeichnung

Fig. 1 ist eine schematische perspektivische Darstellung einer sich drehenden Maschine mit einer Führungs­ spindel, mit einer Walze aus synthetischem Material, wie zum Beispiel Fluorkohlenstoffharz, das in der Einspannanordnung gehalten wird, und mit einer Aus­ führungsform einer Werkzeughalteranordnung und ei­ nes mit dieser zusammenwirkenden Schneidwerkzeuges in der anfänglichen Schneidposition zu Beginn der Herstellung der langen Fasern und Fäden.

Fig. 2 ist eine Stirnansicht in vergrößertem Maßstab der Walze und des Schneidwerkzeuges in der in Fig. 1 gezeigten Anfangsstellung.

Fig. 3 ist in vergrößertem Maßstab eine perspektivische Darstellung eines Teilstückes der in Fig. 1 gezeig­ ten Walze und des in Fig. 1 gezeigten Schneidwerk­ zeuges, wobei sämtliche Schneidkanten des Werkzeu­ ges an der rotierenden Walze anliegen und mehrere lange Fasern oder Fäden gleichzeitig gebildet werden.

Fig. 4 ist eine Aufsicht auf das Schneidwerkzeug in schnei­ dender Anlage an der Walze gemäß der Darstellung in Fig. 3.

Fig. 4A ist in vergrößertem Maßstab ein Querschnitt durch eine lange Faser oder einen Faden während dessen Herstellung und Herausschneiden durch einen der Schneidabschnitte des in Fig. 4 gezeigten Schneidwerkzeuges.

Fig. 5 ist eine Stirnansicht der in den Fig. 1 bis 4 der Zeichnung gezeigten versetzten Schneidflächen.

Fig. 6 ist eine Seitenansicht von links auf das in den Fig. 1 bis 4 der Zeichnung gezeigte Schneidwerkzeug.

Fig. 7 ist ein Vertikalschnitt entlang der Linie 7-7 in Fig. 5.

Fig. 8 ist eine vergrößerte perspektivische Darstellung der in den Fig. 1 bis 6 der Zeichnung gezeigten versetz­ ten Schneidfläche des Schneidwerkzeuges.

Fig. 9 ist in vergrößertem Maßstab eine Aufsicht auf das Schneidende des in den Fig. 1 bis 8 gezeigten Schneidwerkzeuges, wobei dessen Abmessungen für die Herstellung einer langen Faser oder eines langen Fa­ dens wiedergegeben sind, der einen im allgemeinen rechteckförmigen Querschnitt aufweist.

Fig. 10 zeigt eine andere Ausführungsform des Schneidwerkzeuges mit Schneidkanten, die für die Herstellung von langen Fasern oder Fäden mit rhomboidem Querschnitt geformt sind.

Fig. 10A ist ein vergrößerter Querschnitt durch die rhomboide Form der langen Faser oder des langen Fadens, der mit dem in Fig. 10 gezeigten Schneidwerkzeug hergestellt und geschnitten wird.

Fig. 11 zeigt eine andere Ausführungsform eines Schneidwerkzeu­ ges mit so geformten Schneidkanten, daß lange Fasern und Fäden mit mindestens zwei parallelen bogenförmigen Flächen entstehen.

Fig. 11A ist ein vergrößerter Querschnitt durch eine mit dem Schneidwerkzeug nach Fig. 11 hergestellte und geschnit­ tene Faser bzw. Faden.

Fig. 12 zeigt eine andere Ausführungsform des Schneidwerkzeuges mit dergestalt geformten Schneidkanten, daß lange Fa­ sern und Fäden entstehen, die sich in mindestens einer Abmessung von der nächsten mit diesen Schneidkanten ge­ schnittenen benachbarten Faser oder Faden unterschei­ den. Die

Fig. 12A, 12B und 12C sind vergrößerte Querschnitte der Abwandlungen der mit den Schneidkanten des in Fig. 12 gezeigten Schneidwerkzeuges geschnittenen langen Fasern oder Fäden.

