DE1212714B

DE1212714B - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Bloecken aus praktisch parallelen thermoplastischen Hohlfaeden

Info

Publication number: DE1212714B
Application number: DED43544A
Authority: DE
Inventors: Hans-Joachim Dietzsch
Original assignee: HANS JOACHIM DIETZSCH GmbH
Current assignee: HANS JOACHIM DIETZSCH GmbH
Priority date: 1964-02-05
Filing date: 1964-02-05
Publication date: 1966-03-17

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Blöcken aus praktisch parallelen thermoplastischen Hohlfäden Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Blöcken aus praktisch parallel angeordneten thermoplastischen Hohlfäden unter kontinuierlicher, langgestreckter Ablage eines Fadenstranges auf eine Unterlage. Die Erfindung gibt ferner eine bevorzugte Apparatur zur Durchführung dieses Verfahrens an.
Durch die Erfindung soll das Problem gelöst werden, in rationeller Weise einen schaumähnlichen Körper mit anisotropen physikalischen Eigenschaften, vorzugsweise aus hohlen gesponnenen Fäden aus einem thermoplastischen Werkstoff, herzustellen.
Derartige schaumähnliche Körper zeichnen sich besonders durch ihre große Leichtigkeit, ihre Billigkeit und insbesondere durch eine wesentlich erhöhte statische Festigkeit in einer Richtung aus.
Bei der Herstellung eines Blockes von verhältnismäßig großen Dimensionen aus versponnenen dünnen Hohlfäden bestand bisher das Problem, den von der Spinndüse herkommenden Fadenstrang möglichst rasch in einen kompakten Körper zu verwandeln.
Einem Vorschlag zufolge wurde der von der Spinndüse kommende Faden auf eine Trommel aufgewickelt, und nach Erreichen eines bestimmten Durchmessers wurden die Fadenlagen auf der Trommel aufgeschnitten, auseinandergelegt und beispielsweise durch Druck- und Wärmeeinwirkung zu einem Block zusammengesintert, wobei das Kapillanolumen aufrechterhalten wurde.
Es hat sich jedoch gezeigt, daß nach diesem Verfahren nicht in jedem Fall wirtschaftlich gearbeitet werden kann. Es wurde daher weiter vorgeschlagen, zwei Trommeln zu verwenden, die im Gegentakt arbeiten, wobei immer auf eine Trommel aufgewickelt wurde, während von der anderen Trommel die aufgeschnittenen Fadenlagen abgenommen wurden. Aber auch dieses Verfahren war noch nicht wirtschaftlich genug, um es großtechnisch einsetzen zu können.
Ein weiterer Vorschlag besteht darin, den versponnenen Faden aus der Düse mittels eines Greifers auf die bestimmte Länge abzuziehen und danach abzulegen. Hierbei bestand aber die Schwierigkeit, daß ein kontinuierlicher Abzug des Fadens nicht möglich war, da nach dem Abzug immer wieder ein neuer Greifer an der Düse angesetzt werden mußte.
Die vorliegende Erfindung geht nun von dem letztgenannten Vorschlag aus und gibt ein Verfahren zur Herstellung von Blöcken aus praktisch parallel angeordneten thermoplastischen Hohlfäden unter kontinuierlicher, langgestreckter Ablage eines Fadenstranges auf eine Unterlage bekannt. Die Erfindung ist gekennzeichnet durch die Kombination mehrerer aufeinanderfolgender Verfahrensschritte. Demgemäß wird zunächst der Strang aus einem stationären Spinnkopf auf eine Unterlage in der Weise abgelegt, daß in periodischer Folge ein Schlaufenende des Stranges in Abzugsrichtung festgehalten und der vom Spinnkopf herkommende Strang durch einen in Abzugsrichtung die Unterlage überwandernden Mitnehmer auf der Unterlage in Abzugsrichtung durch Bildung einer Schlaufe abgelegt wird. Danach werden die gebildeten Schlaufen vorzugsweise nach Auftrennung ihrer Enden quer zur Abzugsrichtung aus dem Schlaufenbildungsbereich heraus bis zur Fadenberührung zusammengeschoben, gleichzeitig oder anschließend mehrlagig gestapelt und durch Druck-und Wärmeeinwirkung zumindest in den Fadenberührungsgebieten unter Aufrechterhaltung des Kapillarvolumens materiell vereinigt.
