CH224186A

CH224186A - Verfahren und Vorrichtung zum Verstrecken organischer Gebilde zwecks Erzeugung hochfester Fäden, Borsten oder Saiten.

Info

Publication number: CH224186A
Authority: CH
Inventors: Aktiengesellsc Farbenindustrie
Original assignee: Ig Farbenindustrie Ag
Priority date: 1940-05-21
Filing date: 1941-07-04
Publication date: 1942-11-15
Also published as: NL59355C

Description

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Teefahren und Torrichtung zum Teestrecken organischer Gebilde zwecks Erzeugung hochfester Fäden, Borsten oder Saiten. Gegenstand vorliegender Erfindung ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verstrecken organischer Gebilde, insbesondere von Fäden oder Fadenbündeln, zwecks Erzeugung von hochfesten Fäden, Borsten oder Saiten unter möglichster Wahrung der ursprünglichen Querschnittsform. Vorzugsweise ist die Erfindung anwendbar auf Gebilde, welche durch Auspressen von geschmolzenen Nassen aus Spinndüsen und Erstarren in Luft oder Nasser erzeugt sind.

Es ist eine bekannte Eigenschaft .der Gebilde, aus gewissen Körperklassen, insbesondere der linearen Superpolyamide, dass sie erst durch den der primären Erzeugung im Schmelzfluss nachfolgenden ,Streckvorgang ihre wertvollen physikalischen Eigenschaften, insbesondere höehste Zerreissfestigkeit und grosse elastische Dehnung, erhalten.

Es sind bereits Verfahren und Vorrichtungen bekannt, um dieses Verstrecken an Fäden geringen Querschnittes, also normalen Kunstseidefäden von 1 bis 10 den. Einzeltiter, durchzuführen. DZan zieht hierbei z. B. den Faden oder das Fadenbündel in einfacher oder mehrfacher Umschlingung über ein feststellendes Stäbchen aus möglichst hartem Werkstoff, z. B. Quarz, Achat oder ähnlichem. Ein solches Verfahren ist jedoch beim Verstrecken stärkerer Fäden, für welches sich die vorliegende Erfindung vorzugsweise eignet, nicht anwendbar.

Diese Fäden, mit einem ursprünglichen Durchmesser von etwa 0,1 mm aufwärts bis zu 2 mm, würden bei einer solchen Arbeitsweise ihre ursprüngliche Querschnittsform verlieren. Ein runder Querschnitt insbesondere würde beim Verstrecken unter Zug über einen befestigten Zylinder vollständig abflachen. Aus demselben Grunde scheiden auch die übrigen aus der Kunstseide-, Faser- und Zellwollerzeugung bekannten Verfahren mit Streckvorrichtungen aus,

da sie sämtlich Pressung des zu verstreckenden Fadens bewirken, welche zu einer Quer- schnittsabflachung führt.

Das Verstrecken der in endloser Form vorliegenden Fäden wird allgemein in der Weise durchgeführt, dass die Fadenspannung auf der Einlaufseite, allmählich gesteigert, einen Höchstwert, die sogenannte Sterckspan- nung, erreicht und eodann auf der Auslaufseite allmählich wieder herabgesetzt Wird.

Um diese Spannungserhöhung bezw. -vermin- derung herbeizuführen, lässt man erfindungsgemäss den zu verstreckenden Faden hinter- einander eine Klemmstelle zwischen zwei Walzen, mehrere angetriebene freiumlaufende Umschlingunggswalzen, über welche der Faden vorzugsweise mit möglichst grossen Umschlingungswinkeln hinweggeführt wird, eine freie Fadenstrecke, sodann wiederum mehrere angetriebene,

freiumlaufende Umschlingungswalzen und am Schluss eine zweite Klemmstelle zwischen zwei Walzen durchlaufen. Unter Ausnutzung der bekannten Gesetze der Fadenreibung wird so die Fadenspannung an der Einlauf- und Auslaufstelle auf einen Bruchteil der Zugspannung zwischen den beiden Walzensystemen, welche, dem Veratreckungsverhältnis entsprechend, mit stark verschiedenen Geschwindigkeiten umlaufen, herabgesetzt. Es ist gleichwohl notwendig,

an der Einlauf- und Auslaufstelle des Fadens die Fadenspannung auf einen bestimmten Mindestbetrag zu fixieren. Dies kann dadurch geschehen, dass die Klemmwalzen am Ein- und Auslauf durch einstellbar veränderliche Federspannung gegen die angetriebenen Umschlingungswalzen angepresst und durch Reibung mitgedreht werden.

