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Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Kautschukfäden Die Erfindung
bezweckt, das Herstellen von Fäden oder Streifen aus Kautschuk oderkautschukähnlichem
Stoff in einfacher Weise nach Stärke, Form, Güte usw. vielgestaltiger zu machen.
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Gemäß der Erfindung wird dazu als Grundausführung das an sich bereits
bekannte Bilden von Kautschukfäden durch Ausfließenlassen einer wässerigen Kautschukdispersion
auf eine ununterbrochen sich fortbewegende Trockenfläche benutzt. Es werden aber
mehrere der so gebildeten Streifen oder feinen Fäden zusammengeführt und durch Aufeinanderlegen
und festes Zusammenfügen zu einem einzigen Faden vereinigt, der dann noch erforderlichenfalls
vor dem Aufwickeln, Umspinnen oder sonstigen Bearbeiten durch Zusammenrollen oder
Falten gerundet werden kann.
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Dadurch lassen sich die verschiedensten Arten von Fäden oder Streifen
aus Kautschuk in einer Art und Weise herstellen, die einfach und wirtschaftlich
durchführbar und den jetzigen Arbeitsweisen für derartige Fadenqualitäten darin
überlegen ist, daß sie die beim Trocknen und Vulkanisieren der Kautschukmasse gewöhnlich
erforderlicheVerzögerung beseitigt und eine Fadenherstellung auf einer fortlaufenden
Grundlage erleichtert.
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Es ist erwünscht, daß die einzelnen Kautschukstreifen oder dünnen
Fäden, die zu einem Faden aufeinandergelegt und fest zusammengefügt werden sollen,
einen Teil einer vollständigen, vorzugsweise bei niedriger Temperatur vulkanisierenden
Verbindung enthalten. Aus den Streifen oder Fäden, die zuerst fortlaufend z.B. aus
Kautschukmilch gebildet werden, wird der Feuchtigkeitsgehalt entfernt, bevor die
Streifen zwecks Bildung eines mehrlagigen Streifens oder Fadens vereinigt werden.
Es wird dabei vorteilhaft so viel Feuchtigkeit entfernt, daß die Fäden oder Streifen
im wesentlichen trocken, aber noch klebrig sind. Der Feuchtigkeitsgehalt kann beispielsweise
dadurch entfernt werden, daß die Mehrheit der einzelnen Streifen oder Fäden auf
ununterbrochen fortlaufenden Trockenflächen gebildet wird.
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Gewünschtenfalls kann imRahmen des Verfahrens gemäß der Erfindung
eine Mehrheit von Streifen oder Fäden aus wässerigen Kautschukdispersionen, wie
z. B. aus Kautschukmilch, in an sich bekannter Weise dadurch hergestellt werden,
daß die Massen in getrennten Rinnen abgesetzt werden. In diesem Zusammenhang werden
vorteilhaft selbständige Flächen benutzt, wie z. B. eine Anzahl von Rädern, die
auf, Lagern und Stützen angebracht sind.
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Erforderlichenfalls wird der erzeugtemehrlagige Streifen quer gefaltet
und der gefaltete Streifen gerollt oder gewalzt, um einen im wesentlichen runden
Faden zu bilden. Das Walzen kann wahlweise in entgegengesetzten Richtungen bewirkt
werden.
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Es kann wünschenswert sein, den gefalteten Faden teilweise zu vulkanisieren,
bevor er in einen im wesentlichen runden Faden verwandelt wird.
Der
erzeugte @Fäddri kann beispielsweise in an sich bekannter Art mit faserigem oder
sonstwie behandeltem Material bedeckt werden.
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Das Verfahren gemäß der Erfindung kanil.' beispielsweise mit der in
den Fig. i bis --f schematisch dargestellten Vorrichtung ausge="-führt werden.
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Fig. i 'ist eine Seitenansicht einer Vorrichtung, teilweise im Schnitt;
-Fig. 2 zeigt in Draufsicht die Vereinigung eines Rades mit einer Düse; Fig. 3 ist
eine Draufsicht der die `F"a"den,: oder Streifen vereinigenden Vorrichtung; die
in Fig. i im Schnitt gezeigt- ist.;'- , .
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Fig. q. ist eineAnsicht, teilweise ein $c-hn:@tt, einer anderen Vorrichtung,
durch die feine Kautschukfäden fest zusammen:gefügtwerden; Fig. 5 ist ein Schnitt
nach der Linie 5-5 der Fig. q.; Fig.6 ist ein vergrößerter Schnitt einer Mehrheit
von feinen Fäden, die zusammen zu. der Form eines Fadens vereinigt sind; Fig. 7
ist eine Ansicht, teilweise, ein Schnitt,, einer Vorrichtung zur Durchführung des
Verfahrens gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung; Fig. 8, 9 und io sind
entsprechende Querschnitte nach den Linien 31-3i, 3ä-32, 33-33 der Fig. 7 ; - '
-Fig. i i ist eineAnsicht, teilweise im Schnitt, einer weiteren Ausführungsform
einer Voi@ richtung zur Durchführung .des Verfahrens gemäß der Erfindung; Fig. 12
ist eine Draufsicht von Fig. if und Fig. 13 ein Querschnitt eines @ der in der Vorrichtung
enthaltenen Teile.