Fig. 13 ist eine Aufsicht auf noch eine andere Ausführungsform des Schneidwerkzeuges mit einer weiteren abgewandelten Gruppe von Schneidkanten oder -abschnitten, die eine Erhöhung der Oberflächengeschwindigkeit der aus dem synthetischen Material bestehenden Walze ermöglichen, wenn aus dieser lange Fasern oder Fäden mit verhältnismäßig großen Querschnittsflächen geschnitten werden.

Fig. 14 ist eine Stirnansicht der versetzten Schneidfläche des in Fig. 13 gezeigten Schneidwerkzeuges.

Fig. 15 ist eine Seitenansicht des in Fig. 13 gezeigten Schneid­ werkzeuges von links.

Fig. 16 ist eine vergrößerte perspektivische Darstellung der versetzten Schneidfläche des in den Fig. 13 bis 15 der Zeichnung gezeigten Schneidwerkzeuges.

Fig. 17 ist eine schematische perspektivische Teilansicht mit der Darstellung einer in einer Einspannanordnung gehal­ tenen Walze aus synthetischem Material, wie zum Bei­ spiel Fluorkohlenstoffharz, und mit der Darstellung von mindestens zwei auseinanderliegenden und in der anfänglichen Schneidlage befindlichen Schneidwerkzeu­ gen zu Beginn der Herstellung der langen Fasern und Fä­ den.

Fig. 18 ist eine Ansicht einer Teiles der Walze und der ausein­ anderliegenden Schneidwerkzeuge nach der Darstellung in Fig. 17, wobei sämtliche Schneidkanten der jeweiligen Schneidwerkzeuge mit der rotierenden Walze in Anlage stehen, so daß die zahlreichen langen Fasern oder Fä­ den gleichzeitig durch die betreffenden Schneidwerkzeu­ ge gebildet werden.

In den Zeichnungen zeigt Fig. 1 schematisch eine sich drehende Maschine, wie zum Beispiel eine allgemein mit 1 bezeichnete Ge­ windeschneiddrehbank, mit einer an ihr befestigten Einspannan­ ordnung 2 zum Halten und Drehen einer Walze 3 aus syn­ thetischem Material, wie zum Beispiel Fluorkohlenstoffharz.

Eine Gewindeschneiddrehbank mit einer Einspannanordnung, wie es schematisch in Fig. 1 gezeigt wird, läßt sich mit irgendeiner geeigneten Antriebsanordnung 4 antreiben. Diese enthält ein ge­ eignetes Getriebe zur Drehung des Walze 3 mit einer Drehgeschwin­ digkeit, die ein Schneiden der Fasern oder Fäden aus Fluorkoh­ lenstoffharz aus der Walze gestattet. Dies wird im folgenden noch eingehender beschrieben. Sich drehende Maschinen, wie zum Beispiel Gewindeschneiddrehbänke dieser Bauart, sind gut bekannt. Die sich drehende Maschine 1 wird daher hier nicht im größeren Detail be­ schrieben.

Bei der in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung verwendeten einen Ausführungsform der Gewindeschneiddrehbank iswt daher eine allgemein mit 5 bezeichnete Führungsspindelanordnung vorgesehen. Diese ist in Fig. 1 dargestellt. Die Führungsspindelanordnung 5 enthält einen Werkzeughaltersupport 6, der längs des Bettes 7 der Gewindeschneiddrehbank 1 längsbeweglich montiert ist. Der Werkzeughaltersupport 6 ist betrieblich mit einer langen Gewin­ dewelle oder Führungsspindel 6 a verbunden, die auf der Drehbank 1 parallel zu der Längsachse des Kopfes der Drehbank und der festen Drehachse der Einspannanordnung 2 montiert ist. Fest ver­ bunden und verschiebbar mit dem Werkzeughaltersupport 6 ist eine Werkzeughalteranordnung 8. Diese enthält einen Werkzeugsupport 9 mit einem durch diesen durchtretenden Schlitz 10. In diesem läßt sich ein Schneidwerkzeug 11 anordnen und in zusammengebautem Zu­ stand mit jeder geeigneten Gewindeeinrichtung, wie zum Beispiel dem Bolzen 12, verriegeln. Wenn dann der Werkzeughaltersupport 6 und die Werkzeughalteranordnung 8 durch die Gewindewelle oder Führungsspindel 6 a verschoben werden, wird das im folgenden noch eingehender beschriebene Schneidwerkzeug 11 in Längsrichtung und parallel zu der Drehachse des Spannfutters 2 und der in diesem gehaltenen Walze 3 bewegt und läßt sich so einstellen, daß es die Schneidanlage mit der Umfangsfläche der Walze 3 an deren freiem Ende beginnt, wie dies in den Fig. 1, 3 und 4 der Zeichnungen dargestellt ist.

