DE56331C - Maschine zur Herstellung künstlicher Seide - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT

KLASSE 29: Gespinnstfasern.

Maschine zur Herstellung künstlicher Seile. (

Patentirt im Deutschen Reiche vom 6. Februar 1890 ab.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Maschine zum Spinnen künstlicher Seide nach dem Verfahren, welches schon früher dem Erfinder durch das Patent Nr. 38368 geschützt ist.

Die künstliche Seide wird -nach diesem Verfahren im wesentlichen aus einer Lösung von Nitrocellulose hergestellt. Diese Lösung verwandelt sich, wenn man sie in eine Flüssigkeit spritzt, welche die Nitrocellulose zum Gerinnen bringt, augenblicklich in einen Faden, welchen man wie einen Coconfaden aufnehmen und behandeln kann. Um die Brennbarkeit der das Material des Fadens bildenden Nitrocellulose zu vermindern, entzieht man ihr später einen Theil der Salpetersäure durch eine vorsichtig ausgeführte Dissociation bezw. Abspaltung derselben, wobei man den Faden gleichzeitig verschiedene Salze und färbende Stoffe aufsaugen lassen kann.

Man verwendet gereinigte Cellulose, welche aus Holzstoff, Strohpapierzeug, Baumwolle, Lumpen, Filtrirpapier, Hanf, Ramie oder dergleichen hergestellt sein kann, und nitrirt dieselbe in bekannter Weise derart, dafs sie in einer Mischung von Alkohol und Aether löslich ist. Aus dem erhaltenen Pyroxylin stellt man ein mehr oder weniger concentrirtes CoI-lodium her, indem man es in einem Gemisch von 40 Volumprocent Aether und 60 Volumprocent Alkohol auflöst. Man löst dabei zuerst das Pyroxylin in gleichen Mengen Alkohol und Aether und setzt sodann den übrigen Alkohol hinzu. Diese Lösung wird, nachdem sie gut filtrirt ist, in die Spinnmaschine eingeführt, welche im Nachstehenden erläutert und auf den beiliegenden Zeichnungen dargestellt ist.

Fig. ι veranschaulicht eine Seitenansicht, Fig. 2 einen Querschnitt und Fig. 3 eine Vorderansicht der neuen Maschine.

Die Collodiumlösung wird in einem . geschlossenen (auf der Zeichnung nicht dargestellten) Behälter untergebracht, welcher mittelst einer Luftdruckpumpe unter einem Druck von 10 oder 12 Atmosphären gehalten wird. Dieser innen verzinnte Behälter steht durch ein mit einem Hahn versehenes Rohr mit dem waagerecht angeordneten Rohr A in Verbindung, welches die Spinnorgane - trägt und sich über die ganze Länge der Maschine erstreckt.

Dieses Rohr A (s. die in gröfserem Mafsstabe gezeichneten Figuren 4 und 5) enthält drei Abtheilungen, eine mittlere B zur Aufnahme der Lösung und zwei seitliche C und C¹, durch welche heifses Wasser hindurcheeleitet .JÖISL ^um den Inhalt der Abtheilung B vor Abkühlung zu bewahren.

Jedes der Spinnorgane, welche an sich schon durch Veröffentlichungen (z. B. Comptes rendus Nr. 108, Seite 961; Fischer's Jahrbuch der chemischen Technologie für 1889) bekannt geworden sind, besteht aus einer Röhre a, welche oben mit einem Capillarrohr b verbunden ist. und deren untere Oeffhung mit der Bohrung des in das Rohr α eingeschraubten Stutzens c communicirt. Die untere Mündung dieses Stutzens taucht in die Lösung ein. Jede Röhre α ist mit dem zugehörigen Stutzen c durch eine mit Gewinde versehene Muffe d verbunden und an dieser Stelle durch

(2. Auflage, ausgegeben am 30. April /

zwei aus Leder oder anderem [Material bestehende Scheiben gut abgedichtet, welche den am unteren Ende der Röhre α gebildeten Flantsch e zwischen sich einklemmen.

Der Ausflufs der Flüssigkeit wird mittelst der Spitze f an der mit Gewinde versehenen Stange h geregelt, welche man in die am unteren Theil des Rohres A angebrachte Stopfbüchse j mehr oder weniger tief einschraubt, je nachdem man den Querschnitt der Eintrittsöffnung des Stutzens c verkleinern oder vergröfsern will.

