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Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Kautschukfäden Die Erfindung
betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von Kautschukfäden durch
Ausströmenlassen einer wäßrigen Kautschukdispersion aus Düsen, anschließendes Koagulieren
und z. B. Trocknen und Vulkanisieren der Fäden.
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Bei derartigen bekannten Verfahren hat es sich herausgestellt, daß
zum Erzielen der besten Ergebnisse verschiedene Umstände und Verhältnisse berücksichtigt
werden müssen, und der Zweck der Erfindung ist, unter Beherrschung dieser Umstände
und Verhältnisse Kautschukfäden von ausgezeichneter Festigkeit, vorzüglichen Trageigenschaften,
gleichmäßiger Stärke und Qualität zu erzeugen. Die Erfindung bezweckt ferner, die
Kautschukfäden durch verschiedene Arbeitsvorgänge zu erzeugen, die im ganzen selbsttätig
erfolgen, um die Möglichkeiten menschlicher Ungenauigkeit und Fehler auszuschalten
oder zu vermindern.
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Gemäß der Erfindung wird bei einer solchen Herstellungsweise von Kautschukfäden
ein konstanter Ausströmungsdruck aus den Düsen dadurch aufrechterhalten, daß die
hydrostatische Druckhöhe der aus einem Behälter fließenden Kautschukdispersion auf
dem Wege zu den Düsen selbsttätig geregelt wird. Dies wird beispielsweise dadurch
erreicht, daß nach Zerlegen des Stroms in mehrere Teilströme jeder Teilstrom über
eine eigene.. Siphonkammer und gegebenenfalls über eine Düsenspeisekammer zu einer
Mehrzahl von Düsen geführt wird.
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Gemäß der Erfindung kann die Druckhöhe für jeden Teilstrom zusammen
mit den anderen Teilströmen durch vereinte Regelung der Siphonkammern geregelt werden.
Die Fäden der' verschiedenen Teilströme werden zweckmäßig zum Trocknen und Vulkanisieren
in paralleler Anordnung auf einem Förderband zusammengebracht, in Fadenbündel übergeführt
und ringförmig aufgewickelt.
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Zum Erreichen eines gleichbleibenden Ausströmungsdruckes der wäßrigen
Dispersion ist erfindungsgemäß zwischen dem Vorratsbehälter und der Düsenspeisekammer
eine Siphonkammer vorgesehen, die ein Einlaßrohr, ein Auslaßrohr und eine Federaufhängung
aufweist. Diese Teile sind so angeordnet, daß die Flüssigkeitshöhe infolge der Längsbewegung
der Siphonkammer gegen die Federaufhängung einen konstanten Spiegel in Bezug auf
die Düsenspeisekammer behält.
Gemäß der Erfindung ist ferner eine
aus einem einstellbaren Kolben bestehende Regeleinrichtung vorgesehen, welche die
Gestalt und Stärke des Fadens einer jeden Düse unabhängig von der anderen Düse und
von der Siphonkammer, mit welcher die Düse verbunden ist, regelt.
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Eine elektrische Regeleinrichtung, wie z. B. ein Solenoidquetschventil,
verhindert zweckmäßig leim Füllen der beweglichen Siphonkammer, wenn sie ihre unterste
Bewegungsgrenze erreicht hat, ein Überlaufen. Eine elektrische Kontakteinrichtung
zeigt ferner die höchste und niedrigste Grenze der beweglichen Siphonkammer an.
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Zur Vorrichtung gemäß der Erfindung gehört ein Förderband, das durch
einen Trockenkanal geht und die über Leitrollen ankommenden Fäden sämtlicher Teilströme
zum Trocknen dem Gegenstrom von Heizgasen entgegenführt. Ferner ist eine Drehtrichtereinrichtung
vorgesehen, die -sämtliche Fäden zusammen in Strangform windet und auf einem Drehtisch
ringförmig ablegt. Hierbei wird die Drehgeschwindigkeit des Drehtrichters durch
die Geschwindigkeit des Drehtisches bestimmt.