Die Gewindewelle 6 a ist in nicht gezeigten auseinanderliegenden Lagern in der Drehbank 1 drehbar gelagert und wird mit einem ge­ eigneten, allgemein mit 13 bezeichneten Antrieb angetrieben. Dieser ist mit der Gewindewelle 6 a über irgendeine geeignete Bauart eines allgemein mit 14 bezeichneten Untersetzungsgetrie­ bes angeschlossen, so daß die Drehzahl der Gewindewelle 6 a mit der Drehzahl der Einspannanordnung 2 und der Walze 3 aus Fluor­ kohlenstoffharz synchronisiert werden kann.

Führungsspindellagerungen zum Bewegen der Werkzeughalteranord­ nungen und Antriebseinrichtungen für diese Führungsspindellage­ rungen sind im Stand der Technik gut bekannt. Deshalb werden sie hier nicht ein­ gehender beschrieben.

Alternativ läßt sich der Betrieb der Gewindewelle 6 a, der An­ triebseinrichtung 13 und des Reduktionsgetriebes 14 auch mit ir­ gendeiner geeigneten Bauart eines allgemein mit 15 bezeichneten Mikroprozessors steuern, so daß die Drehgeschwindigkeit der Ge­ windewelle 6 a und damit die Längsbewegung der Werkzeughalteran­ ordnung 8 während des Betriebes entweder konstant sind oder ver­ ändert werden können.

Das Schneidwerkzeug 11 ist besonders ausgebildet und so auf dem Werkzeughalter 9 aufgebaut, daß es sich in eine Stellung ver­ schieben läßt, in der von der Walze 3 gleichzeitig mehrere lan­ ge Fasern oder Fäden 20 a, 20 b, 20 c, 20 d und 20 e geschnitten werden, wie es in den Fig. 3 und 4 der Zeichnungen gezeigt wird. Bei der Darstellung in Fig. 3 werden die Fäden nach oben abgeführt, um den Blick auf das Schneidwerkzeug und dessen Schneidkanten nicht zu verdecken.

Zum Erzielen dieses vorteilhaften Ergebnisses ist das in den Fig. 1 bis 9 der Zeichnung dargestellte Schneidwerkzeug 11 ein langgestrecktes und im Querschnitt allgemein quadratisches oder rechteckförmiges Element. An einem Ende weist das Schneidwerk­ zeug 11 eine allgemein mit 21 bezeichnete versetzte Schneidflä­ che auf. Damit werden mehrere versetzte oder gestufte Schneid­ kanten gebildet, wie sie bei 22 a, 22 b, 22 c, 22 d und 22 e in den Fig. 3 bis 9 der Zeichnung gezeigt werden.

Jede der Schneidkanten 22 a bis 22 e hat von der nächstbenachbar­ ten Schneidkante einen vorgegebenen Abstand, wie er durch die Stufen bei 23 a, 23 b, 23 c und 23 d dargestellt wird.

Die Länge der Schneidkanten 22 a bis 22 e wird in Fig. 4 als A dargestellt. Dieser Abstand A bestimmt eine Abmessung A des in Fig. 4A gezeigten Querschnittes des Fadens. Er liegt für ein vorgegebenes Schneidwerkzeug fest. Für einen anderen Abstand A muß ein neues Werkzeug hergestellt werden.