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In Fig. i ist eine Anzahl von Trockeiirädern i dargestellt, die auf
Lagern und Stützen angebracht sind. Jedes Rad ist mit einer Führung q. versehen,
die einen Flansch an dem Rade bildet. Die dargestellten Räder haben flache Aussparungen-
mit schrägen Seiten, aber selbstverständlich kanil die Forrh dieses Kanals gewünschtenfalls
geändert werden, ohne von dem Grundgedanken der Erfindung abzuweichen. Was als Räder
bezeichnet ist, kann die Form zylindrischer Trommeln ohne irgendeine Aussparung
haben, soweit irgendeine Art von Führungsflanschen vorgesehen ist. Die Räder können
ferner auch Trommeln mit einer Spiralnut von' genügender Länge -sein; um die dünnen
Fäden, die sich darin absetzen sollen, zu trocknen und in die richtige Beschaffenheit
zu bringen.
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Düsen 5 dienen zum' Zuführen einer Kautschukdispersion, die sich auf
den Trockenrädern i absetzt: Vorteilhaft werden die Düsen so gehalten, daß sie jederzeit
mit -der Oberfläche der- Trockenräder in Berührung sind; hierbei haben die Führungeri.4
die Aufgabe, die Düsen richtig einzustellen und in Ausrichtung mit den Flächen des
Rades zu halten, auf dem die Ablagerung gewünscht .-Wird.
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jedes Rad ist eine Heizeinrichtung, wie der elektrische Widerstand
3, eingebaut, %'mit Kontaktringen 26 und 27 (Fig.2) verbunden ist, auf deren
Oberfläche Kontaktbürsten 28, 29 so angeordnet sind, daß sie während der Drehung
der Räder auf den Ringen gleiten. Die Bürsten 28, 29 sind mit einer elektrischen
Kraftquelle verbunden. Ferner leiten die Düsen 15 einen Kaltluftstrom auf die Oberfläche
des Rades an eine Stelle, wo der lcoagufierte und getrocknete Streifen oder Faderr.6
zwischenr Rollen 16 und 17 abgenommen wird. Rings um jedes Trockenrad i ist eine
Heizvorrichtung? vorgesehen, welche die Form einer gekrümmten Kammer mit Kanälen
hat, durch die Heißluft mit Hilfe eines Gebläses io umlaufen gelassen -werden kann.
Das Gebläse io soll vorteilhaft die Luft im Gegenstromprinzip zu der Umlaufsrichtung
der Räder bewegen. Eine Rückleitung 9 ist vorgesehen, um die verbleibende heiße
Luft wieder in das Gebläse zurückzuführen.
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Das Verfahren vollzieht sich im Betrieb. in folgender Weise: Die Kautschukdispersion,
beispielsweise Kautschukmilch, wird durch Düsen 5 auf die umlaufenden Trockenflächen
der -Räder i zugeführt und unmittelbar der Trockenwirkung des elektrischen
Heizwiderstands 3 und dem äußeren Heißluftumlauf der Heizvorrichtung 7 unterworfen.
Nachdem die Kautschukmasse etwa % des Wegs um die Trommel herum zurückgelegt hat,
ist sie genügend getrocknet oder koaguliert, damit sie sich zwischen den Walzen
16 und 17 und durch die Kühlkammer i i zu den Druckrollen 12 und 13 leiten läßt.
Die Druckrolfe i2-ist mit einem Flansch 14 versehen, der eine Aussparung für die
kantigen Fäden hat. Auf die Stelle, wo das Fädengut die- Räder i verläßt, trifft
ein kalter Luftstrahl auf, um das Abnehmen zu erleichtern. Da das Fadengut anschließend
durch "die Kühlkammer iz geht, wird es verhältnismäßig steif und trocken, bleibt
aber noch klebrig und läßt sich also durch die Drucktollere 12 Und 13 weiter bearbeiten.
Diese Rollen walzen eine Mehrzahl von Kautschukfäden- 6, die wie oben beschrieben
hergestellt -sind, zu einem einzigen Kautschukfaden zusammen,- der im dargestellten
Fall die in Fig. 3, angegebene Querschnittsform annimmt.
