DE842484C

DE842484C - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines mit parallelen Faeden armierten Stoffes

Info

Publication number: DE842484C
Application number: DEP3742A
Authority: DE
Inventors: Emile Bitterli; Max Forrer
Original assignee: Compagnie Generale dElectricite SA
Current assignee: Alcatel Lucent SAS
Priority date: 1940-08-28
Filing date: 1949-08-06
Publication date: 1952-06-26

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines mit parallelen Fäden armierten Stoffes Die Erfindung betrifft die Herstellung von Stoffbahnen oder Gegenständen, wie Fußbodenbeläge und Treppenläufer, die im wesentlichen oder ausschließlich aus annähernd parallelen Fäden und einem Bindemittel zusammengesetzt sind.
Die Erfindung ist insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, zur Herstellung der aus gummierten parallelen Baumwollfäden bestehenden Bahnen bestimmt, die zur Herstellung der Bandagen für Luftreifen für Kraftfahrzeuge benutzt werden, und für plastische Stoffe, die mit parallelen Fäden, z. B. Baumwollfäden, armiert sind, welche in ein synthetisches Harz aus I'henolformaldehyd eingebettet sind. Solche Stoffe sind zur Preßformung von Gegenständen bestimmt, die Zugbeanspruchungen aushalten müssen.
Das wesentliche Merkmal des den Gegenstand der Erfindung bildenden Herstellungsverfahrens liegt darin, daß die parallele Ausrichtung der imprägnierten oder mit Bindemittel umhüllten Fäden einerseits und ihre Festlegung in dieser Lage durch Zusammenkleben, andererseits dadurch erzielt werden, daß diese Fäden auf einem in Drehbewegung versetzten Träger aufgewickelt werden.
Weitere wesentliche Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung.
Die Imprägnierung oder die Umhüllung der Fäden mit dem Bindemittel wird bewirkt, indem man die Fäden vor dem Aufwickeln durch ein Bindemittelbad führt. Wenn das Bindemittel nicht flüssig oder teigartig ist, kann es in diese Konsistenz durch Schmelzen, durch Auflösen in einem Lösungsmittel oder durch Dispersion in einer geeigneten Flüssigkeit übergeführt werden. Wenn hingegen das Bindemittel keine genügende Viskosität besitzt, kann man es durch Beifügung vorf, pulvkrgrrttigen-odSer kolloidalen Zugaben ein dicken. Die Beifügung von Zugaben dieser Art kann auch ein wirtschaftliches Interesse bieten, oder sie kann die Eigenschaften des Endproduktes in einemgünstigen Sinne verändern.
Der sich abwickelnde Faden wird im übrigen in einem einzigen fortlaufenden Arbeitsvorgang zunächst imprägniert oder überzogen und dann aufgewickelt.
Der Aufwickelträger zieht den Faden von seiner Spule durch das Bindemittelbad hindurch. Der Vorgang kann an einem einzigen Faden oder vorzugsweise an mehreren Fäden gleichzeitig ausgeführt werden.
Es ist wichtig, daß die Fäden und das Bindemittel in dem hergestellten Stoff und in den aus diesem Stoff erzeugten Gegenständen in genau bestimmten Anteilen anwesend sind. Die auf die Fäden aufgebrachte Bindemittelmenge wird dosiert und konstant gehalten, intlem man die mit Bindemittel getränkten oder umhüllten Fäden einzeln oder gruppenweise durch eine Düse mit passendem Querschnitt hindurchlaufen läßt, die den Bindemittelüberschuß zurückhält. Diese Düse bedingt demnach den Querschnitt des Gemisches von Fäden und Bindemittel. Es genügt daher, daß der Querschnitt der Fäden konstant ist, damit die auf die Fäden aufgebrachte Bindemittelmenge ebenfalls konstant ist.