Die Länge der Versetzungen oder Stufen 23 a bis 23 e wird bei B in Fig. 4 gezeigt. Dieser Abstand B bestimmt den maximalen Be­ trag für die Dimension B des in Fig. 4A gezeigten Fadenquer­ schnittes. Der tatsächliche Wert der Dimension B für einen be­ stimmten Faden richtet sich seinerseits nach der Einstellung der Längs-Vorschubgeschwindigkeit, das heißt des Vorschubes des Werkzeuges pro Umdrehung der Walze. Abhängig von der Einstellung der Längs-Vorschubgeschwindigkeit kann ein Faden daher eine Ab­ messung B irgendwo zwischen Null und der Länge der Stufen 23 a bis 23 e aufweisen.

Fig. 9 ist eine Aufsicht auf ein typisches Schneidwerkzeug mit den gezeigten Abmessungen. Die Dimension A für den in Fig. 4A gezeigten und mit diesem Werkzeug hergestellten Faden wird durch die Länge der Schneidkanten 22 a bis 22 e bestimmt. In diesem Fall sind dies 0,0125 cm. Die Länge der Versetzungen oder Stufen 23 a bis 23 e beträgt daher 0,038 cm. Deshalb kann die Dimension B für den mit diesem Werkzeug hergestellten und in Fig. 4A gezeig­ ten Faden abhängig von der Einstellung der Längs-Vorschubge­ schwindigkeit irgendwo zwischen fast Null und 0,038 cm liegen.

Bei einem vorgegebenen Schneidwerkzeug lassen sich damit durch Verändern der Länge der Schneidkanten 22 b bis 22 e und der Ver­ setzungen oder Stufen 23 a bis 23 d und durch Steuern der Längs- Vorschubgeschwindigkeit lange Fasern oder Fäden mit Querschnitts­ abmessungen in einem Bereich von 0,005 × 0,005 bis 0,25 × 0,25 cm ohne weiteres erzielen.

Die Anzahl der Schneidkanten und Versetzungen oder Stufen auf dem Schneidwerkzeug läßt sich weiter auf der Grundlage des für das Faserbündel oder Garn, die nach dem Schneiden aus den ein­ zelnen langen Fasern oder Fäden gebildet werden, bestimmen.

Mit einem vorgegebenen Schneidwerkzeug, zum Beispiel dem in den Fig. 1 bis 9 der Zeichnung gezeigten Schneidwerkzeug 11, las­ sen sich damit entweder durch Ändern der Längsvorschubgeschwin­ digkeit oder durch Trennen der Fäden während diese aufgespult werden, verschiedene Titer eines vorgegebenen Garnes herstel­ len.

Zum Herstellen unterschiedlicher vierseitiger Querschnittsfor­ men der Langen Fäden oder Fasern 20 a bis 20 e, die von der Walze 3 ausgeschnitten werden, kann die gestufte Schneidfläche 21 des Schneidwerkzeuges 11 variiert werden.

In Fig. 10 wird nun ein Schneidwerkzeug 50 mit einer allgemein mit 51 bezeichneten Schneidfläche gezeigt, die bei 52 a, 52 b, 52 c und 52 d abgeschrägte Schneidflächen und bei 53 a, 53 b, 53 c Versetzungen oder Stufen aufweist. Dieses Schneidwerkzeug er­ zeugt eine lange Faser oder einen langen Faden mit einer rhombo­ iden Querschnittsfläche, wie sie vergrößert in Fig. 10A darge­ stellt wird.

In Fig. 11 weist das Schneidwerkzeug 60 eine versetzte oder ge­ stufte, allgemein mit 61 bezeichnete Schneidfläche auf. Diese weist bei 62 a, 62 b und 62 c bogenförmige Schneidkanten und bei 63 a, 63 b, 62 c und 63 d Versetzungen oder Stufen auf. Dieses Schneidwerkzeug erzeugt eine lange Faser oder einen langen Fa­ den mit einer Querschnittsform, bei der zwei Seiten parallel und zwei Seiten bogenförmig sind, wie dies in dem vergrößerten Schnitt in Fig. 11A der Zeichnung dargestellt wird.

