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Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Kautschukfäden Die Erfindung
bezieht sich auf das Herstellen eines Faden, der aus Dispersionen von natürlichem
oder künstlichem Kautschuk erhalten wird, entweder in rohem oder vulkaoisiertem
Zustand.
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Derartige elastische Fäden haben die Eigenschaft, daß ihre Oberfläche
glatt und im wesentlichen rund ist, so daß die Fäden gleiten und sich bei ihren
verschiedenen technischen Anwendungen, wie z. B. bei der Herstellung von Golfbällen,
elastischen Geweben, umhüllten elastischen Fäden usw., verhältnismäßig leicht bewegen
können.
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Die Erfindung hat den Zweck, einen besseren elastischen Faden zu
schail-en, der, obwohl er zu den sogenannten runden Fäden gehört, neue Eigenschaften
hat. Diese bestehen insbesondere darin, daß zwischen der Textilbälle und dem elastischen
Kern eine bessere Haftung erzielt wird.
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Es ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von Kautschukfäden
aus wärmeempfindlichen wäßrigen Kautschukdispersionen bekannt, die aus einem Behälter
in eine erwärmte Form fließen gelassen und nach Formung und Trocknung vulkanisiert
werden und bei dem während des Roagulierens eine rucLxveise Relativbewegung zwisollen
dem Soagulier- und dem Formrohr aufrechterhalten wird. Zweck des bekannten Verfahrens
ist, ein glattes Loslösen des Koagulats von der Wandung der Form zu erreichen. Der
nach diesem bekannten Verfahren hergestellte Faden ist außen glatt. Die ruckartigen
Bewegungen werden in der bekannten Vorrichtung durch mechanische oder elektromagnetische
Mittel herbeigeführt.
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Weiterhin sind Fäden und Streifen aus Kautschuk für elastische Textilerzeugnisse
bekannt, bei. welchen die Kanten des Fadens oder Streifens eine von der geraden
Linie ab,weichende Begrenzung haben. Der Zweck einer derartigen Formgebung ist,
beim Herstellen von Gummigeweben neben den Muster aufweisenden unelastischen Teilen
auch die elastischen Teile mit Musterungen zu versehen, um über das ganze Gewebe,
z. B. in einem Korsett, eine Musterung zu erhalten.
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Gemäß der Erfindung wird zum Flerstellen von Kautschukfäden unter
Ausfließenlassen einer wäßrigen Kautschukdispersion durch eine. wie an sich bekannt,
mechanisch. magnetisch oder elektromagnetisch bewegte Düse und Koagulieren der ausgeströmten
Disc er sionen die Düse in so langsame Quer- oder Längsschwingungen versetzt, daß
die Obelfijiche des entstehenden Kautschukfadens mit Wellungen oder Runzelungen
versehen wird Bei einer Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung kann
die Anzahl der Schwingungen z. B. 13 bis 16 je Sekunde sein.
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Auch können die Sekundärschwingungen der Düse gedämpft werden. Um
der Düse die notwendigen Schwingungen zu erteilen, kann sie durch einseitige Schläge
oder durch zu-ei Schwingungen herbeiführende Glieder, die an entgegengesetzten Seiten
der Düse angeordnet sind, in Schwingungen versetzt werden. Es können auch mehr als
zwei Schwingungen herbeiführende Glieder verwendet werden, die beispielsweise so
um die Düse angeordnet und so eingestellt sind, daß Schläge in einer gewünschten
Reihenfolge und Frequenz erfolgen Die die Schwingungen herb eiführe adca Glieder
können mit gleichförmiger oder nicht gleichförmiger Geschwindigkeit umlaufen.
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Gemäß dem Verfahren der Erfindung werden Kautschukfäden hergestellt,
die Querwellungen oder Runzeln haben, die aus mehreren Reihen von Wellungen o. dgl.
bestehen.
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Diese Wellungen können auf einem oder mehreren Sektoren des Umfanges
des Fadens vorkommen, sie können auch auf einer gerunden oder einer schraubenförmigen
Linie liegen. Der mittlere Abstand von zwei henachbarten Wellungen, gemessen zwischen
zwei aufeinanderfolgenden Punkten maximaler Tiefe, soll den Durchmesser des Fadens
nicht iiberschreiten.