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In den Zeichnungen ist beispielsweise der Erfindungsgegenstand dargestellt,
und zwar zeigen Fig. i eine teils schematische, teils perspektivische Ansicht einer
Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens gemäß der Erfindung, Fig. 2 eine Ansicht,
teilweise einen Schnitt eines aus einem einstellbaren Kolben bestehenden Reglers,
Fig.3 und 4 Schnittansichten der beiden Enden der Trockeneinrichtung, Fig. 5 in
Draufsicht die ringförmige Wicklung, in welcher die Fadensträhne abgelegt wird.
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In einem Behälter i ist eine Kautschukdispersion, beispielsweise natürliche
Kautschukmilch, untergebracht. Ein Ventil 4 ist geöffnet, ein Ventil 14 geschlossen
und ein Ventil i2 nach einer Väkuumquelle durch eine Rohrleitung ii geöffnet. Die
wäßrige Dispersion wird durch eine Siebvorrichtung 2 und eine Leitung 3 in einen
geschlossenen Behälter 5 gesaugt, bis dieser auf eine gewünschte Höhe gefüllt ist.
Zu dieser Zeit wird das Ventil 4 geschlossen und ein Rührer 6 in Gang gesetzt, um
die Dispersion gründlich durchzurühren und Luftblasen zum Aufsteigen an die Oberfläche
zu bringen, von der sie durch die Vakuumleitung i i abgesaugt werden. Diese Behandlung
wird vorzugsweise einen beträchtlichen Zeitraum, etwa eine Stunde, fortgesetzt.
Sollte das Ventil 4 versehentlich offen gelassen sein, nachdem der Behälter 5 gefüllt
ist, dann wird die Dispersion durch ein Rohr 8 in einen Auffangbehälter 8' gesaugt
und hebt einen Schwimmer 9, der mit einem gelenkig angebrachten Ventil io verbunden
ist. Dadurch wird das Vakuum abgeschlossen und der Verlust von Flüssigkeit verhindert.
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Beim Inbetriebsetzen der ganzen Vorrichtung wird das Vakuum durch
Drehen des Ventils i2 abgeschlossen, um den Behälter 5 mit der Außenluft durch ein
Rohr 13 zu verbinden. Nun wird das Ventil 14 geöffnet, und die Kautschukmilch fließt
dann durch eine Leitung 16, eine Siebvorrichtung 15 und dann durch ein Zweiwegsystem,
dessen Einheit jetzt beschrieben werden soll. Die Kautschukmilch fließt weiter durch
ein elastisches Einflußrohr, z. B. einen Gummischlauch 17, der sie durch ein Solenoidquetschventil
18 und dann durch eine zusätzliche Siebvorrichtung 24 in eine Siphonkammer
30 führt. Damit die Kautschukmilch durch das Rohr 32, das von der Siphonkammer
30 abgeht, hindurchgeht, wird ein schwaches Vakuum auf ein Rohr 35 einwirken gelassen,
das mit diesem durch einen Behälter 33 in Verbindung steht. Ein Hahn 34 wird geöffnet,
bis durch den Ersatz der Luft in dem Rohr 32 durch Flüssigkeit eine Siphonwirkung
erzeugt wird. Auf diese Weise kann die Kautschukmilch frei in ein mit seitlichen
Mündungen 39 versehenes Rohr 38, in Regler 40 und Düsen 43 fließen, die später beschrieben
werden sollen.
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Da die Siphonkammer 3o einen gleichmäßigen Querschnitt hat, verursacht
ein Kautschukmilchzulauf ein verhältnismäßiges Steigen des Flüssigkeitsspiegels;
gleichzeitig wird die Siphonkammer 40 schwerer, sie sinkt und dehnt zugleich eine
Feder 28, an welcher die Siphonkammer verstellbar an einem festen Arm 2G aufgehängt
ist. Andererseits verursacht ein Abfluß der Kautschukmilch ein Sinken des Flüssigkeitsspiegels
in der Kammer 30 und ein gleichzeitiges Heben der Siphonkammer infolge der
Entlastung, was wiederum zu einem Zusammenziehen der Feder 28 führt. Die Feder 28
kann so gewunden sein, daß über einen beträchtlichen Arbeitsbereich die Ausdehnung
oder Zusammenziehung bei Zu- oder- Abfluß von Kautschukmilch aus der Siphonkammer
30 genau dem Steigen oder Fallen des Flüssigkeitsspiegels in der Kammer entspricht.
