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Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Kautschukfäden Die Erfindung
betrifft ein, Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen. elastischer Fäden aus
Kautschukmilch o. dgl. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren
und eine Vorrichtung, wonach die Kautschukfäden aus wärmeempfindlichen Kautschukdispersionen
unter Anwendung geheizter und gerillter drehbarer Scheiben sowie anschließendes
Abziehen und Aufwickeln der Fäden hergestellt werden.
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Es ist bekannt, Kautschukkörper durch Sprühen der Dispersion auf erhitzte
Formen herzustellen. Dieses Verfahren ist jedoch nur zum Hörstellen von, Körpern
großen Querschnittes, wie Autoreifen, brauchbar, aber nicht für dünne Fäden. Das
gleiche trifft für ein Verfahren zu, nach dem beheizte Röhren oder Dorne durch ein
Dispersionsbad gezogen, werden.
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Es ist ferner bekannt, elastische Fäden dadurch herzustellen, daß
die Kautschukdispersion durch Düsen gerillten und beheizten Scheiben zugeführt wird,
auf welchen die Dispersion koaguliert, worauf sie von den Scheiben abgezogen wird.
Die Versuche mit Hilfe dieser Einrichtung sollen jedoch gezeigt haben, daß sie zum
stetigen Herstellen dünner Fäden nicht geeignet ist, da unter dem Einfluß der Wärme,
die von den beheizten Scheiben abgestrahlt wird, die Kautschukdispersion in den
feinen. Düsen leicht koaguliert und so die genau abgestimmte und gleichmäßige Zuführung
der Dispersion unmöglich macht oder gar die Düsen verstopft.
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Ein anderes bekanntes Verfahren bezieht sich darauf, die Kautschukdispersion
in Kanäle mit porösem Grund zu saugen, von denen sie dann abgezogen werden, sobald
die Kanäle durch eine Heizvorrichtung gegangen sind.
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Abgesehen davon, daß dieses Verfahren zum Herstellen feiner Fäden
ungeeignet ist, bedeutet die Auskleidung der Nuten eine unerwünschte Umständlichkeit.
Es besteht auch die Schwierigkeit, daß die poröse Auskleidung der Nuten an den Fäden
haftenbleibt, so daß die Oberfläche von dem Ton, der zur Auskleidung der Nuten dient,
etwas mitnimmt oder Fäden des Filzes, der zur Auskleidung ebenfalls verwendet wird,
so daß die Oberfläche des Fadens unansehnlich wird. Außerdem ist das Verfahren umständlich,
weil bei der Verwendung von Ton zur Auskleidung der Aufnahmenuten, die Tonschicht
bei jedem Umlauf der Vorrichtung
erneuert werden muß, bevor die
Kanäle wieder in die Dispersion getaucht werden. Bei der Verwendunz von Filz dazezen
zur Auskleidunz
| der Nuten, liegt, da ein Teil der Dispersiee |
| durch den Filz hindurch gesaugt wird, |
| Gefahr vor, daß die Poren des Filzes schJe'verstopfen, weil
die Dispersion in den Pore) |
koaguliert. Andererseits ist es bekannt, den. Rand einer Scheibe in die Dispersion
zu tauchen. Es entsteht, auch wenn der Rand der Scheibe von einer Heizvorrichtung
bestrahlt wird, im besten Falle nur ein außerordentlich dünner Kautschukfilm mit
unzureichender Dickenabmessung, dessen Bearbeitung infolge der Empfindlichkeit des
dünnen Films außerordentlich erschwert, wenn nicht unmöglich ist. Ähnlich liegen
die Nachteile, wenn ein genuteter, jedoch uribeheizter Aufnahmekörper verwendet
wird, der die Dispersion auf ein flaches Band überträgt, weil auf dem Band die aufgetragene
Dispersion, bevor sie an den Heizkörper gelangt, ausfließt und daher nur einen außerordentlich
dünnen praktisch unbrauchbaren Kautschukfaden bildet.