Das obere Ende jeder der Spinnröhren α ist' von einer Hülse k umgeben, welche von einer Platte / getragen wird, welche sich längs der Maschine erstreckt und am Gestell derselben angebracht ist. Durch diese Hülse k wird dem oberen Ende der Spinnröhre kaltes Wasser zugeführt, welches von dem Leitungsrohr D kommt, mit welchem jede Hülse k durch ein mit Hahn E versehenes Rohr in Verbindung steht. Die Hähne E dienen zum Regeln des Ausflusses des kalten Wassers, in welch letzterem der Faden bei seinem Austritt aus den Röhren α b gebadet wird. Das überschüssige Wasser wird durch die Rinne F¹ abgeleitet, welche sich über die ganze Länge der Maschine erstreckt und an dem einen Rande der in der Querrichtung geneigten Platte / gebildet ist.

Wenn die Maschine nicht arbeiten soll, so schliefst man die Röhren A und D, welche die Flüssigkeit und das Wasser zuführen, und bedeckt die Mündung der Spinnröhren mit einem Tropfen Mineralöl, um die Lösung oder das Wasser vor der Berührung mit der Luft zu schützen.

Will man die Maschine in Gang setzen, so stellt man den Druck in den Röhren A und D wieder her. Die austretende Collodiumlösung erstarrt dann bei ihrem Durchgang durch das Wasser und bildet sogleich einen Faden, welcher sich, von dem überfliefsenden Wasser mitgenommen, rund an die Hülse k legt, von wo er mittelst einer besonderen Zange aufgenommen wird.

Jede dieser Zangen (Fig. 2, 5 und 6) besteht aus zwei Blattfedern m, welche passend gekrümmt sind, um die entsprechende Hülse k umfassen zu können. An ihren freien Enden sind diese Federn dergestalt schräg abgebogen (s. Fig. 6), dafs die Enden, wenn die Zange gegen die Hülse k bewegt wird, auf der letzteren hingleiten und dadurch das Oeffnen der Zange bewirken.

Sämmtliche Zangen m sind an einem Balken η angebracht (s. Fig. 6), welcher an jedem seiner beiden Enden mit einem Winkelhebel 0 (Fig. 2) fest verbunden ist. Die beiden Winkelhebel 0 sind mit den beiden gekrümmten Armen pp¹, Fig. 2, gelenkig vereinigt, von denen der eine ρ eine schwingende Bewegung empfängt, an welcher der andere durch Vermittelung des Winkelhebels ο theilnimmt.

Jeder der Arme ρ wird in folgender Weise bewegt:

Aufserhalb des Gehäuses F, in welches die ganze Maschine eingeschlossen ist, trägt die Welle W des Armes ρ eine Kurbel q, Fig. 1, welche von dem Lenker r Bewegung empfängt. Der letztere wird seinerseits durch das Zahnrad r¹ bewegt, welches durch den Trieb s in Umdrehung versetzt wird, welcher auf die Welle der Antriebsriemscheibe t aufgekeilt ist. Die Welle der Triebe s und diejenige der Räder r^l erstrecken sich über die ganze Maschine.

Unter dem Einflufs dieser schwingenden Bewegung der Arme ρ und p¹ nehmen die beiden die Zangen m tragenden Winkelhebel 0, Fig. 2, bald, die in ausgezogenen Linien angegebene Lage und bald die punktirt angedeutete Stellung 0, Fig. 2 oben, ein.

Beim Beginn der Arbeit kleben die gebildeten Fäden, nachdem sie über die Ränder der Hülsen k getreten sind, an den Zangen fest und werden von denselben beim Emporgehen mitgenommen. Die Fäden werden hierbei zunächst zwischen waagerechte Führungsstangen u, Fig. 3, und darauf in andere gegabelte Führungen, welche die Fäden gruppenweise vereinigen, gelegt, um schliefslich auf die Spulen. R aufgewickelt zu werden. Die gruppenweise vereinigten Fäden haften von selbst zusammen und bilden eine mehrfadige Rohseide.