Wenn das Bindemittel in solchem Grad flüssig ist, daß es unter dem Einfluß der Schwere ziemlich schnell fließt, muß der mit Bindemittel überzogene Faden aus der Düse senkrecht oder annähernd senkrecht austreten. Die Bindemjttelhülle wird so ihre in bezug auf den Faden konzentrische Lage beibehalten. Gemäß der Erfindung wird die Düse oberhalb oder unterhalb des Aufwickelträgers angeordnet und genauer in der senkrechten mittleren Tangente des Trägers auf der Seite der Aufwicklung. Eine besondere Anordnung besteht darin, daß man die Düse oberhalb des umlaufenden Trägers anordnet. In diesem Falle wird die Düse am unteren Ende des das Bindemittel enthaltenden Behälters und folglich unter dem Spiegeldes Bindemittels angeordnet. Der oder die von oben kommenden Fäden treten in das Bad des Bindemittels ein und verlassen es in senkrechter Richtung durch das untere Ende der I)üse, um direkt auf den umlaufenden Träger aufgewickelt zu werden.
Um eine bessere Imprägnierung der Fäden oder eine homogenere und regelmäßigere Verteilung der Fäden und des Bindemittels zu erreichen, wird man mit Vorteil dünne Fäden gegenüber Fäden mit starkem Durchmesser vorziehen. Andererseits ist der Durchgang eines einzigen dünnen Fadens durch eine Düse mit vielfachen Nachteilen verbunden. Die Produktion ist gering, der kleine Durchmesser der Düsenöffnung müßte mit einer praktisch schwer erzielbaren Genauigkeit eingestellt werden, die Düse würde sich beim Vorhandensein des kleinsten Knotens in dem Faden verstopfen u. a. m. Gemäß der Erfindung läßt man mehrere dünne Fäden durch dieselbe Düse durchlaufen. Die Produktion erhöht sich dadurch proportional zur Anzahl der Fäden. Die Düsenöffnung ist stärker, und die Änderungen des Durchmessers der () Öffnung haben geringeren Einfluß auf ihren Querschnitt, während die knoten oder andere Unregelmäßigkeiten der Fäden durch die Düse laufen, ohne sie zu verstopfen, indem sie die benachbarten Fäden momentan verschieben.
Wenn man mehrere Fäden durch eine Düse laufen läßt, ist es wichtig, daß jeder einzelne Faden mit Bindemittel gut imprägniert oder umhüllt wird. Gemäß der Erfindung wird dieses Ergebnis erzielt, indem män die Fäden einzeln für sich durch das Bad führt und sie erst in der Düse zu einem Bündel vereinigen läßt. Die Fäden können beispielsweise durch das Bindemittelbad in Richtung der Erzeugungslinien eines Kegels eintreten. An der Kegelspitze befindet sich die mit einer runden Öffnung ausgestattete Düse, die alle Fäden zu einem zylindrischen Bündel vereinigt, das anschließend auf den umlaufenden Träger aufgewickelt wird.
Zur Erhöhung der Produktion können mehrere Düsen gleichzeitig den umlaufenden Träger beliefern, sei es, daß diese Düsen die Fäden von dem gleichen Bindemittelbad erhalten, sei es, daß jede Düse die Fäden von einem besonderen Bindemittelbad erhält.
Wenn man eine prismatische, zylindrische oder in Form eines beliebigen Umdrehungskörpers gestaltete Wicklung von Fäden herstellen will, muß man den Berührungspunkt des Fadens oder des Fadenbündels mit dem umlaufenden Träger vorwärts wandern lassen.
Diese Verschiebung darf nicht durch eine Fadenführung vorgenommen werden, die sich parallel zur Umlaufachse des Trägers verschiebt, weil die Berührung des imprägnierten oder umhüllten Fadens mit dieser Führung einen Teil des Bindemittels wegnehmen und die Führung sich schließlich verkleben und verstopfen würde. Gemäß der Erfindung wird die Verschiebung des Berührungspunktes des Fadens mit dem umlaufenden Träger dadurch bewirkt, daß die Düse selbst verschoben wird. Die Düse wird z. B. mit einem Schlitten fest verbunden, der auf Schienen parallel zur Umlaufachse des Wickelträgers durch eine durch den Träger in Bewegung versetzte endlose Schraube verschoben wird.
Wenn mehrere Düsen den gleichen Träger beliefern, kann man ihre Anordnung und ihren gemeinsamen Vorschub so wählen, daß sie eine regelmäßige und in der Breite nicht unterbrocheneWicklung hervorbringen.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung kann der Düsenschlitten auch das Bindemittelbad und die Spulen oder Garnwickel tragen.