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Gemäß der Erfindung wird eine innen beheizte gerillte Scheibe von
oben her mit der Oberfläche der Dispersion in Berührung gebracht und die Scheibe
mit einer derart geringen Geschwindigkeit gedreht, daß die Dispersion durch ihre
Oberflächenspannung in der Rille aufgenommen und darin mindestens oberflächlich
so weit koaguliert und getrocknet oder vulkanisiert wird, daß ein zusammenhängender,
abnehmbarer Kautschukfaden entsteht.
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Die Vorrichtung gemäß der Erfindung besteht aus einer innen beheizbaren,
und mit einer oder mehreren Rillen versehenen Scheibe, 'einer Einstellvorrichtung
für den Flüssigkeitsspiegel, die den Oberflächenspiegel in dem Dispersionsbehälter
so einstellt, daß der Spiegel mit der Rille in Berührung kommt, sowie einer Bewegungs-
und Leitvorrichtung, durch welche die Dispersion den Umfang der Scheibe berührend
und vorzugsweise ihrer Drehrichtung entgegen bewegt wird.
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Das Verfahren gemäß der Erfindung ermöglicht, Kautschukfäden von erheblich
größerem Querschnitt als seither möglich zu schaffen, da die Nut infolge ihrer konkaven
Form nicht nur einen dünnen Kautschukfilm, der gerade die Oberfläche bedeckt, festhält,
sondern darüber hinaus, infolge der durch die Form der Nut gesteigerten Kapillarität
eine erheblich größere Dispersionsmenge festhält. Der gemäß der Erfindung hergestellte
Faden ist daher infolge seines ausreichenden Querschnitts weitgehend unempfindlich
in der Behandlung, er kann bereits abgenommen werden, auch wenn er noch nicht vollständig
über den ganzen Querschnitt koaguliert ist, so daß sich auch hieraus eine Beschleunigung
des Herstellungsverfahrens und somit eine Steigerung der Wirtschaftlichkeit ergibt.
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n der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel
| er Vorrichtung gemäß der Erfindung veran- |
| aulicht, an Hand deren die Erfindung näher |
'itläutert werden soll, und zwar zeigen Fig. z die Seitenansicht der Vorrichtung,
" Fig. 2 die Aufsicht auf die Vorrichtung, Fig.3 den Längsschnitt durch die Vorrichtung
längs der Schnittlinie 3-3 der Fig. 2, Fig. 4 einen Schnitt durch den mit der Dispersion
in Berührung'tretenden Rand der Aufnehmescheibe in vergrößertem Maßstabe, Fig. 5
den Querschnitt durch die Vorrichtung längs der Schnittlinie 5-5 der Fig. 2.
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Die Scheibe 2 mit einem Ansatz 5 von keilförmigem Querschnitt sitzt
auf einer hohlen Welle 3, die in Lagern 4 und 4a läuft, die ihrerseits auf der Grundplatte
B befestigt sind.
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In dem veranschaulichten Beispiel dient zur Beheizung der Scheibe
die elektrische Heizwicklung 16 (Fig. 5), die in einer durch die Isolierplatte =8
abgedeckten ringförmigen Nut der Scheibe 2 untergebracht ist. Die Stromzuführung
erfolgt durch die Köntaktbürsten 24, 24a, die Schleifringe 22, 22d und die Leitungen
z7a, =7b durch die hohle Welle 3. Die Scheibe 2 kann aus jedem bekannten, chemisch
widerstandsfähigen Werkstoff, vorzugsweise Metall hoher Wärmeleitfähigkeit, hergestellt
werden. Unterhalb der Scheibe 2 ist der Behälter z angeordnet, der die Kautschukdispersion
aufnimmt. Der Behälter ist mit einer Bewegungsun.d Leitvorrichtung zur Aufrechterhaltung
eines konstanten Kautschukmilchspiegels versehen. An den Behälter x ist durch die
Rohre 14, 12 die Pumpe P angeschlossen, welche die Dispersion ununterbrochen im
Kreislauf bewegt. Mit Hilfe der Leitflächen 8, g und zo, die sich der Quere nach
durch den Behälter erstrecken, wird die Dispersion in der aus Fig. 3 ersichtlichen
Weise derart geführt, daß der Kautschukmilchspiegel den Umfang der Scheibe berührend
und ihrer Drehrichtung entgegen bewegt wird. Andererseits kann die Kautschukmilch,
die durch die Nut 6 aufgenommen wird, auch in der gleichen Richtung fließen wie
sich der Umfang der Scheibe bewegt. Der Behälter z weist ferner eine lotrechte Wand
7 auf, die mit ihrer Oberkante einen Überlauf für die Dispersion bildet, so daß
die Spiegelhöhe der Dispersion an der Aufnahmestelle gehalten werden kann. Die überfließende
Kautschukmilch fließt durch die Leitung 12 der Pumpe wieder zu.