Sobald das Spinnen begonnen hat, ist zwischen der Mündung der Spinnröhre und der Spule ein fortlaufender Faden vorhanden; der aus der Spinnröhre austretende Stoff wird dann ununterbrochen ausgezogen und auf die zugehörige Spule aufgewickelt.

Wenn ein Faden reifst, so wird das neue Ende desselben wieder von der Zange erfafst, wie weiter oben erläutert wurde. Am oberen Ende ihres Weges kommen die Zangen mit einer rotirenden Bürste if, Fig. 2 und 3, in Berührung und werden von derselben gereinigt.

Diese Bürste wird von einer Welle gebildet, in welche schmale Blätter hochkantig eingesetzt sind, so zwar, dafs sie in Gestalt einer Schraubenlinie um die Welle herumlaufen (Fig. 3). Diese Blätter kratzen von den Zangen den an ihnen haften gebliebenen Stoff ab.

Die Zangen sind abwechselnd lang und kurz (Fig. 6), damit sie nicht alle zugleich auf die Hülsen k einwirken. Dies hat den Zweck, die Erschütterung, welche im Augenblicke des Oeffhens der Zangen eintritt, zu vermeiden oder wenigstens abzuschwächen. Aufserdem wird dadurch, dafs die Zangen wechselweise

zugehörigen Scheibe Q. in Berührung ist und infolge dessen die Spindel sowie die Gruppe von Spulen, welche auf die im Querschnitt viereckig gestaltete Spindel aufgesteckt sind, in Umdrehung versetzt.

Die Wangen P sind sä'mmtlich mit einander durch Stangen V vereinigt, welche gestatten, die ganze Spulvorrichtung zu drehen, um die vollen Spulen abnehmen und durch leere ersetzen zu können.

Um zu vermeiden, dafs die beiden Spulenreihen gleichzeitig in Umdrehung versetzt werden, giebt man dem Auge w der Wangen P etwas Spiel.

Auf diese Weise werden dann die Rollen U der jeweilig oberen Spulen durch. das Gewicht der Vorrichtung gegen die Scheiben Q. angedrückt erhalten, während die Rollen der jeweilig unteren Spulen ebenfalls durch das Gewicht der Vorrichtung von den Scheiben Q abgezogen sind, so dafs die unteren Spulen ' nicht mitgedreht werden.

Damit das Abnehmen der vollen Spulen und das Ersetzen derselben durch leere erleichtert wird, ist in dem Gehäuse F eine Reihe von kleinen Schiebethüren X, Fig. 2, angebracht, welche gestatten, die Hand in die Maschine f einzuführen.

\ Um die Lage der Spulvorrichtung während des Aufspulens zu sichern, ist im Gehäuse F an jedem Ende der Spulvorrichtung eine Gabel a, Fig. 2, vorgesehen, welche das Ende derjenigen Verbindungsstange Fumfafst, welche sich jeweilig unten befindet. Diese Gabeln gestatten die seitliche Bewegung der Spulenträger, verhindern aber, dafs letztere im Sinne der Drehbewegung der Welle O mitgenommen werden. Die Gabeln α sind auf Stangen b^l montirt, welche man von aufsen mittelst der Knöpfe c¹ heben oder senken kann. Ferner läfst sich die Stellung jeder Gabel durch eine Schraube d¹, welche den Stiel e¹ der Gabel a an b¹ festklemmt, dergestalt regeln, dafs die oberen Spulen die für das Aufwickeln der Seidenfäden geeignetste Lage einnehmen.

Das Gehäuse des Apparates ist vorn und hinten mit Glasscheiben versehen und hat oben einen aufklappbaren Deckel L.

Das Wasser, welches die oberen Enden der Spinnröhren umspült, nimmt Alkohol und Aether auf. Um diese Stoffe nicht verloren gehen zu lassen, werden sie aus diesem Wasser wieder so viel als möglich abgeschieden und es wird dann das Wasser beständig durch eine Pumpe wieder gehoben und immer wieder von neuem verwendet.

An derjenigen Seite, wo sich die mit der Ueberwachung der Maschine beauftragte Arbeiterin aufhält, sind in dem Gehäuse der Maschine zwei Reihen von Schiebethüren MiV, Fig. 2, angebracht, um die Mundstücke der Spinnröhren und die waagerechten Führungsstangen u reinigen zu können. Die letzteren sind übrigens einfach in die Scheidewand ^ eingesetzt und können leicht ■ ausgewechselt werden, indem man sie von aufsen herauszieht.