Man kann gemäß der Erfindung ebene Tücher mit parallelen Fäden erzeugen, wenn man einen Umlaufträger benutzt, der in Verbindung mit dem Fadenvorschub eine Wicklung in prismatischer Form liefert, trotz des mit diesem Verfahren verbundenen Nachteils, der darin liegt, daß der Faden am Düsenausgang periodisch die Richtung und Geschwindigkeit wechselt, während er im Falle einer zylindrischen Wicklung aus der Düse vollkommen senkrecht und mit gleichförmiger Geschwindigkeit austreten kann. Dieser Nachteil wird um so weniger ins Gewicht fallen, als das Prisma sich dem Zylinder annähert, wobei jedoch die Abmessungen der ebenen Tücher sich bei einem gegebenen Raumbedarf des Trägers ebenso verkleinern. Man muß daher eine mittlere Grenze einhalten. Man hat erkannt, daß ein Prisma mit fünfeckigem Querschnitt die günstigste Form ist, d. h. diejenige, die bei einem gegebenen Raumbedarf noch hinreichend große Tücher liefert, unter möglichster Aufrechterhaltung einer gleichmäßigen Richtung und Geschwindigkeit des Fadens.
In vielen Fällen müssen die gemäß dem oben beschriebenen Verfahren erzeugten Fadenwicklungen einer Trocknung oder einer Polymerisierung oder einer Vulkanisierung oder anderen physikalischen oder chemischen Behandlungen unterworfen werden. Der Umlaufträger kann dann gemäß der Erfindung von einem zu diesem Zweck herangebrachten Behälter umgeben werden. I)ieser Behälter kann z. B. als Trockenkammer dienen und wird in diesem Falle mit einem Heißluftumlauf versehen.
Bei dem Aufwickeln eines Fadens oder eines Bündels von imprlignierten Fäden auf einen prismatischen Träger wird das flüssige Bindemittel aus dem Faden oder dem Fadenbündel an den Ecken des Prismas teilweise herausgedrückt und sucht dann in einer bevorzugten Richtung zu fließen. ían hat gefunden, daß man diese ngleichmäßigkeiten in der Verteilung des Bindemittels abschwächen oder verschwinden lassen kann, wenn man die Iiml;lufrichtung des Trägers während der Periode der physikalischen oder chemischen Behandlong umkehrt, die auf die Aufwickelperiode folgt.
Die Zeichnung zeigt als Ausführungsbeispiel in schematischer Darstellting eine Vorrichtung zur Durchführung des beschriebenen Herstellungsverfahrens für den Fall eines Trägers mit fünfeckigem Querschnitt.
Fig. I ist eine Frontansicht der Vorrichtung; Fig. 2 ist eine Seitenansicht der gleichen Vorrichtung.
I)ie Fäden I gehen von ihren kegeligen ortsfesten Spulen 6 aus, gehen durch die über den Spulen angebrachten l : Führungsringe und dann nach unten in das Bad des flüssigen Bindemittels 2, aus dem sie durch die l) iise 3 austreten, um auf dem durch einen Elektromotor 8 angetriebenen fünfeckigen l ; Umlaufträger 4 aufgewickelt zu werden. I)ie Träger der Spulen 6 sind mit dem Bad2 2 und seiner Diese 3 fest verbunden, wobei das Ganze auf dem Schlitten 7 angeordnet ist. Dieser verschiebt sich parallel zu der Achse des Trägers 4, wenn die Vorrichtung in Betrieb ist, da man ihn dann mit einer durch Vermittlung des Umlaufträgers 4 angetriebenen ajchr;rubenspindel 5 kuppelt. Dieser Träger 4 ist von einem eine Trockenkammer bildenden Behälter () umgeben. Schließlich kann die Umdrehungsrichtung des Trägers 4 durch L'mkehrung des den Motor 8 speisenden Stroms umgekehrt werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE : 1. Verfahren zur Herstellung einer Stoffbahn, die aus annähernd parallelen Fäden und einem Bindemittel zusammengesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Bindemittel imprägnierten oder umhüllten Fäden parallel ausgerichtet und in dieser Lage durch Aufwickeln auf einen umlaufenden Träger durch Zusammenkleben fest miteinander verbunden werden.