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Der Behälter z ist mit einem Deckel zz versehen, in dem eine Öffnung
angebracht ist, durch welche die genutete Scheibe in den Behälter ragt. -Aus Fig.
4 ist ersichtlich, wie der Ansatz 5 der Scheibe mit Hilfe der Kanten der auf seinem
Umfang
angeordneten Aufnahmenut 6 reit dem Dispersionsspiegel in. Berührung tritt, ohne
in die Dispersion zu tauchen. Die Kautschukmilch wird infolge ihrer Oberflächenspannung
und Kapillarität in die Nut gezogen und wird dort unter Beachtung der Abmessungen,
Temperatur, Zusammensetzung der Dispersion mindestens oberflächlich so weit koaguliert,
daß nach einem Wege von 270' der von der Kautschukmilch in der Nut gebildete
Faden von der Scheibe abgenommen werden kann. Hierzu dient das Walzenpaar 26, 2611
(Fig. 3), von denen die eine der Walzen, z. B. 26, angetrieben sein kann.
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Der so gebildete Faden wird dann, in einen Behälter 27 überführt,
der durch die Trennwand 29 in zwei Abschnitte unterteilt ist. Der Faden tritt durch
Öffnungen in der Wand des Behälters 27 und in der Trennwand 29 in den zweiten Abschnitt
des Behälters 27, in dem sich eine übliche Bestäubungsmasse befindet, die durch
das Rührwerk 31 in Bewegung gehalten wird.
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Die Schaufeln 34, 3411 des Rührwerks sind auf einer mit der Welle
33 drehbaren Scheibe befestigt, die auf ihrem Umfang mit einer Nut zur Führung des
Kautschukfadens versehen ist. Das Rührwerk hält das Einstäubepulver, das aus Talk,
Glimmer oder aus einem sonst bekannten Puder bestehen kann, in Bewegung und führt
so ein gleichmäßiges Bestäuben, der Oberfläche des Kautschukfadens herbei. Der Puderüberschuß
wird beim Austritt des Fadens aus der Kammer 28 durch Bürsten 35, 35'a entfernt.
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Schließlich wird der Kautschukfaden auf die Spule 39 aufgespult, die
auf der Welle 40 sitzt. Der Antrieb der Spule wird in der üblichen Weise so geregelt,
daß der Faden im wesentlichen mit der gleichen Geschwindigkeit aufgespult wird,
als er ihr zugeführt wird.
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Die verschiedenen beweglichen Teile der Vorrichtung können durch eine
übliche Kraftquelle, z. B. elektrisch, durch den Elektromotor M angetrieben werden,
der über die Kupplung 48 und das Schneckengetriebe 49 die Scheibe 2 und durch ein
Kettengetriebe 51, 52 die übrigen zu bewegenden Teile der Vorrichtung, wie die Walze
26, die Aufnahmespule 39, sowie das Rührwerk 31, antreibt.
