-
Spinndüse für die Herstellung von Kunstseide und Zellwolle sowie Verfahren
zur Herstellung der Spinndüse Die Spinndüsen für die Herstellung von Kunstseide
und Zellwolle sind neben. chemischen Angriffen erheblichen mechanischen Beanspruchungen
ausgesetzt. Insbesondere bei den neuerdings verwendeten hohen Spinndrücken treten
leicht Risse in den Spinndüsen auf. Die allgemein üblichen Spinndüsen aus Edelmetall
oder Tantal haben die Gestalt eines kleinen Napfes, dessen zylindrische Wand einen
nach außen rechtwinklig abgebogenen Rand zur Befestigung in dem Düsenträger besitzt.
Durch die Bildung von Rissen gerade in diesem Rand werden die Düsen während des
Betriebes oft unbrauchbar.
-
Einer Herstellung der Düsen aus dicken Blechen zur Aufnahme der Druckkräfte
stehen zwei Gesichtspunkte entgegen. Da die Düsen aus Edelmetallen oder anderen
wertvollen Metallen bestehen, wird eine möglichst sparsame Verwendung des Werkstoffes
gefordert. Außerdem stößt das Anbringen der Spinnkanäle bei einer Erhöhung der Blechstärke
auf große Schwierigkeiten. Verschiedene Versuche, unter sparsamer Verwendung von
Edelmetall die Festigkeit der Düse in anderer Weise zu erhöhen, beispielsweise eine
Herstellung der Düsen aus Teilen< mit verschiedenen Werkstoffen oder das Umbördeln
des Düsenrandes oder das Herausarbeiten des Düsenkörpers aus einem vollen Stück
zur Erzielung eines dicken Befestigungsrandes, führten im Betrieb nicht zu einem
befriedigenden Erfolg.
-
Die vorliegende Erfindung hat nun die Aufgabe, die Haltbarkeit der
Spinndüsen gegenüber Druck-
Beanspruchung wunschgemäß zu verbessern,
durch eine Veränderung der Form der Düse gelöst.
-
Erfindungsgemäß ist der Düsenrand dicker, beispielsweise doppelt bis
dreifach so dick wie die Düsenwand, wobei für einen stetigen Übergang von der Stärke
des Randes zu der der zylindrischen Wand dadurch Sorge getragen ist, daß der Rand'
im Unterschied von den bisher benutzten Spinndüsen nicht einfach rechtwinklig an
die zylindrische Wand anschließt, sondern bogenförmig in diese übergeht.
-
Ein Beispiel für diese Gestaltung der Düse ist in der Abb. i im Schnitt
dargestellt, in der der Deutlichkeit halber die Dickere überhöht dargestellt sind.
An den Düsenboden A mit einer Dicke von beispielsweise o,23 cm schließt sich die
zylindrische Wand B mit einer Dicke von o,16 cm an; diese schließt ab mit dem o,go
cm oder noch stärkeren Rand C, der bei D allmählich bogenförmig in die Wandung B
übergeht.
-
Die Haltbarkeit dieser Spinndüsen entspricht bemerkenswerterweise
auch bei hohen Spinndrücken allen Anforderungen, und die sonst so gefürchteten Risse
an dem Befestigungsrand werden nicht mehr beobachtet.
-
Die Spinndüsen, mit denen diese Fortschritte erzielt werden, lassen
sich auf überraschend einfache Weise herstellen. Bisher wurden die Düsen durch Ziehen
aus einer Blechscheibe bestimmter Stärke, z. B. 0,23 cm, hergestellt und
ein gewisser Unterschied in der Dicke nur bei dem Ziehvorgang bewirkt, indem etwa
in dem genannten Beispiel die Dicke der zylindrischen Wand auf o,16 cm herabgesetzt
wurde, während der Düsenboden und der Rand die Ausgangsstärke von o,23 cm behielten.
Zur Herstellung der Spinndüsen nach der Erfindung wird demgegenüber vorteilhaft
folgendes Verfahren angewendet: Eine kreisförmige Blechscheibe erheblicher Dicke
wird durch nichtspanabhebende Arbeitsvorgänge, die eine Profilverformung hervorrufen,
z. B. Prägen, Treiben, oder durch Profilwalzen so verformt, daß der Rand eine erhebliche
Dicke behält, während das mittlere Stück, das den Boden und die zylindrische Wand
der Düse ergibt, dünner wird. Bei diesen Arbeitsvorgängen ergibt sich von selbst
der für den Erfolg wesentliche stetige Übergang von dem dicken Rand zu der dünnen
Wandung.
-
So wird beispielsweise die in der Abb. i dargestellte Düse aus einem
Blech gemäß Abb. 2 gezogen. Hierbei besitzt der Rand F noch die Stärke des ursprünglichen
Bleches, z. B. o,so cm und mehr, während die Dicke des inneren Teiles G durch einen
Prägevorgang auf einen Betrag von beispielsweise 0,23 cm herabgesetzt ist.
-
Der Aufwand für eine derartige Profilverformung der Blechscheibe,
aus der die Spinndüse gezogen wird, ist gering und steht in keinem Verhältnis zu
dem großen Kostenaufwand für das. An-
bringen der zahlreichen Spirmkanäle
bei einer Viellochdüse. Der geringe Mehraufwand bringt eine bedeutende Erhöhung
der Lebensdauer der wegen des Werkstoffes und der Kosten für das Anbringen der Spinnkanäle
wertvollen Düse mit sich.
-
Eine- Prüfung hat ergeben, daß die Rißbildung an dem Befestigungsrand
bei den bisherigen Spinndüsen dadurch gefördert wird, daß bei der Herstellung der
Düse der Werkstoff bei einem Herumziehen um den Winkel des Werkzeuges geschwächt
wird. Diese Ermüdung ist bei der Herstellung der Düse nach der Erfindung ausgeschlossen.
Außerdem wurde festgestellt, daß die Ausbeulung unter Druck bisher gerade an der
Stelle erfolgte, an der der Werkstoff durch den Biegevorgang ermüdet ist, während
sich bei den Spinndüsen nach der Erfindung die Druckwirkung verteilt. Schließlich
wird bei dem Verfahren gemäß der Erfindung ein Umlegen des Randes, also eine Winkeländerung,
vermieden und damit eine Faltenbildung im Düsenkörper erschwert.
-
Bei dem Arbeitsvorgang, der in der beschriebenen Weise eine Profilverformung
bewirkt, lassen sich gleichzeitig auch andere Verstärkungen an denn Düsenkörper
anbringen, wie sie die mechanische Beanspruchung der Düse wünschenswert erscheinen
läßt. So kann man bei dem Prägevorgang auf dem Düsenboden zur Versteifung Stege
stehen lassen. Abb. 3 zeigt eine Draufsicht auf einen derartigen Düsenboden. Auf
dem Boden A sind die Stege E zu erkennen, die übrigens auch in der Abb. i dargestellt
sind.
-
Es sei noch darauf hingewiesen, daß gerade die Metallegierungen, die
der `'Wechselbeanspruchung durch die Spinnpumpen am besten gewachsen sind, nämlich
Legierungen mit guter Dehnung, auch für den Prägevorgang besonders geeignet sind.