Zur Durchführung dieses Verfahrens wird eine Apparatur vorgeschlagen, die mit einem Extruder mit mehrdüsigem Spinnkopf und einer Auflagefläche für den gesponnenen Strang verbunden ist und die gekennzeichnet ist durch in Abzugsrichtung des Stranges in periodischer Folge sich mit der Hälfte der Abzugsgeschwindigkeit bewegende, als Mitnehmer dienende Rollen, Stifte od. dgl., die den Strang mitnehmen und nach Erreichen eines der Länge des Sfranges entsprechenden Punktes die gebildete Schlaufe entspannen, durch eine Mitnahme-und Festlegevorrichtung für die Schlaufe, beispielsweise zwei unter der Auflagefläche angeordnete, diese durchragende:Haspeln sowie eine Abschneidevorrichtung und eine Stapelvorrichtung für die abgelegten Strangstücke.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung besteht darin, daß über zwei in einem bestimmten Abstand voneinander angeordneten Haspeln ein durch Kettenantrieb bewegtes, senkrecht hierzu endlos umlaufendes Rollenpaar vorgesehen ist, von dem jeweils eine Rolle die abzuziehende Schlaufe des Stranges bildet, während die zweite Rolle an den Ausgangspunkt zurückläuft, und daß die Haspeln zur Ablage der jeweils gebildeten Schlaufe schrittweise weiterbewegt werden. Zur Aufschneidung der Schlaufen kennen hinter den Haspeln bewegte Messer od. dgl. vorgesehen sein.
-In einer etwas abgewandelten Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung können auch eine Reihe von feststehenden. Stiften vorgesehen sein, die auf einer Trommel oder auf einem endlos umlaufenden Band bewegt werden. Quer zu diesen Stiften sind bewegbare Stifte angeordnet, die in Abzugsrichtung mit der Hälfte der erforderlichen Abzugsgeschwindigkeit bewegt werden und die die Schlaufen des Stranges bilden und danach wieder in ihre Ausgangsstellung zurückgefahren werden.
Weitere Einzelheiten der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich aus den Abbildungen, - von denen Abb. 1 in perspektivischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung gemäß der Erfindung zeigt und A b b. 2 im Prinzip eine weitere Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung wiedergibt.
In Ab b. 1 sind unter einer Auflagefläche 1 für die zu stapelnden gesponnenen Stränge zwei Haspeln 2 und 3 angeordnet. Die einzelnen Stäbe der Haspeln treten durch zwei schlitzförmige Öffnungen 4 und 5 über die Auflagefläche 1 hindurch. Oberhalb dieser Auflagefläche ist jeweils ein Zahnradpaar 6, 7 und 8, 9 angeordnet, die durch einen nicht dargestellten Antrieb in Richtung der Rundpfeile 10, 11 umlaufen. Die beiden Zahnradpaare sind durch zwei endlos umlaufende Ketten 11, 13 miteinander verbunden. An diesen Ketten sind zwei Rollen 14, 15 befestigt.
Die in A b b. 1 gezeigte Abzugs- und Stapelvorrichtung arbeitet wie folgt: Der von der mehrdüsigen Spinndüse 16 ankommende Strang 17 aus Hohlfäden wird zunächst am Stab 18 der Haspel 2 festgehalten. Wenn die Rolle 14 um das Zahnradpaar 6, 7 herumläuft, zieht es unter Bildung einer Schlaufe den Strang 17 in Richtung des Pfeiles 19. Bei Erreichen -des Zahnradpaares 8, 9 entspannt sich das Schlaufenende über dem Stab 20 der Haspel 3. In diesem Augenblick fällt die Schlaufe von der Rolle 14 ab und fädelt sich auf den darunterstehenden Stab 20 auf. Die Schlaufe liegt praktisch auf dem Tisch 1 auf, denn die Schlaufenlänge ist sehr groß. Dabei fällt im Bereich der Zahnradpaare 8, 9 nach Entspannen der Schlaufe nur das Schlaufenende herunter Gleichzeitig ist die Rolle 15--um das Zahnradpaar 6, 7 herumgewandert und beginnt mit dem Strang 17 in Abzugsrichtung eine neue Schlaufe zu bilden.