Es ist oben erwähnt, dafs die Fäden während des Trocknens eine gewisse Adhäsion erlangen; dies gestattet, sie wie gewöhnliche Rohseide abzuspulen und zu mouliniren. Wenn die Adhäsion nicht genügend grofs ist, so kann man in das Wasser, welches die Spinnröhren umspült, irgend ein Bindemittel einfuhren....

^'■"MarPkönnte auf diese Weise auch Stoffe in die Fäden einführen, welche dieselben weniger leicht verbrennlich machen; indessen reicht dieses Verfahren nicht aus, um die zu grofse Brennbarkeit des neuen Spinnstoffes zu verringern.

Nachdem die künstliche Seide moulinirt und in Strähnen gebracht ist, nimmt man die Denitirung vor, wie dies in dem dem Erfinder schon früher ertheilten Patente Nr. 46125 erläutert ist.

Die Wiedergewinnung des Auflösungsmittels mit Hülfe von Natrium- oder Kaliumcarbonat und Schwefelsäure gestattet, die oben beschriebene Maschine zu vereinfachen. Bei einer guten Ventilation, vermöge welcher die ganze mit Dämpfen geschwängerte Luft in die Condensatoren gesaugt wird, kann man das Gehäuse der Maschinen ohne Gefahr häufig und weit öffnen und sogar vor einer gänzlich offenen Maschine arbeiten.

Die Maschine kann dann wie folgt abgeändert werden (s. Fig. 7 und 8).

Fig. 7 zeigt einen Querschnitt durch die Maschine und Fig. 8 eine Vorderansicht derselben.

Die Spinnröhren erstrecken sich von dem Stoffzuführungsrohr A frei nach oben und tragen nur die Hülsen, durch welche dem Mundstück der Spinnröhren Wasser zugeführt wird. Die Fäden werden, nachdem sie den von den festen waagerechten Führungen u gebildeten. Kamm passirt haben, mit der Hand über Führungen a^l und auf die Spulen R gelegt. Diese Spulen, welche die Form der gewöhnlichen Moulinirspulen haben, sind auf Spindeln gesteckt, welche ebenfalls den Spindeln der Seidenmühle gleichen, in waagerechter Richtung umlaufen und senkrecht zur Umfassungsmauer des Fabrikgebäudes angeordnet sind. Die Spindeln empfangen ihre Bewegung von Riemscheiben, welche auf den Spindeln festsitzen bezw. ein Stück mit denselben bilden und in einem kleinen gufseisernen Lagerbock, welcher für sich an der Mauer befestigt ist, durch einen Reibungsriemen (wie bei den gewöhnlichen Seidenmühlen) in Umdrehung versetzt werden.

geöffnet werden, die zum Oeffnen derselben nöthige Kraft verringert.

Ein Strom von auf ungefähr 50⁰ erhitzter Luft tritt unten in das Gehäuse F ein (Fig. 2) und verläfst dasselbe oben mit Aether- und Alkoholdämpfen geschwängert.

Um die Dämpfe des Lösungsmittels wiederzugewinnen, ist es vortheilhaft, die aus der Maschine heraustretende heifse Luft langsam durch drei mittelst eines Wasserstromes abgekühlte Condensationsgefäfse hindurchgehen zu lassen.

Das erste Gefäfs f^l enthält Wasser, welches im Ueberschufs mit Kaliumcarbonat gesättigt ist. Das von der heifsen Luft mitgeführte Wasser condensirt sich und löst das überschüssige Carbonat auf. Der Alkohol und der Aether condensiren sich ebenfalls (zum Theil), aber da sie in der Kaliumcarbonat-Lösung unlöslich sind, so bilden sie auf der Oberfläche derselben eine abgesonderte Schicht, welche man durch einen Hahn g¹ nach Mafsgabe des Ansammeins der Producte ablassen kann; ein anderer, tiefer angebrachter Hahn h¹ dient zum Ablassen des condensirten Wassers und zum Aufrechterhalten bezw. Regeln der Höhe des Spiegels der Carbonatlösung. Das aufgelöste Carbonat kann durch Verdampfung wiedergewonnen und unbegrenzt lange benutzt werden. Fast der gesammte Alkohol und ein Theil des Aethers bleiben auf diese Art in dem ersten Gefäfs zurück. Durch eine blofse Digestion mit trockenem Kaliumcarbonat, welcher nach Bedarf eine Destillation folgen kann, wird der Alkohol und der Aether in gebrauchsfähigen Zustand zurückgeführt und dann von neuem verwendet. Ein beträchtlicher Theil des Aethers wird von dem Luftstrom mit fortgerissen.