Obwohl die Fadenspannung an diesen Stellen nur mehr gering und daher kein hoher Anpressdruck erforderlich ist, könnte gleichwohl ein Abflachen des Querschnittes, namentlich an der Einlaufstelle des unver- festigten Fadens eintreten. Um dem zu begegnen, kann die angepresste Klemmwalze mit einem dicken, elastischen Überzug, z. B. einem Weichgummiüberzug, versehen sein.

Das Längen des Fadens vollzieht sich, von der elastischen Nachwirkung abgesehen, in der Hauptsache auf den Umschlingungswal- zen der Einlaufseite, indem der Faden, von der Klemmstelle des Einlaufwerkes angefangen, allmählich auf dem Umfang dieser Walzen, entsprechend der wachsenden Fadenspannung, voreilt.

Es ist wichtig, da diese i relative Wanderung des Fadens auf der Rol- lenoberfläche ungehindert und, ohne die Fadenoberfläche zu schädigen, vor sich geht. Zu diesem Zwecke kann die Oberfläche der Umschlingungswalzen mit einem möglichst, dichten, harten und glatten Überzug versehen, z.

B. hart verchromt und poliert sein. Damit gleichwohl nicht nach längerer Betriebszeit ein Einlaufen an einer bestimmten Stelle stattfinden kann, wird der Faden zweckmässigerweise mit Hilfe einer Gabel durch eine der bekannten Changiervorrich- tungen quer zur Walzenachse langsam hin und her bewegt.

Es wurde gefunden,' f urch eine an sich bekannte Vorbe'xrbilfnng der Fäden mit Wasser oder Wasserdampf und anschliessen- des Verstrecken in nassem Zustande sehr hohe, bisher unbekannte Arbeitsgeschwindigkeiten von mindestens 200 bis über 400 in/Min. erreicht werden können. Dabei entsteht jedoch die iSchwierigkeit, die Maschine bei solch hoher Arbeitsgeschwindigkeit anzufahren.

Es kann daher ein beeonderer Anf ahr- motor für Langsamanlauf vorgesehen sein, der das Streckwerk mit etwa einem Zehntel der normalen Arbeitsgeschwindigkeit antreibt. Hierbei kann der 'Faden leicht eingelegt, um die verschiedenen Walzensysteme geführt und auf die Auflaufspule gebracht werden.

Nach Beendigung die Vorganges kann durch einfache Druckknog= betätigung der Hauptmotor eingemhaltet werden, der allmählich und automatisch auf die volle Arbeitsgeschwindigkeit hochfährt.

Das Terfahren eignet sieb vorzugsweise auch zum Verstrecken n gebündelten Fäden.

In der beigefügten Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer zur Durchführung des beschriebenen Arbeitsverfahrens bestimmten

Vorrichtung unter Weglassung aller unwesentlichen Einzelheiten in schematischer Seitenansicht dargestellt.

Von der Ablauftrommel c gelangt der Faden über die durch Reibung mitgenommene Klemmwalze al zur Einlaufstalle und auf die Um.schlingungs- walzen a2 und a3. Er durchläuft sodann im Zustande höchster Zugspannung eine freie Fadenstrecke und gelangt wieder auf zwei Umschlingungswalzen b3 und bz. Nach Passieren der Klemmstelle am Auslauf und der Klemmwalze b1 wird der Faden auf der Auflaufspule d aufgewickelt.

Dis Klemmwalzen a, und b,. haben einen dicken, elastischen Überzug, vorzugsweise aus Weichgummi oder einem ähnlichen Stoff; sie werden unter einem verstellbaren; Federdruck .gegen die Umschlingungswalzen a2 bezw. b2 gepresst. Die Umschlingungswalzen a2, a .3, b2, br sind an der Oberfläche hart verchromt und poliert. An der Einlauf- und Auslaufseite wird der Faden mittels einer Gabel e auf den Walzenpaaren in der Querrichtung langsam hin und her bewegt.

Die Umlaufgeschwindigkeit der Walzen der Auslaufseite ist, entsprechend dem Verstreckungsverhältnis, um ein Mehrfaches (Drei- bis Fünffaches) grösser als auf der Einlaufseite. Dieses Verstreckungsver- hältnis muss jedoch zweckmässig den jeweils besonderen Stoff- und Arbeitsbedingungen angepasst werden. Diesem Zwecke .dient ein stufenlos veränderliches Getriebe beliebiger Bauart f, von welchem aus die Walzen der Einlaufseite angetrieben werden, während die Ablaufgeschwindigkeit der Auslaufseite konstant gehalten wird.