2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Imprägnierung oder das Überziehen der Fäden mit dem Bindemittel vorgenommen wird, indem man die Fäden vor dem Aufwickeln durch ein Bindemit telbad hindurchführt, wobei das Bindemittel nach Bedarf durch Dispersion oder Auflösung in einem geeigneten Mittel oder durch Schmelzen flüssig oder teigartig gemacht werden kann.
3. Verfahren nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der sich abwickelnde Faden in einem einzigen fortlaufenden Arbeitsgang zunächst imprägniert oder überzogen und anschließend aufgewickelt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der fortlaufende Arbeitsgang mit einem einzigen Faden oder gleichzeitig mit mehreren Fäden durchgeführt wird.
5. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Dosierung und Konstanthaltung der auf die Fäden aufgebrachten Bindemittelmenge die mit Bindemittel imprägnierten oder umhüllten Fäden einzeln oder gruppenweise durch eine Düse von geeignetem Querschnitt durchlaufen, die den Bindemittelüberschuß zurückhält.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Falle der Verwendung mehrerer Fäden diese das Bindemittel einzeln durchlaufen und erst in der Düse vereinigt werden.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse sich parallel zur Umlaufachse des Wickelträgers in der Weise verschiebt, daß der Berührungspunkt des imprägnierten oder umhüllten Fadens mit dem Träger, ohne Anwendung einer Fadenführung der Düse und diesem Träger, vorwärts wandert.
8. Vorrichtung nach Anspruch 5 bis 7, gekennzeichnet durch eine solche Anordnung der Düse, daß die imprägnierten oder umhüllten Fäden aus ihr in annähernd senkrechter Richtung austreten.
9. Vorrichtung nach Anspruch 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse oberhalb des Wickelträgers angeordnet ist.
IO. Vorrichtung nach Anspruch 5 bis 9, dadurch gekerinzeichnet, daß die Düse in der Wandung des das Bindemittel enthaltenden Behälters und unter seinem Spiegel angeordnet ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 5 bis lo, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehrere Düsen den gleichen Träger beliefern.
12. Vorrichtung nach Anspruch I bis II zur Erzeugung von ebenen Bahnen mit parallelen Fäden, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden auf einem prismatischen Träger aufgewickelt werden.
13. Vorrichtung nach Anspruch I2, dadurch gekennzeichnet, daß der prismatische Träger einen fünfeckigen Querschnitt besitzt.
14. Verfahren nach Anspruch I bis I3, dadurch gekennzeichnet, daß die imprägnierteh oder umhüllten und auf ihrem Träger aufgewickelten Fäden an Ort und Stelle einer thermischen, chemischen od. dgl. Behandlung unterworfen werden.
15. Verfahren nach Anspruch I4, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger während der Behandlung in einer Richtung in Umdrehung versetzt wird, die derjenigen während der Aufwicklung der Fäden entgegengesetzt ist.
I6. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch I bis Ig, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einer umlaufenden Trommel besteht, auf welcher die aus einer oder mehreren, oberhalb der Trommel auf Schlitten angeordneten Düse austreten, und daß die mit Bindemittel imprägnierten oder umhüllten Fäden auf die Trommel aufgewickelt werden.
17. Vorrichtung nach Anspruch I6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitten parallel zur Umlaufachse der Trommel verschiebbar sind.
I8. Vorrichtung nach Anspruch I7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebung der Schlitten von der Umdrehung der Trommel abhängig isti so daß eine regelmäßige und fortschreitende Wicklung der Fäden auf der Trommel erzielt wird.
19. Vorrichtung nach Anspruch I6 bis I8, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse oder die Düsen in der mittleren senkrechten Tangente der Trommel an der Seite der Aufwicklung angeordnet sind.
20. Vorrichtung nach Anspruch I6 bis I9, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Schlitten außer der oder den Düsen das Bindemittelbad und die Garnspulen tragen.
21. Vorrichtung nach Anspruch 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse am Boden des das Bindemittel enthaltenden Behälters angeordnet ist.
22. Vorrichtung nach Anspruch I6 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlaufbewegung der Trommel umkehrbar ist.
23. Vorrichtung nach Anspruch I6 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Trommel im Innern eines Behälters angeordnet ist, in welchem die imprägnierten oder umhüllten Fäden einer thermischen, chemischen od. dgl. Behandlung unterworfen werden können.