In Fig. 12 weist das Schneidwerkzeug 70 eine versetzte oder ge­ stufte und allgemein mit 71 bezeichnete Schneidfläche auf. Die­ se weist bei 72 a, 72 b, 72 c und 72 d ungleich lange Schneidkanten und bei 73 a, 73 b und 73 c auseinanderliegende Stufen mit glei­ cher Länge auf. Dieses Werkzeug würde lange Fäden erzeugen, bei denen die eine in den Fig. 12A, 12B und 12C gezeigte Abmes­ sung A von Faden zu Faden schwankt und die andere in den Fig. 12A, 12B und 12C gezeigte Abmessung B konstant ist und durch die Längs-Vorschubeinstellung bestimmt werden.

Zum Betrieb wird die Gewindeschneiddrehbank 1 zuerst eingerich­ tet, so daß die Walze 3 in der Einspannanordnung 2 befestigt und ausgerichtet wird, so daß sich für die Walze 3 eine feste Drehachse ergibt.

Das Werkzeug 11 wird in die Öffnung 10 eingesetzt, so daß sich seine Längsachse mit der Mittellinie der Drehachse der Walze 3 schneidet, sobald die Führungsspindel 5 bewirkt, daß die Werk­ zeughalteranordnung 8 das Werkzeug 11 in Anlage mit der Endflä­ che 3 a der Walze 3 verschiebt.

Der Motor 13 wird in Betrieb gesetzt, so daß der Motor 13 und das Getriebe 14 dann das Gewindeelement 6 antreiben und bewir­ ken, daß die Werkzeughalteranordnung 8 das Schneidwerkzeug 11 in Anlage mit der Walze 3 bewegt.

Während die Schneidkanten 22 a bis 22 e und 23 a bis 23 d mit dem Ende der Walze 3 in Anlage gelangen, beginnt das Schneidwerk­ zeug das Schneiden der Fasern oder Fäden 20 a, 20 b, 20 c, 20 d und 20 e aus der Seite der Walze 3. Jede Faser oder jeder Faden wird dann gleichzeitig intakt und seriell von der Walze 3 abgezogen.

Während der Drehung der Walze 3 und während die Bewegung der Schneidkanten mit dieser Drehung synchronisiert ist, werden die einzelnen Fasern oder Fäden 20 a bis 20 e kontinuierlich abgezogen und weisen eine unendliche Länge auf. Diese reicht aus, um si­ cherzustellen, daß die Fäden einzeln abgezogen oder zusammenge­ wickelt werden können, um damit als Funktion der Dimensionen A und B, die durch das Schneidwerkzeug und dessen Längsbewegung vorgegeben werden können, ein vielfältiges Garn mit vorgegebe­ nem Titer herzustellen.

Fachleute erkennen sofort, daß das auf diese Weise hergestellte Garn einer zusätzlichen Behandlung ausgesetzt werden kann. Hier­ unter fällt zum Beispiel ein Kalandern oder Strecken bei Umge­ bungstemperatur, unter Umgebungstemperatur oder bei erhöhten Temperaturen. Hierdurch werden die Fasern orientiert. Damit steigt die Zugfestigkeit des aus den langen Fasern oder Fäden 20 a bis 20 e hergestellten Garnes. Diese Techniken sind im Stand der Technik allgemein bekannt.

Da die mit der oben be­ schriebenen Vorrichtung erreichten Schneidbedingungen nicht ideal sind, werden die physikalischen Eigenschaften, wie zum Beispiel die Zugfestigkeit, durch die Oberflächengeschwindig­ keit der Walze beeinflußt. Falls damit eine bestimmte kritische Oberflächengeschwindigkeit für eine vorgegebene Querschnitts­ fläche des auf diese Weise geformten langen Fadens oder Faser überschritten wird, wird der lange Faden oder die lange Faser während ihrer Herstellung geringfügige Frakturen aufweisen. Dies senkt die Zugfestigkeit und die Stärke der Längung für den je­ weiligen langen Faden bzw. die jeweilige lange Faser.