Dabei erfaßt die Rolle 15 den Strang 17 während des Umlaufs um die Achse der Kettenräder-6, wo- durch der. Strang um den Stab 18 der Haspel 2 herumgewickelt wird. Dieser Stab ist während des Bildens der vorangehenden Schlaufe unter die Achse der Zahnräder 6, 7 eingeschwenkt worden. Die Stäbe der Haspel 2 sind länger als die Stäbe der Haspel 3.
Erstere dienen zur Umschlingung des vorderen Schlaufenendes und letztere zum Auffangen des hinteren Schlaufenendes. Dieser Vorgang kann beliebig oft in periodischer Folge wiederholt werden.
Um während der Zeitdauer des Abwerfens der gebildeten Schlaufe diese gespannt zu halten, ist die Drehachse der Haspel 3 um einen kleinen Winkel gegenüber der Drehachse der Haspel 2 versetzt.
Nach -Aufschneiden der Schlaufen werden die so gebildeten Strangstücke mittels Greifer oder Mitnehmer 21, 22, die in erforderlicher Anzahl auf die Schlaufenlänge verteilt angeordnet sind und die in Aussparungen 23, 24 der Auflagefläche 1 verlaufen, wie bei 25 angedeutet, zusammengeschoben und ge-. gebenenfalls in Richtung des Pfeiles 26 weiterbefördort. Auf diese-Weise kann auch eine Stapelung vorgenommen werden. Die so gestapelten Stränge können dann einer Presse zugeführt werden, wo sie unter Druck- und Wärmeeinwirkung, beispielsweise durch - Sintern, miteinänder verbunden werden.
Der oben dargestellte Vorgang ist absolut kontinuierlich. Die Abzugsgeschwindigkeit ist bis auf die Wendepunkte der Rollenumläufe konstant. Während des Durchlaufens der Wendepunkte sinkt die Abzugsgeschwindigkeitcosinusförmig auf die Hälfte ab, wie sich leicht errechnen läßt. Dieser kleine Mangel kann durch verschiedene Methoden ausgeglichen werden, sofern er überhaupt ausgeglichen werden muß. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird auch in Verbindung mit der bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung gewährleistet, daß die zur Bildung eines Blockes erforderlichen einwandfreien Einzelstränge erzeugt und addiert werden können.
In A b b: 2 ist im Prinzip eine weitere Vorrichtung gezeigt. Danach bewegen sich in Richtung des Pfeiles 27' mehrere feststehende Stifte-28. Der von der Spinndüse 16 ankommende Strang 17 wird von in Richtung des Pfeiles 29 mit der halben Abzugsgeschwindigkeit bewegbaren Stiften 30 erfaßt und zu einer Schlaufe verformt. Der ankommende Strang 17 wird dann um den nächsten feststehenden Stift 28 herumgelegt und vom beweglichen Stift 30 in Abzugsrichtung bewegt. Hierzu kann eine Steuerung des Düsenkopfes erforderlich werden, um den Strang jeweils um die feststehenden Stifte 28 bzw. die bewegbaren Stifte 30 herumzulegen. Nach Aufreihung werden die bewegbaren Stifte wieder in ihre Ausgangslage zurückgeführt, und die aufgelegten Strangstücke können bei 31, gegebenenfalls nach Aufschneiden ihrer Enden, aufgenommen werden.