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Halbkreisförmige Kautschukfäden, die, wie oben beschrieben, an den
Oberflächen der Räder i oder durch Absetzen- aufeinanderfolgender Schichtcri einer
Kautschukdispersion in halbkreisförmigen Rinnen von Trockentrommeln o. dgl. hergestellt
sind, werden zusammen
zu einer Fadenform in der in Fig. 4 angegebenen
Weise vereinigt. Trommeln 18 und i9 bringen seitlich je zwei solche Fäden in eine
Richtung und leiten sie durchAufstreichwalzen 23 zu Formwalzen zo, :2 1,
wo sie zu der in Fig. 6 angegebenen Form zusammengepreßt werden. Die Aufstreichwalzen
23
führen eine Kautschuklösung oder zähflüssige Kautschukdispersion 24 den
gebildeten Fäden zu, damit sie sich leichter und wirksamer vereinigen lassen. Ein
Gebläse 25 kann vorgesehen sein, um einen kalten Luftstrom gegen jedes Paar
von feinen Fäden zu leiten, wenn sie sich den Formwalzen nähern.
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Bei dem Herstellen des zusammengesetzten Fadens, wie er in den Fig.
3 und 6 angegeben ist, ist es erwünscht, verschiedene Teile von Vulkanisierungsmitteln
einzuverleiben, so daß, wenn das Fadengut zusammengebracht wird, die verschiedenen
Bestandteile der Mischungen in die angrenzende Kautschukmasse wandern und sich mit
den bereits in dem Fadengut befindlichen Zusätzen vereinigen, um bei niedriger Temperatur
vulkanisierende Mischungen zu bilden.
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Der gemäß den Fig. 4, 5 und 6 hergestellte Kautschukfaden bewirkt
eine Ersparnis gegenüber Kautschukfäden, die gemäß bekannten Herstellungsverfahren
gewonnen werden. Bei dem gewöhnlichen Faden ist der ganze Querschnitt gleichförmig,
und der ganze Faden ist in den Grenzen des gegebenen besonderen Querschnittsumrisses
massiv. Bei dem Faden, der mit einem nicht massiven Querschnitt hergestellt ist,
ist leicht ersichtlich, daß die Strukturfestigkeit durch die flach gedrückten Seiten
der einzelnen zu einer Einheit vereinigten Fäden geschaffen wird und daß die abgerundeten
Ecken und die mittlere Öffnung eine beträchtliche Materialersparnis bei Massenherstellung
bewirken. Es ist leicht ersichtlich, daß ein derartiges Produkt eine größere Länge
auf die Gewichtseinheit Kautschuk als feste Fäden derselben allgemeiner Form aufweist.
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Bei Ausführung der Erfindung gemäß der in den Fig.7 bis io dargestellten
Ausführungsform nebst Vorrichtung sind ein Paar ununterbrochener Trockenbänder 39
und 40 vorgesehen, die mit der gleichen Geschwindigkeit in entgegengesetzter Richtung,
wie durch die Pfeile angegeben, angetrieben werden. Jedes Band ist auf einer Reihe
von Leitrollen 41, 42 und 43 angebracht, die so angeordnet sind, daß Teile der beiden
Trockenbänder dicht parallel gegenüberliegen, wie bei 44 und 45 gezeigt ist,
wodurch zwischen den beiden Bändern an dieser Stelle ein verhältnismäßig schmaler
Durchgang geschaffen wird. Eine wässerige Kautschukdispersion tritt aus den flachen
Düsen 46, 47 aus und bildet Streifen A und. B auf den beiden Trokkenbändern 39 und
40. Die Kautschukstreifen A und B werden sodann der Wirkung von Erhitzern
48, 49 unterworfen, um die Trocknung zu unterstützen. Die beiden Kautschukstreifen
A und B werden anschließend durch den Durchgang geführt, der durch
die gegenüberliegenden Teile 44 und 45 der Bänder bestimmt wird. Die Streifen
A und B werden beim Vorgehen durch die gegenüberliegenden Teile 44
und 45 der Laufbänder 39 und 40 in, wechselseitige Berührung gebracht, durch die
natürliche Klebrigkeit des Kautschuks miteinander verbunden und bestimmen einen
Querschnitt, der im wesentlichen in Fig.8 dargestellt ist und einen mehrlagigen
Streifen bildet.
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Die Vulkanisation kann ferner durch die Anwendung von Warmvulkanisiervorrichtungen
V beschleunigt werden; auch kann die Länge der Durchlaufbahn und/oder die Geschwindigkeit
der Bänder 39 und 40 zwischen den Leitrollen 42, 43 geändert werden in Anpassung
an die besonderen Betriebsbedingungen und die Art der Vulkanisiermittel, die bei
den die verschiedenen Lagen bildenden Streifen benutzt werden. Vorteilhaft werden
die Bedingungen so eingestellt, daß eine vollständige Vulkanisation des mehrlagigen
Streifens während des Durchgangs zwischen den gegenüberliegenden Teilen 44 und 45
der laufenden Bänder durchgeführt wird, bevor also der Streifen die Bänder verläßt.
