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Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Kunstfäden u. dgl. Es
ist bekannt, Kunstseide .in der Weise herzustellen, daß man den Faden, nachdem er
in üblicher Weise aus der Düse in ein Spinnbad und über eine Galette, die ihm die
gewünschte Abzugsgeschwindigkeit erteilt, gelaufen -ist, frei herabfallen läßt und
ihn sodann in einem langsam rotierenden Topf, der gleichzeitig eine hin und her
gehende Bewegung ausführt, auffängt. Man erhält auf diese Weise lose Fadenschleifen,
die sich kreuzweise übereinander lagern und die, wenn der Topf eine genügende Menge
Fäden enthält, zusammen mit dem Topf von der Spinnmaschine zur Fertigstellung der
Kunstseidenfäden - entfernt werden. Ein formbeständiger Wickel, der aus dem Topf
herausgenommen und ohne Stütze weiter behandelt werden kann, kann nicht gebildet
werden.
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Ein weiteres Verfahren ist bekannt, das zur Herstellung von künstlicher
Wolle in Strähnen bestimmt ist und bei dem eine gewisse Anzahl von Lunten oder Vorgarnen,
die von einer Gruppe von Maschinen erzeugt werden, zu einem fortlaufenden Band zusammengefaßt
und in ringförmigen Körben abgelegt werden. Auch hierbei kann der Ablagekorb eine
Drehbewegung und zugleich eine hin und her gehende Bewegung ausführen, j e nachdem,
ob man eine genau konzentrische Ablage des Kunstwollbandes oder stark gekreuzte
Lagen im Sammelkorb erhalten will. Die Ablage eines formbeständigen Kuchens aus
Kunstseidefäden ist durch dieses Verfahren nicht möglich.
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Von diesem Stand der Technik ausgehend, ist ein neues Verfahren entwickelt
worden, bei dem nicht mehr eine lose Masse übereinanderliegender Fadenschleifen,
sondern ein formbeständiger Kuchen erzeugt wird, der weder bei der Herstellung noch
bei der Nachbehandlung einer Stütze durch die Wandung eines Topfes oder einer Spule
bedarf.
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Die Erfindung besteht darin, daß die Fäden auf einer rotierenden Scheibe
so abgelegt werden, daß sie feste Wickel bilden, welche weder einer inneren noch
einer äußeren Stütze bedürfen und ohne Änderung der Form von der Wickelscheibe abgenommen
und der Nachbehandlung unterworfen werden können. Der auf einer Platte formbeständig
hergestellte Kuchen kann frei auf einem Teller liegend oder an Stangen hängend oder
in sonst geeigneter Weise ähnlich wie ein Zentrifugenkuchen gewaschen und nachbehandelt
werden, ohne daß eine Beschädigung der Fäden öder eine Verminderung der Ablauffähigkeit
des Kuchens eintritt. Es können nach dem Verfahren der Erfindung auch wesentlich
größere Fadenlängen ohne Unterbrechung gesponnen werden als bei Anwendung von Spulen-
oder Zentrifugenspinnmaschinen,
so daß auf diese Weise sehr lange,
knotenfreie Kunstseidenwickel erhalten werden. Die nach der Erfindung hergestellten
Kuchen können während der Nachbehandlung frei schrumpfen, weil jede Fadenschleife
sich ohne Behinderung durch feste Wickelkörper beliebig kontrahieren kann.
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Bei Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung fällt der Faden
(Fig. i der Zeichnung) von der Galette B auf eine Scheibe, einen Teller oder eine
Platte C, welche nicht durch irgendeine die Ablagerung störende Wand begrenzt ist.
Die Platte führt eine Drehbewegung und zugleich eine Zusatzbewegung, z. B. eine
hin und her gehende Bewegung, aus. Es muß nun zwischen der Periode der Drehbewegung
und der Periode der Zusatzbewegung ein Verhältnis eingehalten werden, welches so
berechnet ist, daß die auf denn Teller abgelegten Fadenlagen ein regelmäßiges Verkreuzungssystem
bilden, in welchem jeder Faden' seinen bestimmten Platz einnimmt. Besonders günstig
ist es, wenn jeder Faden dicht (etwa 2 bis 5 mm) neben den bei der vorangegangenen
Umdrehung abgelegten Faden zu liegen kommt, so daß .der Wickel ein Minimum an Raum
einnimmt. Ein solcher Wickel wird nur erreicht, wenn die nachstehenden Sonderbedingungen
eingehalten werden.
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Es ist erstens erforderlich, daß die Zusatzbewegung de's Tellers langsam
erfolgt. Als höchste zulässige Geschwindigkeit ist diejenige zu bezeichnen, bei
welcher ein Hinundhergang der Zusatzbewegung während einer halben Umdrehung des
Tellers vor sich geht. Wenn die Zusatzbewegung schneller ist, folgt der Faden nicht
mit genügender Genauigkeit der Bewegung der Unterlage; er legt sich dann nicht an
die für ihn vorgesehene Stelle, und es entsteht nur eine lockere Fadenanhäufung.
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Zweitens ist eine Stabilisierung der am frei hängenden Fadenstück
auftretenden Pendelschwingungen erforderlich. Das Zustandekommen dieser Schwingungen
wird in Fig.2 erläutert, die eine Aufsicht auf den Teller C (Fig. i) zeigt. Der
frei hängende Faden trifft im Punkt R auf den Teller auf, wobei die Liefergeschwindigkeit
des Fadens gleich der Umlaufgeschwindigkeit des Punktes R sei. Durch die Zusatzbewegung
wird der Faden aber abwechselnd nach außen, auf die Bahndes Punktes S, und nach
innen, auf die Bahn des Punktes T, gebracht. Die Punkte S und T laufen aber mit
höherer bzw. geringerer Geschwindigkeit um als Punkt R. Der Faden fällt auf einen
Punkt der Unterlage, der sich abwechselnd schnell und langsam bewegt, und wird,
da seine Laufgeschwindigkeit konstant bleibt, abwechselnd von dem Drehteller mitgerissen
und zurückgedrängt. Der Fußpunkt des hängenden Fadens bewegt sich daher nicht auf
der Bahn TS, sondern z. B. auf der Bahn UV; der Faden führt somit recht erhebliche
Pendelschwingungen um den Ablauf-Punkt von der Galette (P in Fig. i) aus.