Bei Betrieb der oben beschriebenen Vorrichtung hat sich herausgestellt, daß bei klei­ nerer Querschnittsfläche der hergestellten langen Faser bzw. des langen Fadens die zulässige Oberflächengeschwindigkeit für die aus dem bildsamen Material bestehende Walze ansteigt. Das heißt, daß bei Herstellung von langen Fasern oder Fäden mit verhältnis­ mäßig kleinen Querschnittsflächen in der Fläche von 0,005 × 0,005 cm Oberflächengeschwindigkeiten von bis zu 150 m pro Minute verwendet werden können. Umgekehrt muß die Walze bei der Herstellung von größeren Fäden in der Größenordnung von 0,025 × 0,025 cm mit einer geringeren Oberflächengeschwindigkeit von etwa 60 m pro Minute laufen.

Es ist jedoch möglich, während der Herstellung von langen Fasern oder Fäden, die verhältnismäßig größere Querschnittsflächen auf­ weisen, durch Ändern der Schneidkante des Schneidwerkzeuges, wie es in den Fig. 13 bis 16 der Zeichnung gezeigt wird, vor dem Auftreten der Brüche höhere Oberflächengeschwindigkeiten zu er­ reichen. Gemäß der Darstellung in Fig. 13 und 13 weist die Schneidkante 80 eine versetzte oder gestufte Schneidfläche 81 auf, bei der die Schneidkanten bei 82 a, 82 b, 82 c, 82 d und 82 e liegen, während die Stufen bei 83 a, 83 b, 83 c und 83 d angeordnet sind. Zusätzlich wird die Oberseite des Schneidwerkzeuges 80 bie 84 a, 84 b, 84 c, 84 d und 84 e gewinkelt sein.

In Fig. 16 zeigt die Perspektive deutlich, daß die Schneidflä­ che des Schneidwerkzeuges 11 an den Schneidkanten durch die Ril­ len 84 a, 84 b, 84 c, 84 d und 84 e abgeändert oder unter einem Win­ kel zurückgeschnitten ist. Damit entsteht ein positiver Brust­ winkel. Dies bewirkt eine Herabsetzung der während des Schnei­ dens der Walze 3 ausgeübten Kräfte und ermöglicht die Anwendung höherer Schneidgeschwindigkeiten vor dem Auftreten von Oberflä­ chenbrüchen des Fadens.

In den Fig. 17 und 18 wird eine andere Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Hier sind bei 9′ und 9′′f auseinanderliegende Werkzeughalter dargestellt, in denen die Schneidwerkzeuge 11′ und 11′′ in der gleichen Weise befestigt sind, wie dies oben für das Schneidwerkzeug 11 beschrieben wurde.

Die Schneidwerkzeuge 11′ und 11" können mit jedem der oben in den Fig. 4, 10, 11, 12 und 13 gezeigten und beschriebenen Schneidwerkzeugen identisch sein. Ähnlich sind auch die quer­ verlaufenden Schneidflächen und die Längbewegungen des Schneid­ werkzeuges 11′ und 11′′ mit den querverlaufenden Schneidflächen identisch, die oben für die Schneidwerkzeuge 11, 50, 60, 70 und 80 beschrieben wurden.

Bei dieser Ausführungsform können die zahlreichen Schneidwerk­ zeuge dazu verwendet werden, bei jeder ihrer Längsbewegungen über der Walze 3 mehr als ein Garnbündel herzustellen.

Im obigen ist eine verhältnismäßig einfache mechanische Einrich­ tung zum Herstellen mehrerer langer Fasern oder Fäden beschrie­ ben worden. Diese Fasern und Fäden können in Garne mit vorgege­ benem Titer umgeformt werden. Diese Garne lassen sich dann ef­ fektiv zur Herstellung von Produkten verwenden, bei denen sich die Eigenschaften von synthetischem Material, wie zum Beispiel Fluorkohlenstoffharzen, ohne weiteres brauchbar sind.