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Der mehrlagige Streifen kann nach der Vulkanisation in einen im wesentlichen
runden Faden verwandelt werden, beispielsweise durch Zusammenrollen oder Falten
quer zu seiner Länge, falls er zum Behalten seiner Form umhüllt werden soll. Diese
Umwandlung kann z. B. durch eine Faltvorrichtung 50 erfolgen. Diese Vorrichtung
besteht aus einer geformten starren Platte, die eine Querschnittsabwicklüng vom
Einlaßende 5-i zum Aüslaßende 5a hat, wie sie im wesentlichen in den Fig. 8, 9 und
io angegeben ist. Durch diese Vorrichtung wird der mehrlagige Streifen zu einem
Faden 53 gedreht. Beim Verlassen der Faltvorrichtung 5o kann der Kautschukfaden
53 in bekannter Weise mit Fasermaterial, wie z. B. Baumwoll- oder Seidenfade., umhüllt
werden. Für diesen Zweck kann beispielsweise ein Paar von Umspinnvorrichtungen 54
vorgesehen sein, durch deren Mitten der Faden 53 geht. Die Umspinnvorrichtungen
sind so angebracht, daß sie in entgegengesetzten Richtungen. umlaufen, was beispielsweise
durch Antriebsriemen 55 erfolgt. jede, Umspinnvorrichtung trägt .ein Auge 56, das
en Spinnfaden 57 führt, wenn er um den Kautschukfaden 53 in entgegengesetztenRichtungen
zur Bildung einer Umkleidung ge-
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wickelt wird. Der umhüllte
Faden kann dann auf einem Haspel 58 aufgewickelt werden. Während des Umhüllens wird
der Kautschukfaden 53 vorteilhaft unter Spannung gehalten. Hierfür ist dann ein
Paar Klemmwalzen 59 vorgesehen, das mit deni Faden 53 unterhalb der Umspinnvorrichtungen
54 in Eingriff kommt und den Faden zwischen den Walzen und den Trommeln 43 gestreckt
hält. Bei einer anderenAusführungsform kann aber auch ein zweites (nicht dargestelltes)
Paar Klemm-,valzen in Eingriff mit demFaden zwischen der Faltvorrichtung 5o und
den Umspinnv orrichtungen vorgesehen sein.
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Gewünschtenfalls kann noch eine Vulkanisiervorrichtung zwischen die
Fadenfaltvorrichtung 5o und die Umspinnvorrichtungen 54 an Stelle von oder zusätzlich
zu den Vulkanisiervorrichtungen t' eingeschaltet werden. Die Bedingungen können
dabei derart gehalten werden, daß der mehrlagige Streifen in klebrigem Zustand in
die Faltvorrichtung 5o eintritt und seine fadenartige Form durch Ankleben der Falten
oder Windungen erhält. Die vollständige Vulkanisation kann in einer. folgenden Stufe
erfolgen, und in diesem Fall kann der Faden mit einer faserigen Umkleidung versehen
sein oder auch nicht.
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Wie die Fig. ii bis 13 zeigen, kann ein mehrlagiger Streifen S durch
ein Paar umlaufender Formwalzen 77 geführt werden, die kanalförmige ringartige Rinnen
78 aufweisen. Durch letztere wird der Streifen quer zu seiner Länge @ gefaltet oder
fest vereinigt. Der so beschaffene Streifen wird nun einem Hinündherwalzen unterworfen,
um einen im O_uerschnitt im wesentlichen runden Faden zu bilden. Dieser Vorgang
kann dadurch ausgeführt werden, daß der gefaltete Streifen zwischen einer Walze
79 und einem Laufriemen 8o läuft. Der Laufriemen 8o bewegt sich rasch quer zu der
Richtung hin und her, in welcher der Kautschukstreifen S über die Trommel 79 läuft,
so daß der Kautschuk dauernde um sich selbst zu einem im wesentlichen runden Faden
gewälzt wird. Aus der Walzvorrichtung kann der Faden über eine Leitwalze 8 i und.
dann auf die Oberfläche einer umlaufenden Trommel 82 gebracht werden, wo
er durch einen Erhitzer 83 vulkanisiert wird. Dann kann der. Faden auf einen Haspel
84 gewickelt oder sonstwie gesammelt werden.
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Zum Antrieb der Walzvorrichtung ist der Riemen 8o auf einem Paar Walzen
85 angebracht. Letztere sitzen auf Wellen 86, die durch eine Querstange 87 bewegt
werden, die ihrerseits beispielsweise durch eine Kurbel 88 und einen Verbindungslenker
89 getrieben wird. Der Streifen S wird vorteilhaft unter einem schwachen Zug gehalten,
wenn er in die Walzvorrichtung eintritt, um den Eintritt des Streifens in die Rinnen
78 zu sichern.