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Die beschriebenen Schwingungen des frei hängenden Fadens stören, wenn
sie unregelmäßig verlaufen. In diesem Falle wird das Wicklungssystem unscharf, außerdem
bilden sich bei der Fadenumkehr leicht Schlingen oder quer verlaufende Fäden. Für
die Erzielung einwandfreier, formbeständiger Wicklungen sind völlig gleichmäßige
Schwingungen unerläßlich. Die Erzeugung solcher Schwingungen gelingt durch Verwertung
der bekanntlich bei allen Schwingungen auftretenden Resonanzerscheinungen. Das pendelnde
Fadenstück hat eine bestimmte Eigenschwingung, die von seinem Gewicht, dem Gewicht
des an ihm haftenden Spinnbades, seiner Länge und seiner Dicke abhängig ist. Wenn
die Schwingungszeit übereinstimmt mit der Periode der Zusatzbewegung ,des Drehtellers,
also z. B. mit der Zeit für einen Hin- und Hergang der Changierung, .so tritt zwischen
diesen beiden Resonanz ein, und der Faden führt gleichmäßige und stabile Schwingungen
aus, welche die Bildung einer gleichmäßigen Wicklung und eines festen Kuchens zur
Folge haben. Die Resonanz tritt auch auf, wenn das Verhältnis von Schwingungszeit
zu Umlaufzeit i :2, i : 3, 2 : z usw. ist infolge der Bildung von Oberschwingungen.
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Die Einstellung auf Resonanz gestaltet sich in der Praxis sehr einfach;
bei gegebenem Titer und gegebener Drehzahl wird der Abstand Galette-Drehteller so
lange verändert, bis die Schwingungen stabil werden, zvas ohne weiteres zu sehen
ist. Für kleine Korrekturen genügt auch eine seitliche Verschiebung des Fadenablaufpunktes
(P in Fig. i).
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Erfindungsgemäß wird bei dem Verfahren der Ablageplatte die Hin- und
Herbewegung und die Drehbewegung um ihre Achse durch Anwendung eines Planetengetriebes,
durch das Stöße vermieden werden, gegeben. Doch ist grundsätzlich auch jede andere
Vorrichtung zur Ausführung einer Rotationsbewegung .und einer zusätzlichen hin und
her gehenden Bewegung für den Fadenablageteller geeignet.
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Beispiel Für einen Viskosefaden vom Titer i8o Deniers, der in einem
Spinnbad vom spez. Gewicht 1,4 bei einem Abzug von 6o miMin. hergestellt wurde,
wird bei Verwendung
eines Planetengetriebes die Resonanzlage erreicht,
wenn die in Fig. i und Fig. i a bezeichneten Abmessungen folgende Werte haben:
| a 725 mm |
| b 95 mm |
| c 8o mm |
| d 5o mm, |
wobei unter a der Abstand des Fadenablaufpunktes P an der Gal.ette B vom Drehteller
C, unter b die Entfernung des Fadenablaufpunktes P von der zentralen Achse des Planetengetriebes
in der Planetenebene gemessen, unter c die Entfernung des Fadenablaufpunktes P von
der zentralen Achse des Plantengetriebes senkrecht zur Galettenebene gemessen und
unter d die Größe der Zusatzbewegung des Planetengetriebes verstamden wird.
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Eine geeignete Form einer Spinnvorrichtung wird in Fig. i dargestellt.
Der Faden läuft von der Düse A über die Galette B und fällt frei auf
den Drehteller C, der seinen Antrieb durch das darunterliegende Planetengetriebe
Q erhält. Die Konstruktion. des letzteren ist in Fig. 3 in größerem Maßstab dargestellt.
Die Antriebswelle D überträgt ihre Bewegung über zwei Schraubenräder E und F auf
die Zentralachse G. Das Rad F ist exzentrisch durchbohrt und führt in einer Buchse
H die Planetenachse J. Diese trägt am oberen Ende den Drehteller C, am unteren Ende
ein Zahnrad K, das in ein anderes Zahnrad L eingreift, welches mit dem Lagerfuß
M des Getriebes fest verbunden ist. Bei der Drehung von K und J um G wälzt sich
K auf L ab, wodurch J und C in Drehung versetzt werden. Diese Drehung ist die Hauptbewegung,,
die Drehung von J um G die zusätzliche Kreisbewegung.
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Die Zähnezahl der Räder
K und
L muß so ,gewählt werden,
daß die gewünschte Verkreuzung der Fäden, welche größte Raumersparnis und feste
Spinnkuchen ergibt, erhalten wird. Beispielsweise können die Zähnezahl der Antriebsräder
und die sonstigen Daten des Planetengetriebes folgendermaßen gewählt werden:
| Zähnezahl von K ...... 2$ |
| _ - L ...... 25 |
| Exzentrizität G-J ... 2q.,5 mm |
| Drehzahl von C umJ ... 1123,3 U/Min. |
| _ - J - G ... 55 - |
Das Aufnahmeglied für den Faden ist in einfachen Fällen. eine ebene, tellerförmige
Scheibe. Es kann aber auch eine konische oder sonst in geeigneter Weise profilierte
Scheibe Verwendung finden.