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Zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung wird zunächst
der Behälter I und das Flüssigkeitsumlaufgetriebe mit der Kautschukdispersion gefüllt
und die beheizte Scheibe 2 langsam von Hand gedreht, bis die Nut mit Kautschukmilch
gefüllt ist. Die Wärme der Scheibe koaguliert und trocknet die von der Nut aufgenommene
Kautschukmilch so weit, daß ein zusammenhängender Faden entsteht, der dann an einer
Stelle, L, von der Nut abgestreift, zwischen die Walzen 26, 26a gefädelt und durch
den Bestäubungsbehälter auf die Aufwickelspule gelegt wird. Hierauf kann der weitere
Betrieb stetig unter dem Antrieb durch den Elektromotor 1VT erfolgen, ohne daß Unterbrechungen
infolge auftretender Ungleichmäßigkeiten inderZuführung derKautschukdispersion oder
in ihrer Ablagerung in der Aufnahmenut zu befürchten wären.
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Um die Koagulation der Kautschukmilch und die Vulkanisierung des Fadens
zu beschleunigen, kann die Kautschukmilch auf der Scheibe auf ungefähr 94'C erhitzt
werden, bevor er -die in Fig. 3 mit L angedeutete Stelle erreicht. Die Kautschukmilch
hat die Gestalt eines zusammenhängenden, sich selbst tragenden Fadens angenommen,
sobald sie sich um einen Weg von etwa 12o ° mit der Scheibe bewegt hat. Die Scheibe
hat bei diesen Verhältnissen beispielsweise einen Durchmesser von 11,5 cm bis
30 cm und macht ungefähr vier Umdrehungen -in der Minute. Ist eine höhere
Geschwindigkeit erwünscht, so wird man die Temperatur oder die Zähflüssigkeit der
Dispersion vergrößern, oder beides.
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An Stelle von Kautschukmilch kann für das Verfahren gemäß der Erfindung
eine Dispersion von künstlichem Kautschuk verwendet werden. Es kann beispielsweise
auch eine übliche Kautschuklösung Verwendung finden. Der Kautschukdispersion können
ferner die üblichen Füllstoffe, wie z. B. kolloidales Zinkoxyd oder auch Verstärkungs-
und Verdickungsmittel o. dgl., zugesetzt werden.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung
wird die Kautschukmilch vollkommen vulkanisiert, bevor sie von der Scheibe abgestreift
wird. Die Erfindung ist jedoch nicht auf das vollkommene Vulkanisieren auf der beheizten
Scheibe beschränkt, denn offenbar kann man das Vulkanisieren der Kautschukmilch
auf der Scheibe auch nur so weit erfolgen lassen, daß ein zusammenhängender Faden
erzeugt wird, der ohne Gefahr des Zerreißens von der Scheibe abgestreift werden
kann, worauf dann die Vulkanisierung in der üblichen Weise durchgeführt wird.
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Zum Abstreichen der Kautschukmilch von den Flächen, die an die Aufnahmenut
grenzen, können an sich bekannte Abstreichbleche dienen, die aber im allgemeinen
entbehrlich sind, da die Dispersion im wesentlichen durch Oberflächenspannung in
die Aufnahmenut selbst gezogen wird.
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Die Querschnittsform sowie die Abmessungen des Fadens richten sich
nach der Form der Nut und deren Abmessungen sowie der Temperatur der Scheibe und
der Zähflüssigkeit der Dispersion, ferner nach der Geschwindigkeit, mit der die
Scheibe sich zur Dispersion bewegt; so können beispielsweise Fäden mit den Abmessungen
0,2 X 0,3 mm gewonnen werden.
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Der Faden behält, sobald er die Aufnahmenut
verläßt,
seine Form unverändert bei und kann dann in an sich bekannter Weise beliebig weiter
verarbeitet, z. B. durch Textilfäden, oder -garne bewickelt werden, so daß er in
ausgedehntem Maße in der Textilindustrie zum Herstellen elastischer Gewebe Verwendung
finden kann.