Das zweite und dritte Condensationsgefäfs, von denen nur eins Jc¹ dargestellt ist, sind bis zur erforderlichen Höhe mit concentrirter Schwefelsäure gefüllt, welche den Aether und den Rest des Alkohols zurückhält. Sobald die •Schwefelsäure des zweiten Condensationsgefäfses das Vierfache ihres Volumens an Aether aufgesaugt hat, zieht man sie ab und verdünnt sie mit Wasser, wodurch ungefähr ³/₄ des condensirten Aethers abgeschieden werden; das letzte Viertel wird durch Destillation gewonnen. Dieser Aether ist nach einer Digestion mit trockenem Kaliumcarbonat und erforderlichenfalls einer Destillation wieder von neuem verwendbar.

Die auf diese Art getrocknete Luft wird durch einen Ventilator oder ein Gebläse wieder, wie oben angegeben, durch die Spinnmaschinen getrieben.

Es empfiehlt sich, drei mit Schwefelsäure

. gefüllte Gefäfse vorzusehen und von diesen immer zwei in Betrieb zu stellen. Wenn die Schwefelsäure des ersten Gefäfses gesättigt ist, so schickt man die Luft, welche aus dem die Carbonatlösung enthaltenden Gefäfs austritt, in den zweiten und den dritten mit Schwefelsäure gefüllten Condensator, während der erste Condensator entleert und von neuem gefüllt wird. Man stellt auf diese Weise einen beständigen Wechsel zwischen den drei mit Schwefelsäure gefüllten Condensatoren her.

Damit die auf einander folgenden Windungen des Fadens auf den Spulen sich nicht decken, sondern sich kreuzen, erhalten die

in waagerechter Richtung.

Diese Bewegung wird durch eine Curvenscheibe k, Fig. r und 3, hervorgerufen, welche von einer Trommel gebildet ist, deren Umfang eine wellenförmig gekrümmte, vorspringende Leiste ν darbietet. Diese Leiste schiebt während der Drehbewegung der Trommel eine Rolle x, welche auf der Welle O der Spulen befestigt ist, abwechselnd nach rechts und nach ' links, und zwar während diese Welle O mittelst der Schnurscheibe y, welche mit einer passenden Transmission in Verbindung steht, in Umdrehung versetzt wird. Die Führungsrolle χ ist von zwei kugelig abgedrehten Stahlscheiben gebildet, welche man nach Mafsgabe der Abnutzung der schraubenförmig . gewundenen Leiste ν einander nähern kann. Die Leiste ist dergestalt abgefräst, dafs sie in allen Lagen den Zwischenraum zwischen den beiden Calotten ausfüllt.

Man könnte die Fäden auf Haspel aufwickeln, aber dies würde den Nachtheil haben, dafs man die die Haspel tragende Welle abnehmen müfste, um die Strähne von den Haspeln abnehmen zu können. Die Strähne müfsten dann noch besonders aufgespult werden, wie dies bei der Zubereitung gewöhnlicher Seide geschieht. , ■

Die Eigenschaften der künstlichen Seide gestatten indessen, dieselben direct auf Spulen aufzuwickeln.

Diese Spulen sind auf besonderen Wangen montirt und werden auf diesen durch Federn festgehalten.