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Die Tiefe der Wellungen oder Runzeln und der Abstand zwischen ihnen
ändert sich mit der Stärke des Fadens. Für einen Faden zum Beispiel, der einen Durchmesser
von o 67 Im hat, kann die Tiefe 0,04 bis 0,05 mm und der Abstand zwischen ihnen
o.4 bis 0,5 mm, gemessen auf dem Faden im Ruhezustand, betragen. Diese Werte sind
nur bei spielsweise angegeben und können sich fib die gleiche Fadenstärke innerhalb
gewisser Grenzen andern. Im allgemeinen hat es sich herausgestellt, daß es zum Erhalten
elastischer Ph den, die den höchsten Grad der Vereinigung der guten mechanischen
Eigenschaften mit den besonderen Vorteilen der Erfindung besitzen, wünschenswert
ist, die Tiefe der Wellungen oder Runzeln und den Abstand zwischen ihnen in bestimmtem
Verhältnis zu dem Durchmesser des Fadens oder, was dasselbe ist, der Fadenstärke
zu halten. Beispielsweise sollte vorzugsweise die mittlere Tiefe der Wellungen oder
Runzeln in Fäden von feiner Stärke. d.i. von 75 oder darüber, nicht über 20% des
Durchmessers des Fadens betragen und der Wellungen oder Runzeln in Fäden von grober
Stärke, di 7; oder darunter, zwischen 5 und 15% des Durchmessers des Fadens liegen.
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Obwohl unler dem in der Beschreibuag-benutzten Ausdruck Faden hauptsächlich
zylindrische Fäden mit vollem Querschnitt, die in ihrer im wesentlichen fertigen
Form aus strömen gelassen worden sind gemeillt sind, ist die Erfindung in gleicher
Weise aul Fäden anwendbar, die durch Drehen von Längen hergestellt sind. welche
in einer Forin ausströmen gelassen sind, welche von derjenigen eines vollen Zylinders
abweicht, wie z. B.
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Streifen, Röhren o. dgl.
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Zur näheren Erläuterung der Erfindung sind im nachstehenden an Hand
del- Zeichnungen verschiedene Ausführungsformen der Erfindung beschrieben.
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Fig. 1 bis 5 veranschaulichen vorschiedene Ausführungsformen der
Vorrichtung zur tierbeiführung der mechanischen Schwingung die Düse.
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Fig. 6, S, 10 und 11 veranschaulichen vier Formen von gewelltem oder
gerunzeltem Faden, der nach dem Verfahren gemäß der Frfinduag erhalten worden ist.
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Fig. 7 und 9 zeigen Querschnittansichten der in den Fig. 6 bzw. S
dargestellten Fäden.
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In den verschiedenen Figuren der Zeichnungen bezeichnen die gleichen
Bezugszeichen die gleichen Teile.
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In der Vorrichtung gemäß Fig. 1 wird die wäßrige Kautschukdispersion
durch eine Verteilungsvorrichtung 1, die durch das Rohr 2 aus nicht dargestellten
Vorratsbehältern gespeist wird, auf eine Reihe von Düsen 3 verteilt, die mit dem
Verteiler durch Kautschuk rohre 4 verbunden sind. Die Düsen 3 bestehen, wie üblich,
aus einem Rohr aus Glas oder anderem Werkstoff, das an einem Ende gebogen ist, und
sind entweder einfach oder mehrfach, wobei das Kapillarloch oder die Kapillarlöcher
einen Durchmesser haben, der demjenigen des zu erhaltenden Fadens proportional ist.
Die Düsen sind an der Querstange 5 des Rahmens 12 mit Hilfe einer clastischen Verbindung
befestigt, die aus kleinen Federhaken 6 besteht und auch als Schwingungsdämpfer
wirkt. Die Düsen taueben in bekannter Weise mit ihren Kapillarenden in ein Koagulicrbad,
das in einem Behälter 7 enthalten ist. Die aus den Düsen heraustretende wäßrige
Kautschukdispersion koaguliert in der Form eines Fadens und wird in dieser Form
an dem entgegengestzten Ende des Behälters auf einer Sammelwalze 8
gesammelt,
die mit einer Umfangsgeschwindigkeit umläuft, die gleich derjenigen des aus den
Düsen herauskommenden Fadens ist-Um die mechanischen Schwingungen der Düse 3 zu
erhalten, witd eine Vorrichtung verwendet, die eine exzentrische Welle 9 aufweist,
die den Hammer 10 steuert, der durch Federn 11 in Berührung mit der Welle gehalten
wird. Die Welle wird durch einen Motor von veränderbarer Geschwindigkeit angetrieben,
so daß die Zahl der Schläge in bezug auf die Art der zu erhaltenden Wellung, die
Ausströmgeschwindigkeit und die Lage des Hammers hinsichtlich der D!üse geregelt
werden kann; z. B. kann für eine Ausströmgeschwindigkeit von I,5 m je Minute die
Schiagzahl von 800 bis Iooo, also zwischen 13 bis 16 Perioden je Minute, wechseln.