Unter diesen Verhältnissen bleibt der Druck in dem mit seitlichen Mündungen 39 versehenen
Rohr 38 konstant ohne Rücksicht auf die Flüssigkeitsmenge in der Kammer 30.
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Um einen ununterbrochenen Strom von Kautschukmilch aus der Siphonkammer
30 dem Rohr 38 zuzuführen, ist eine Einrichtung vorgesehen, die Kautschukmilch unünterbrocken
der
Kammer 3o zuführt. Dieses wird durch das Ansprechen eines Quecksilberschalters 22
ausgeführt, der durch einen Hebelarm 23 geschwenkt wird, welcher seinerseits mit
der Aufhängung 29 für die Kammer 3o verbunden ist. Der Schalter 22 ist mit dem Solenoidquetschventil
18 elektrisch verbunden; und wie in der oberen Einheit der Fig. i dargestellt ist,
wird der elektrische Stromkreis durch den Quecksilberschalter dann geschlossen,
wenn die Siphonkammer in ihrer angehobenen Stellung ist. Ein Anker i9 wird durch
das Solenoid hochgezogen, und die Kautschukmilch fließt frei durch den Gummischlauch
17 und eine Siebvorrichtung 24 in die Kammer 30. Wenn diese sich allmählich
füllt, dehnt sich die Feder 28, der Hebel 23 wird dadurch niedergedrückt, und der
Schalter 22 wird in die Stellung 22' geschwenkt (s. untere Darstellung). Zu dieser
Zeit wird der Stromkreis unterbrochen, der Anker i9' fällt nach unten und quetscht
den Gummischlauch 17' gegen eine Kante i8', wodurch der Kautschukmilchzulauf abgesperrt
wird. Sobald die Kautschukmilch aus der Kammer 30' durch ein Rohr 32' fließt, zieht
sich eine Feder 28' zusammen, der Schalter 22' wird wieder geschwenkt, der elektrische
Stromkreis wieder geschlossen, und das Arbeitsspiel beginnt von neuem.
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Das Regeln des stetigen Zulaufs an Kautschukmilch erfolgt somit in
aufeinanderfolgenden Füllungen der Siphonkammer 3o, während die mit einer Feder
arbeitende Aus-Bleichvorrichtung eine konstante Druckhöhe der Flüssigkeit in bezug
auf das mit seitlichen Mündungen 39 versehene Rohr 38 durch das Rohr 32 aufrechterhält.
Die wäßrige Kautschukdispersion, die durch das Rohr 32 unter dem konstanten Druck
infolge einer konstanten Druckhöhe fließt, geht dann durch eine Düsenspeisekammer
37 in den Behälter 33. Die wäßrige Dispersion kann vorzugsweise gerade das obere
Ende der Düsenspeisekammer 37 bedecken. Diese Einstellung wird dadurch hergestellt,
daß Luft durch einen Hahn 34 und ein Rohr 35 eingelassen wird, bis die gewünschte
Flüssigkeitshöhe erreicht wird; zu dieser Zeit wird der Hahn geschlossen. Dieses
soll zu einer Zeit geschehen, wenn sämtliche Düsen 43, wie hernach beschrieben,
an dem mit seitlichen Mündungen versehenen Rohr entsprechend eingestellt sind und
ihre äußersten Enden durch (nicht dargestellte) Gummikappen verschlossen sind. 36
ist eine Luftkammer, die als Dämpfer von Stößen wirkt, die sonst durch die Kautschukmilch
aufgenommen werden und einen Einfluß auf die Stärke des in der Bildung begriffenen
Fadenmaterials ausüben könnten. Diese Luftkammer wirkt auch als Fangraum, in dem
etwaige durch das Speisungssystem zugeführte Luftblasen abgefangen werden können.
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Um den Kautschukmilchzulauf weiter zu regeln und Widerstandsunterschiede
beim Fließen durch die Düsen auszugleichen, sind Regler 40 vorgesehen (Fig. i und
2). Diese Regler bestehen vorteilhaft aus kleinen Glaskolben q. i, die sich durch
die lotrecht stehenden zylindrischen Teile der Regler -40 erstrecken. Die Kolben
sind so ausgebildet, daß sie eine verhältnismäßig lose Passung haben und dadurch-den
Flüssigkeitsdurchgang zwischen sich und den umgebenden zylindrischen Wänden gestatten.