Üblicherweise gilt für die oben beschriebene Vorrichtung, daß die Längsbewegung der Werkzeughalteranordnung parallel zu der festen Drehachse der Einspannanordnung durch ein Getriebe mit der Rotation der Einspannvorrich­ tung und der Materialanhäufung synchronisiert ist, um damit eine Faser oder einen Faden mit konstantem Quer­ schnitt zu erzeugen.

Zusätzlich kann die oben beschriebene Vorrichtung noch in Kombination mit einem Mikroprozessor zum Steuern der Ge­ schwindigkeit der Längsbewegung der Werkzeughalteranord­ nung parallel zu der festen Drehachse für die Einspann­ anordnung zum Erzeugen einer Faser oder eines Fadens mit veränderlichem Querschnitt verwendet werden.

Es ergibt sich, daß die Erfindung nicht auf die besondere ge­ zeigte Konstruktion oder Anordnung von Teilen beschränkt ist, sondern daß sie sich im Rahmen der in den Ansprüchen definierten Erfindung in weitem Umfang abändern läßt.

Claims (12)

1. Vorrichtung zum Herstellen von langen Fäden aus synthetischem Material, wie zum Beispiel einem Fluor­ kohlenstoffharz, mit einer Einspannanordnung, mit einem An­ trieb zum Drehen der Einspannanordnung, mit mindestens einer aus dem synthetischen Material bestehenden Walze, die in der Einspannanordnung festgehalten ist und sich bei Lauf des Antriebes mit diesem dreht, mit einer Werk­ zeughalteanordnung für ein Werkzeug mit einer Schneid­ fläche, wobei das Werkzeug in der Werkzeughalteranordnung gehalten und mit dieser in Richtung auf die Drehachse der Walze zu und von dieser wegbewegbar ist zur Anlage an und zum Einschneiden in die Walze zum Herausschneiden mehrerer bemessener und geformter Fäden in langgestreckter Form gleichzeitig aus der Walze, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidfläche mindestens zwei geformte Schneidkanten (22 a-22 e) und mindestens zwei Versetzungen oder Stufen (23 a-23 e) aufweist, um die Schneidkanten auf Abstand zu halten, und daß Einrichtungen vorgesehen sind, um die Werkzeughalteranordnung (8) mit einer vorgegebenen Ge­ schwindigkeit parallel zu der Drehachse der Einspannanord­ nung (2) und der in dieser gehaltenen Walze (3) zu bewegen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

• a) die geformten Schneidkanten (22a-22 e) auf der Schneidfläche des Schneidwerkzeuges (11) sind parallel zu der Längslinie des parallel zu einem Radius der Walze (3) ausgerichte­ ten Schneidwerkzeuges (11) und weisen eine vorgegebene Länge auf, um damit eine der Abmessungen für Fäden (20 a-20 e) mit quadratischer oder rechteckförmiger Querschnittsform auszubilden, und
• b) die Versetzungen oder Stufen (23 a-23 e) auf der Schneidfläche liegen quer zu der Längslinie des Schneid­ werkzeuges (11) und weisen eine vorgegebene Länge auf, um die andere Abmessung für die Fäden (20 a-20 e) auszubilden, die quadratischen oder rechteckförmigen Querschnitt aufweisen, als Funktion der vorgegebenen Geschwindigkeit der Längsbewegung der Werkzeughalter­ anordnung (8).

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

• a) die geformten Schneidkanten (22 a-22 e) an der Schneid­ fläche des Schneidwerkzeuges (11) sind unter einem Win­ kel gegenüber der Längslinie des parallel zu einem Ra­ dius der Walze (3) ausgerichteten Schneidwerkzeuges (11) abgeschrägt und weisen eine vorgegebene Länge auf, um eine der Abmessungen für Fäden (20 a-20 e) mit im Quer­ schnitt rhomboider Form zu bilden, und
• b) die Versetzungen oder Stufen (23 a- 23 e) auf der Schneid­ fläche verlaufen quer zu der Längslinie des Schneid­ werkzeuges (11) und weisen eine vorgegebene Länge auf, um die andere der Abmessungen für die Fäden (20 a-20 e) rhomboider Querschnittsform zu bilden als eine Funktion der vorgegebenen Geschwindigkeit der Längsbewegung der Werkzeughalteranordnung (8).