Die Welle O, Fig. 2 und 3, welche eine beständige Drehbewegung und gleichzeitig eine geradlinig hin- und hergehende Bewegung in der Richtung ihrer Achse ausführt, trägt eine Reihe von L-förmigen Wangen P, die in der Mitte mit einem Auge versehen und mit diesem auf die Welle O lose aufgeschoben sind, sowie ferner neben jeder Wange P eine feste Scheibe Q, Fig. 3. Die Spulen R sind auf Spindeln 5 aufgesteckt, welche auf den W^Tangen P durch die Blattfeder T festgehalten werden. Jede dieser den Spulen als Drehachse dienenden Spindeln S trägt eine kleine Reibungsrolle Z7, welche mit .dem Umfang der

Claims (4)

1. Diese Riemscheiben und ihre Spulen drehen sich alle in demselben Sinne, und das Anliegen des Riemens gegen die Scheiben wird durch kleine Leitrollen b¹, Fig. 8, gesichert, welche den Riemscheiben b gleichen, jedoch keine Spindeln tragen. Die Führungen a¹ sind aus starkem gedrehten Kupferdräht angefertigt und alle an einem Querbalken c befestigt, welcher in waagerechter Richtung senkrecht zur Mauer hin- und herbewegt wird. Diese hin- und hergehende Bewegung wird erzeugt entweder mittelst der Curvenscheibe, welche weiter oben bei der grofsen geschlossenen Maschine beschrieben wurde, oder durch eine andere der zahlreichen bekannten mechanischen Vorrichtungen.

   Die von den Condensatoren kommende trockene, wiedererhitzte Luft tritt oben in die Maschine ein und wird nach unten abgesaugt, wobei sie die schweren Alkohol- und Aetherdämpfe mit sich fortreifst.

   Die Vorderseite der- Maschine kann nach Belieben mittelst Glaswände oder Fenster d¹ geschlossen werden, welche sich in genutheten Leisten e¹ verschieben lassen.

   . Von drei Spulen sind immer zwei im Betriebe. Sobald eine Spule voll ist, legt die Arbeiterin das Fadenbündel auf die sich drehende leere Spule und ersetzt die volle Spule durch eine leere, welche dann später an die Reihe kommt. Die Spulen werden, wie bei der gewöhnlichen Seidenmühle, lediglich durch Reibung auf ihren Spindeln festgehalten.

   Patent-Ansρrüche:

   An einer Maschine zur Herstellung künstlicher Seide:

   i. Die Anordnung der bekannten Spinnorgane für das Spinnen der unter Druck stehenden Collodiumlösung auf einem gemeinsamen Rohr B (Fig. 5), welches von zwei zur Circulation von heifsem Wasser dienenden Kanälen C C¹ umgeben ist, und die Regelung des unteren Querschnittes jedes Spinnorganes durch eine konische Stange f, welche man mehr oder weniger tief einführt, während das obere Ende jedes Spinnorganes ein Capillarrohr b bildet und von einem Rohr k umgeben ist, durch welches kaltes "Wasser geleitet wird, welches über die Spitze des Spinnorganes hinwegfliefst, dergestalt, dafs der. von der unter Druck stehenden Collodiumlösung gebildete Faden in das kalte Wasser tritt und darin nach Mafsgabe seines Vorschreitens erstarrjL____
2. 2. TJeber jedem Spinnorgan die Anordnung

   einer Zange, zusammengesetzt aus zwei gekrümmten Blattfedern m, welche das Umhüllungsrohr k mit leichter Reibung umfassen, wobei alle diese Zangen eine aufünd abgehende schwingende Bewegung von den Spinnorganen bis über die Spulen oder Haspel und umgekehrt haben, dergestalt, dafs die eben entstandenen Fäden, welche über den Rand der Röhren k gelangen, sowie die Fäden, welche zerreifsen, an den Zangen festkleben und von. diesen auf die genannten Spulen gebracht werden, wohingegen die Zangen leer auf- und abgehen, so lange der Stoff beim Spinnen nicht zerreifst.
3. 3. Die rotirende Bürste H (Fig. 2), auf welcher die Zangen am oberen Ende ihres Hubes gereinigt werden.
4. 4. Die Anordnung von Wangen P lose auf der Achse O, welche Wangen die Spindeln 5 der Spulen R tragen, wobei diese Spindeln S kleine Rollen U haben, welche mit dem Umfang der auf die rotirende Achse O aufgekeilten Scheiben Q. in Berührung sind, so dafs die Spulen sich alle zugleich drehen und die Warigen-alle zusammen bewegt werden können, um die vollen Spulen durch leere ersetzen zu können.

   Hierzu 3 Blatt Zeichnungen.