Je weiter sich diese Kolben in die zylindrischen Hohlräume erstrekken, um so größer
ist der Fließwiderstand und um so weniger Flüssigkeit fließt in die waagerechten
Auslaßteile 2o2. Kleine Gummischlauchabschnitte Zoo werden über das obere Ende der
zylindrischen Oberteile der- Regler 40 und rund uni die Kolben 41 gezogen, um eine
einfache und wirksame Stopfbüchsenpackung zu bilden. Die Regler sind ferner mit
denn Rohr 38 und den Düsen 43 durch kurze Gummischlauchabschnitte 203, 2o4
verbunden.
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An einer Stange 44 angebrachte Halter 42 tragen verstellbar die Düsen
43. Durch Drehen der Stange 44 können sämtliche Düsen in ihrer Einstellung an der
Stange so geschwenkt werden, daß die äußersten Enden der ganzen Düsengruppe gleichzeitig
in die "Stellung gemäß der gestrichelten Linien in Fig. i gehoben werden. Durch
eine Flügelschraube o. dgl. 25o kann jede Düse einzeln angehoben werden, wie aus
Fig. 2 zu ersehen ist.
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Aus den Düsen 43 fließt die Kautschukmilch in einen Behälter 45 mit
Säurefüllung. Die gestrichelte Linie 46 (Fig. i) zeigt den Lauf eines Fadens durch
das Säurebad an. Die einzelnen Fäden werden durch Trennstege 47 (Fig. i), vorzugsweise
aus Glas, austinandergehalten. Diese Stege 47 werden durch Abstandskalter 48 voneinander
getrennt, die auf einem blinden Boden aufliegen, der sich in einem Abstand von etwa
25 mm zu jedem Ende des Säuretroges erstreckt. Hierdurch wird eine rücklaufende
Strömung der Säure geschaffen, die durch die Fäden in Bewegung gesetzt wird, wenn
sie durch das Bad sich bewegen; und ferner werden sie von einem großen Teil des
Reibungszuges befreit, dem sie sonst ausgesetzt wären. Die Fäden werden durch das
Koagulierbad über den Glasabstandshalter 49 von einer angetriebenen Walze 5o gezogen.
Ein Gummiwischer kann vorgesehen sein, um ununterbrochen etwaige Säure aufzuwischen,
die sich auf der Walze 5o durch Berühren mit den säurebehandelten Fäden sammeln-
kann, und ein Trog kann
darunterstehen, um die Säure wieder zu sammeln.
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Nach dem Passieren der Walze 5o gehen die koagulierten Fäden unter
einen Glashaken 53 und werden durch Strahlwascher 54 gewaschen. Wasser wird durch
ein Ventil 57 und ein Rohr 56 einem mit seitlichen Mündungen versehenen Rohr 55
zugeführt, auf dem eine Mehrzahl dieser Strahlwascher angebracht ist. Bei Ausführung
des Waschens einer Mehrheit von Fäden, die durch das Koagulierbad gegangen sind,
kommt Wasser aus dem Wascher mit diesem in Berührung und fließt infolge der Schwere
entgegengesetzt zu der Richtung, in der sich die Fäden bewegen und tropft an den
Glashaken 53 ab. Dieses bildet ein wirksames Gegenstromsystem, um die Fäden von
der Säure freizuwaschen. Eine angetriebene Walze 58 mit größerer Umfangsgeschwindigkeit
als Walze 5o fördert die koagulierten Fäden weiter durch die Vorrichtung. Von der
Walze 58 gelangen die Fäden zum Neutralisierbad 6o, 6o`, das z. B. mit Ammoniumhydroxyrl
beschickt ist. Eine Rolle oder ein Haken 62 hält die Fäden unter der Oberfläche
des Bades. Nach dem Verlassen des Bades werden die Fäden von einem angetriebenen
Band 84 (untere Darstellung der Fig. i) aufgenommen, das genügend breit ist, um
annähernd das Doppelte der vollen Fadenausbeute aufzunehmen, die aus dem unteren
Koaguliertrog zugeführt wird. Bei dem oberen System können die Fäden nach dem Verlassen
des Bades von einem Hilfslaufband 66 aufgenommen werden, das sie auf das Häuptförderband
bringt und jeden Faden abwechselnd zwischen die bereits von dem unteren System auf
das Laufband geführten 'Fäden legt.