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

• a) die geformten Schneidkanten (22a-22 e) an der Schneidfläche des Schneid­ werkzeuges (11) sind bogenförmig und weisen eine vor­ gegebene Länge auf, um eine der Abmessungen für Fäden (20 a-20 e) mit im Querschnitt mindestens einer bogen­ förmigen Seite zu bilden, und
• b) die Versetzungen oder Stufen (23 a-23 e) auf der Schneidfläche verlaufen quer zu der Längslinie des Schneidwerkzeuges (11) und weisen eine vorgegebene Län­ ge auf zum Ausbilden der anderen Abmessungen für die Fäden (20 a-20 e) mit im Querschnitt mindestens einer bogenförmigen Seite als eine Funktion der vorgegebenen Geschwindigkeit der Längsbewegung der Werkzeughalter­ anordnung (8).

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

• a) die geformte Schneidkanten (22 a-22 e) auf der Schneidfläche des Schneidwerkzeuges (11) verlaufen parallel zu der Längs­ linie des parallel zu einem Radius der Walze (3) ausge­ richteten Schneidwerkzeuges (11) und weisen gegenüber der nächst benachbarten geformten Schneidkante unter­ schiedliche vorgegebene Längen auf, um unterschiedliche Längen der einen der Abmessungen für Fäden (20 a-20 e) mit rechteckförmiger Querschnittsform zu bilden, und
• b) die Versetzungen oder Stufen auf der Schneidfläche ver­ laufen quer zu der Längslinie des Schneidwerkzeuges (11) und weisen eine vorgegebene Länge auf, um für die be­ treffenden Fäden (20 a-20 e) mit rechteckförmiger Querschnittsform die andere Abmessung zu bilden als eine Funktion der vorgegebenen Geschwindigkeit der Längsbewegung der Werkzeughalteranordnung (8).

6. Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 2, 3, 4, oder 5, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

• a) die Schneidkanten (22 a-22 e) weisen eine vorgegebene Länge auf, um eine der Abmessungen der Querschnittsform der Fäden (20 a-20 e) in einem Bereich von 0,0025 bis 0,25 cm zu schneiden, und
• b) die Versetzungen oder Stufen (23 a-23 e) weisen eine solche Länge auf, daß bei der vorgegebenen Geschwindig­ keit die andere Abmessung in einem Bereich von 0,0025 bis 0,25 cm liegt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das synthetische Material, aus dem die Walze (3) besteht, ein Kunstharz aus der Gruppe der Fluorcarbonharze ist, nämlich Polytetrafluoräthylen, Fluoräthylenpropylen und gleichartige Polymere und Co­ polymere.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

• a) die Werkzeughalteranordnung (8) weist mindestens zwei auseinanderliegende Werkzeughalter auf,
• b) ein Schneidwerkzeug (11) ist in jedem der Werkzeug­ halter montiert und
• c) jedes Schneidwerkzeug (11) weist eine Schneidfläche auf.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eins der Schneidwerkzeuge eine derart geformte Schneidfläche aufweist, daß im Querschnitt quadratische Fäden geschnitten werden.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eins der Schneidwerkzeuge eine in Querrichtung derart geformte Schneidfläche aufweist, daß im Querschnitt rhomboide Fäden geschnitten werden.

11. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eins der Schneidwerkzeuge eine derart geformte Schneidfläche aufweist, daß Fäden mit im Querschnitt einer bogenförmigen Seite geschnitten werden.

12. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eins der Schneidwerkzeuge eine Schneidfläche mit Schneidkanten mit unterschiedlichen Längen aufweist, so daß die von mindestens einem Schneidwerkzeug geschnittenen benachbarten Fäden eine Abmessung aufweisen, die sich von der Abmessung des nächstbenachbarten Fadens unterscheidet.