Durch einfache Handradbetätigung i am stufenlosen Getriebe f kann innerhalb gegebener Grenzen ein beliebiges Vers.treckungsverhältnis eingestellt werden.

Dem weiter oben beschriebenen Anfahr- vorgang .dient der Anlaufmotor g, welcher durch eine Überhalkupplung mit Antriebs- welle,des Hauptmotors h, verbunden ist. Dieser Hauptmotor treibt beispielsweise durch Kettentrieb die Umschlingungswalzen der Ablaufseite an.

Um zu bewirken, .dass beim Abstellen der Maschine .die lose auf der Welle sitzende Ablauftrommel c sofort zum Stillstand kommt, ist ein Bremsmagnet k bekannter Bauart angeordnet, der beim Stromloswerden die Spulentrommel c abbremst.

Claims

PATENTANSPR tTCHE I. Verfahren zum Verstrecken organischer Gebilde zwecks Erzeugung von hochfesten Fäden, Borsten oder Saiten unter möglichst vollkommener Wahrung der ursprünglichen Querschnitt--,form, dadurch gekennzeichnet, dass man den zu verstreckenden Faden hinter- einander eine Klemmstelle zwischen zwei Walzen, mehrere angetriebene, frei umlau- f ende Umschlingungswalzen, eine freie Fadenstrecke,

sodann wiederum mehrere angetriebene frei umlaufende Umschlingungswalzen und am Schluss eine zweite Klemmstelle zwischen zwei Walzen durchlaufen lässt. Il. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, gekennzeichnet durch ein Ablauforgan (c), eine Einlaufklemmwalze (a,), angetriebene Umschlin- gungs#walzen (a_, a3) am Einlauf und (b3, b2) am Auslauf, eine Auslaufklemmwalze (b,) uud Auflauforgan (d). UNTERANSPRÜCHE: 1.

Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass Verstreckungs- peschwindigkeiten von mindestens 200 m/Min. Anwendung finden. 2. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass :ein Fadenbündel verstreckt wird. 3.

Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemm- walzen am Einlauf und Auslauf (a1, b1) durch einstellbar veränderliche Federspannung gegen die angetriebenen Umsehlin- gungswalzen (a2, b2) gepresst und durch Reibung von diesen mitgenommen werden. 4.

Vorrichtung nach Patentanspruch II und Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, .dass die Umschlingungswalzen (a2, a., b3, b,) eine metallisch blank polierte harte Oberfläche aufweisen. <Desc/Clms Page number 4> 5. Vorrichtung nach Patentanspruch II und Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daB die Umschlingungswalzen hart verchromt und poliert sind. 6.

Vorrichtung nach Patentanspruch II und Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmwalzen (a1, b1) eine ela- stisch weiche, nachgiebige Oberfläche besitzen. 7. Vorrichtung nach Patentanspruch II und Unteranspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmwalzen einen dicken Weichgummiüberzug aufweisen.

B. Vorrichtung nach Patentanspruch II und Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Fadenführung eine Changiervor- richtung (e) angeordnet ist, mittels welcher der Faden während seines Laufes über .die Walzen langsam quer zur Laufrichtung hin und her bewegt wird. 9.

Vorrichtung nach Patentanspruch II ,und Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daB die Umschlingungswalzen der Ein- laufseite (a2, a") durch Zwischenschaltung eines stufenlos regelbaren Getriebes (f) mit wahlweise veränderlicher Geschwindigkeit bei gleichbleibender Auslaufgeschwindigkeit antreibbar sind. 10.

Vorrichtung nach Patentanspruch II, gekennzeichnet durch Anordnung eines Bremsmagneten (k) mit Bandbremse (l) auf der Welle der Ablaufspule, welcher bei Stromunterbrechung ein sofortiges Abbremsen der Ablaufspule bewirkt. 11. Vorrichtung nach Patentanspruch II, gekennzeichnet durch einen besonderen Anfahrmotor (g), um das Einlegen von Fäden im Langsamlauf zu ermöglichen, und einen Hauptmotor (h);

der mit Hilfe einer Überholungskupplung ($) ein automatisch stufenweises Hochfahren auf die volle Streckgeschwindigkeit gestattet.