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Um ein Ankleben der Gummifäden zu verhüten, wenn sie auf dem Laufband
in die Trockenvorrichtung 87, die später beschrieben wird, gefördert weden, wird
ein übliches Pudermittel, wie z. B.' Talkum 92, auf die Fäden aufgebracht, wenn
sie in den Trockner eintreten. Der Talkumstäuber besteht, wie üblich, aus einem
Trog 9i, der mit einem waagerechten Schlitz an seinem Boden versehen ist. Unter
diesem Schlitz ist eine angetriebene Filzwalze 89 vorgesehen, die das durch den
Schlitz fallende Talkum aufnimmt. Eine Bürste 9o ist vorgesehen, um das Talkum von
der Walze abzubürsten. Ein Rohr 93 bildet eine Saugleitung, die verhindert, daß
der überschüssige Staub durch Heißluftströme aus dem Trockner in den Raum und in
andere Teile der Vorrichtung getragen wird.
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Luft wird durch einen Ventilator 98 in der in Fig. i gezeigten Pfeilrichtung
durch einen Erhitzer 99 gesaugt. Die heiße Luft bläst durch ein Rohr zog in der
Pfeilrichtung in den oberen Trockengang 95. Gegen das andere Ende des Trockenganges
ist der Talkumstäuber durch Bleche 251 abgesperrt, mit Ausnahme eines kleinen Durchgangs
252, durch den die Fäden gehen können.
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An dem anderen Ende des Trockenganges, wie Fig. 3 im einzelnen zeigt,
blasen die Trocknungsgase durch das Rohr 94 in den unteren Durchgang. Sämtliche
Trocknungsgase ziehen dann in der angegebenen Pfeilrichtung durch eine Kanalbahn
96 zurück durch eine Leitung 103 zu dem Ventilator 98. Regulierbare Klappen io5
und roh sind angeordnet, um gesättigte Gase freizugeben und Frischluft an Stelle
der abgesaugten Gase treten zu lassen. Eine Leitung Zoo (Fig. Z und 4) ist mit dem
Einlaßende des Gebläses von dem Oberteil des Trockners verbunden, um etwaige Gase,
die von der hohen Temperaturseite des Trockenganges zu entweichen suchen, in das
System zurückzuführen. Das Laufband 84 trägt die Fäden durch das Trokkensystem und
bringt sie in innige Berührung mit den heißen Trockengasen, die entgegengesetzt
der Laufrichtung der Fäden strömen. Eine angetriebene Walze iog dient als Endstütze
und Antrieb für das Laufband. Eine Walze 107 dient als ein Abnehmer von dem Laufband.
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Eine Ablegevorrichtung ist schließlich vorgesehen, die aus einem umlaufenden
Rohr 116 besteht, das beispielsweise durch einen Wechselantrieb 126 über ein Geschwindigkeitsverminderungsgetriebe
121 und einen Kettentrieb angetrieben wird. Der Antrieb 126 kann auch durch Kegelräder
i2o und ein die Geschwindigkeit verminderndes Getriebe 1i9 mit einer Welle und Getriebe
verbunden sein, um einen Drehtisch 118 in Umlauf zu versetzen. Das Rohr 116 wird
vorzugsweise mit einer Umfangsgeschwindigkeit getrieben, die der Lineargeschwindigkeit
der durch eine Führungseinrichtung 113 zugeführten Fäden entspricht. Der Umlauf
des Korbes 117 auf dem Drehtisch 118 wird vorzugsweise so geregelt, daß dieser langsamer
umläuft, so daß das Geschwindigkeitsverhältnis der beiden Bewegungen etwa 5o Umdrehungen
per Minute für das Rohr 116 zu etwa einer Umdrehung per Minute für den Korb 117
ist. Die Tragspindel für den Drehtisch 118 ist vorzugsweise so angeordnet, daß sie
etwas von der Drehmitte des Rohres 116 abliegt. Das umlaufende Rohr 116 nimmt Strähnen
von Kautschukfäden 46 auf und legt sie in dem ringförmigen Raum des Korbes 117 in
Bahnen 128 ab, wie Fig. 5 zeigt. Durch diese Drehtrichtereinrichtung werden Längen
von hergestellten Fäden in dem Behälter 117 in solcher Weise abgelegt, daß ein Verwirren
und
ein Verdrehen vermieden und fast die ganze Oberfläche der Fäden der Luft oder einem
Vulkanisiermittel ausgesetzt wird, dem das Material später unterworfen wird. Die
Körbe mit den Fäden werden abgenommen und in Vulkanisierapparate gestellt, beispielsweise
in einen Apparat, der ein Vulkanisieren unter Wasser ausführt. Hierauf werden die
Fäden getrocknet, eingestäubt, getrennt, in Strähnenforrn gebracht, auf Länge geschnitten
oder nach Bedarf auf Spulen gewunden.