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Durch diese Vorrichtung werden Fäden der in teig. 10 dargestellten
Art erhalten, bei denen sich die Wellungen nur auf einer Seite ihrer Oberfi.äclie
befinden.
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Bei der Anordnung gemäß Fig. 2 gestellt das Schwingungsglied aus
einer Vorrichtung 9', die ähnlich der bei elektrischen Klingeln verwendeten Bauart
und aus zwei kleinen Elektromagneten zusammengesetzt ist, die einen Hammer 10 steuern,
der auf das freie Ende der Düse schlägt.
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Bei der Anordnung gemäß Fig. 3 sind an Stelle eines Schwingungsgliedes
zwei von ihnen einander gegenüberliegend angeordnet: durch diese Vorrichtung ist
es möglich, Fäden mit Wellungen, wie sie in den Fig. 8 und 9 dargestellt sind, zu
erzielen.
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Gewünschtenfalls können an Stelle von einer oder zwei Schwingungsvorrichtungen
drei oder vier gleichzeitig angewendet werden, wobei sie rund um die Düse angeordnet
und so eingestellt werden, daß die Schläge darauf in der Reihenfolge und mit der
Frequenz erfolgen, die durch die Beschaffenheit der verwendeten wäßrigen Kautschukdispersion
und durch die Eigenschaften hinsichtlich der Tiefe und des Abstandes der Wellungen
erforderlich werden, die man auf dem Faden zu erzeugen wünscht.
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Es ist auch ersichtlich, daß die Schwingungsvorrichtungen nicht nur
auf Düsen mit einem einzigen Strahl, wie sie in den Figuren dargestellt sind, sondern
auch auf Düsen mit mehreren Strahlen, die nebeneinander oder hintereinander angeordnet
sind, angewendet werden können. Diese Vorrichtungen können auch um die Düsen mit
einer stetigen oder wechselnden Bewegung umlaufen, so daß auf dem Faden Wellungen
oder Runzeln längs einer schraubenförmigen Linie erzeugt werden, wie dies in Fig.
11 dargestellt ist.
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Eine Vorrichtung dieser Art ist schematisch in Fig. 4 dargestellt,
bei -welcher der elektromagnetische Schwingungserzeuger g' auf einer Zahnscheibe
13 angebracht ist, die mit einem Schneckenrad 14 in Eingriff steht, das durch einen
Motor 15 über einen Treibriemen 16 angetrieben wird. Die Scheibe 13 wird durch eine
Tragvorrichtung 17 gehalten, die an dem Rahmen 12 befestigt und mit einem großen
mittleren Loch für den Durch gang der Düse 3 versehen ist. Auf der Tragvorrichtung-
17 enden auch die elektrischen Leitungen, weiche den Strom zu dem Schwingungserzeuger
durch die Bürsten z8 zuführen.
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Die Vorrichtungen können überdies, anstatt daß sie quer verlaufende
Schwingungen erzeugen, so auf der Düse angeordnet sein, daß sie Schwingungsbewegungen
in der Richtung der Mittellinie der Düse verursachen, so daß gleichmäßig gewellte
Fäden, wie sie in den Fig. 6 und 7 dargestellt sind, erhaben werden.
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Eine Vorrichtung, um der Düse Längsschwingungen aufzudrücken, ist
schematisch in Fig. 5 gezeigt, bei der die Düse 3 über einen kurzen Abschnitt ihrer
Länge mit einer ,NIetallhülle I9 bedeckt ist, die magnetisiert wird. Um diese Hülle
ist die Spule 20 gelegt, die, wenn sie durch einen Wechselstrom von entsprechender
Frequenz gespeist wird, die Metallhülle und so die Düse 3 in Schwingungen versetzt.
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Was die Lage der genannten Vorrichtung in bezug auf die elastische
Befestigung 6 betrifft, so kann sie vor oder hinter dieser angeordnet sein.
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Die Arbeitsvorgänge zum Speisen der Düse oder Düsen, zum Koagulieren
der ausgestoßenen Fäden und Sammeln dieser Fäden, zum Vulkanisieren, wenn es gewünscht
wird, und alle anderen Zwischlen- oder Endarbieiter brauchen keine Veränderungen
im Vergleich mit den üblichen Verfahren zum Erzeugen von runden Fäden mit glatter
Oberfläche zu erleiden; dasselbe trifft auf die verwendeten Einrichtungen zu.