Claims

Patentansprüche: -1. Verfahren zur Herstellung von Blöcken aus praktisch parallel angeordneten thermo.plastischen Hohlfäden unter kontinuierlicher, langgestreckter Ablage eines Fadenstranges auf eine Unterlage, dadurch gekennzeichnet, daß a) der Strang aus einem stationären Spinnkopf auf eine Unterlage in der Weise abgelegt wird, daß in periodischer Folge ein Schlaufenende des Stranges in Abzugsrichtung festgehalten und der vom Spinnkopf herkommende Strang durch einen in Abzugsrichtung die Unterlage überwandernden Mitnehmer auf der Unterlage in Abzugsrichtung durch Bildung einer Schlaufe abgelegt wird, b) die gebildeten Schlaufen vorzugsweise nach Auftrennung ihrer Enden quer zur Abzugsrichtung aus dem Schlaufenbildungsbereich heraus bis zur Fadenberührung zusammengeschoben werden, c) gleichzeitig hiermit oder anschließend mehrlagig gestapelt und d) durch Druck- und Wärmeeinwirkung zumindest in den Fadenberührungsgebieten unter Aufrechterhaltung des Kapillarvolumens materiell vereinigt werden.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einem Extruder mit mehrdüsigem Spinnkopf und Auflagefläche für den gesponnenen Strang, gekennzeichnet durch in Abzugsrichtung des Stranges (17) in periodischer Folge sich mit der Hälfte der Abzugsgeschwindigkeit bewegende, als Mitnehmer dienende Rollen (14, 15), Stifte od. dgl., die den Strang mitnehmen und nach Erreichen eines der Länge des Stranges entsprechenden Punktes die gebildete Schlaufe entspannen, durch eine Mitnahme- und Festlegevorrichtung für die Schlaufe, beispielsweise zwei unter der Auflagefläche (1) angeordnete, diese durchragende Haspeln (2, 3) sowie eine Abschneidvorrichtung und eine Stapelvorrichtung (21, 22) für die abgelegten Strangstücke (25).
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß über zwei in einem bestimmten Abstand voneinander angeordneten Haspeln (2, 3) ein durch Kettenantrieb (6, 7, 8, 9 und 12, 13) bewegtes, senkrecht hierzu endlos umlaufendes Rollenpaar (14, 15) vorgesehen ist, von dem jeweils eine Rolle die abzuziehende Schlaufe des Stranges bildet, während die zweite Rolle an den Ausgangspunkt zurückläuft, und daß die Haspeln zur Ablage der jeweils gebildeten Schlaufe schrittweise weiterbewegt werden.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse der einen Haspel (3) um einen geringen Winkel a gegenüber der Drehachse der anderen Haspel (2) versetzt ist, wobei die Stäbe der Haspel (2) länger als die Stäbe der Haspel (3) sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 2 bis 4, gekennzeichnet durch eine vorzugsweise hinter den Haspeln angeordnete Schneidvorrichtung, wie bewegte Messer od. dgl., zur Aufschneidung der Schlaufen.
6. Vorrichtung nach Anspruch 2 bis 5, gekennzeichnet durch mehrere in Ablagerichtung der Auflagefläche für den gesponnenen Strang verlaufende Mitnehmer (21, 22) oder Stapler für das Zusammenschieben der abgelegten Fadenstränge bis zur Fadenberührung und für die anschließende Stapelung.
7. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Reihe von feststehenden Stiften (28) vorgesehen ist, die auf einer Trommel oder einem endlos umlaufenden Band bewegt werden, und daß quer zu den feststehenden Stiften in Abzugsrichtung mit halber Abzugsgeschwindigkeit bewegbare Stifte (30) vorgesehen sind, die die Schlaufen des Stranges (17) bilden, und danach wieder in ihre Ausgangsstellung zurückgefahren werden.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine in Verbindung mit den Stiften (28, 30) stehende Aufschneidvorrichtung für die Schlaufen und eine Mitnehmervorrichtung für das Zusammenschieben der abgelegten Fadenstränge bis zur Fadenberührung und für die anschließende Stapelung.