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Mit Rücksicht auf Verschiedenheiten in der Strömung, die sämtliche
Düsen gleichzeitig beeinflussen würden, ist noch ein Hauptregler vorgesehen, indem
die ganze Druckregelvorrichtung auf einem senkrecht gleitenden Rahmen 27 angebracht
wird, der bei 131 durch einen Kettenblock 130 getragen wird. Eine Führungseinrichtung
127 ist für diese senkrechte Gleiteinstellung vorgesehen. Mit dieser Einrichtung
kann der Druck gleichzeitig in den beiden Systemen eingestellt werden; ein Heben
des Rahmens hat ein Steigen des Druckes zur Folge und umgekehrt.
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Um eine genaue Regelung der Stärke und Gleichmäßigkeit des Fadens
zu unterstützen, kann eine elektrische Kontakteinrichtung 132
bis
137 vorgesehen sein. Diese besteht aus einem an der Siphonkammer 3o angebrachten
Quecksilberbehälter 137, 137' und zwei über der Kammer 3o befestigten Kontakten
135, 135' und 136, t36; von denen der eine über und getrennt von dem anderen
angebracht ist. Der Quecksilberbehälter 137 selbst kann den dritten Kontakt
bilden. Bei dem unteren System ist die Kammer 30', wie dargestellt, beinahe gefüllt,
und wenn sie voll ist, berührt ein Kontakt 136' die Oberfläche des Quecksilbers
und schließt den Stromkreis über eine Lampe 132, i32', die beispielsweise
grün gefärbt ist. Wenn die Kammer durch Entleeren ihres Inhalts sich zu heben beginnt,
schließt ein Kontakt 135' über den Behälter und bringt eine andere Lampe 133,
133' zuxn Aufleuchten, die rot gefärbt ist. Der Zeitunterschied zwischen
dem Aufleuchten der grünen Lampe und der roten Lampe bedeutet das bestimmte Gewicht
des abgezogenen Materials. Die Menge von Kautschukdispersion, die zwischen den aufeinanderfolgenden
Aufleuchtungen geliefert wird, ist konstant und kann genau gemessen und mit der
verlangten berechneten Zeit für Abgabe dieser Materialmenge, die einen Faden von
verlangter Stärke liefern soll, verglichen werden. An Hand einer Tabelle, die diese
Anweisung gibt, stellt der Bedienungsmann den Hauptregler ein, bis die wirkliche
Zwischenzeit zwischen dem aufeinanderfolgenden Aufleuchten der farbigen Lampen der
berechneten erforderlichen Zeit entspricht. Durch eine Schraubeneinstellung, welche
die Arme 26 und 26' hebt oder senkt, kann eine kleine Verstellung geschaffen werden,
die Unterschiede zwischen den Gewichten der Tröge oder andere kleine Verschiedenheiten
ausgleicht.
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In der Praxis müssen Fäden aus den Düsen mit einer größeren Geschwindigkeit
fortgezogen werden, als die lineare Geschwindigkeit der wäßrigen Dispersion durch
die Düsenenden beträgt. Fäden von verschiedenem Querschnitt und verschiedener Form,
wie z. B. dreieckige, fünfeckige usw. Fäden, können hergestellt werden, und andere
Abweichungen in der Form können vorgesehen werden dadurch, daß die Bedingungen des
Strömvorganges geändert werden,