CH435693A - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Blöcken aus praktisch parallelen thermoplastischen Hohlfäden - Google Patents

Description

  
 



  Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Blöcken aus praktisch parallelen thermoplastischen   Hohlfäden   
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur   Hersbelç    lung von Blöcken aus gebündelten   Hohlfäden,    deren gegenseitige Anordnung ein Maximum an Parallelität aufweist.



   Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.



   Durch die Erfindung soll das Problem gelöst werden, in rationeller und präziser Weise einen   schaumstoffähn    lichen Körper mit anisotropen physikalischen Eigenschaften aus hohlen gesponnenen Fäden, vorzugsweise aus einem thermoplastischen Werkstoff oder Glas, herzustellen.



   Derartige schaumstoff ähnliche Körper zeichnen sich besonders durch ihre grosse Leichtigkeit, ihre Billigkeit und insbesondere, durch eine wesentlich erhöhte statische Festigkeit in einer Richtung aus.



   Einem nicht bekannten 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   Kappillarvolumen    aufrechterhalten wurde.



   Es hat sich jedoch gezeigt, dass nach diesem Verfahren nicht in jeden Falle wirtschaftlich gearbeitet werden kann. Vor allem aber hatten die so erzeugten anisotropen   Hohllädenstrukturen    nicht die präzise parallele Ordnung, die für viele Einsatzzwecke, z. B. für die Verbindung thermoplastischer   Kapillargerüststoffe    mit   Metalihäuten    oder   Duroplastiolien    zu Sandwichplatten, erforderlich ist.



   Die vorliegende Erfindung ist gekennzeichnet durch die Kombination von mehreren aufeinanderfolgenden Verfahrensschritten. Demgemäss wird zunächst ein Strang relativ weniger (z. B. bis zu etwa 300 Stück)   Hohifäden    aus einem stationären Spinnkopf auf eine Trommel lagenweise unter vielzähligen Umläufen aufgewickelt.

   Die Mantelfläche der Trommel ist in jedem Falle konvex   auslgestalteb.    Nach   Brreichen    einer gewünschten   Wickeidicke    wird der so gebildete Wickel senkrecht zu den   Fadenachsen    abgepresst und unter dieser Abpressung in der gleichen Richtung in einzelne Wickelsektoren aufgeschnitten, weiterhin werden während oder nach diesen Schnitten die   durch      diese    Schnitte gebildeten offenen   Kapillarenstirnseiren    gegenseitig miteinander verbunden und dadurch die Wickelsektoren in sich vorfixiert.

   Nach dem   Zerschneiden    und Vorfixieren wird die Pressung des Wickels aufgehoben und die gebildeten, in sich vorfixierten Wickelsektoren einer Druck- und Wärmebehandlung zugeführt, bei welcher die durch den Wickelprozess aneinandergelegten Hohlfäden unter   Erhalten    ihrer Struktur   miteinander    verschweisst werden. Die Druckbehandlung soll hierbei vorteilhafterweise quer und längs zur Hohlfadenachse erfolgen.



   Die Mantelfläche der Trommel, die konvex ausgestaltet sein soll, kann einen Kreiszylinder darstellen, Der radiale   Schaut    durch die   Trommel    ist dann ein Kreis. Es ist aber auch möglich, dass dieser radiale Schnitt ein   ballige    n-Eck darstellt.



   Das gegenseitige Verbinden der durch den Schnitt   gebildeten    offenen   Kapdllarstirnsheiten    geschieht   iQ    Sinne der Erfindung   durch    Anwendung von Druck und Hitze, welche zweckmässig durch Strahlung oder Berührung mit heissen Gegenständen auf die Stirnflächen der Kapillaren kurzzeitig aufgegeben wird. Durch diesen Vorgang schmelzen die   Kapillarstiruseiten    an und verbinden sich gegenseitig miteinander.

   Insbesondere wird vorgeschlagen,   den    Vorgang des Zerschneidens des gebildeten Wickels und des   Verschmeizens    der Kapillarstirnflächen durch Hitze in einem Arbeitsgang durchzuführen, dadurch, dass ein elektrisch erhitzter Draht als Schnittwerkzeug benutzt wird, der durch seine Wärmeenergie die Kapillaren zertrennt und ihre Stirnseiten miteinander verschmilzt.



   Zur   Durchführung    dieses Verfahrens wird eine Vorrichtung vorgeschlagen,   die    einen Extruder mit mehr  düsigem Spinnkopf und eine drehbare Trommel auf weist. Die Vorrichtung enthält weiter ein Führungsglied für eine changierende Aufwicklung des Hohlfadenstran ges auf die Trommel, Wickel-Abpressplatten, thermo elektrisch erhitzte Schneidedrähte und gegebenenfalls eine Sinterform.

   Weitere Einzelheiten der erfindungsge mässen Vorrichtung ergeben sich aus den Zeichnungen, in welchen beispielsweise dargestellt   wird':    in
Fig. 1 die   Extruder-Düsenkopf-Trommelkombina-    tion, in   Seiten-und      Draufsicht,   
Fig. 2 ein   Sektorausschnitt    der Abpress-Schneidevor richtung an der Trommel arbeitend,
Fig. 3 ein einzelner aus dem Trommelwickel ausge schnittener und vorfixierter Wickelsektor in perspekti vischer Ansicht,
Fig. 4 eine Sinterform, gefüllt mit vorfixierten Wik   kelsektoren,   
Fig.

   5 eine   Verarbeitungsmögiichkeit    des fertigen    Kapillarhohlfadenblocks,    bestehend aus mehreren an einandergereihten versinterten Wickelsektoren, durch
Zerschneiden zu   Kapillarplatben    mittels thermoelektrisch erhitzter Drähte,
Fig. 6 verschiedene   Trommeiquerschnitte    mit jeweils aufgewickeltem Hohlfadenwickel und Andeutung der
Wickelsektoraufteilung.



   Nach Fig. 1 werden die aus der Düse 18, welche an dem Extruder 11 angeschlossen ist, austretenden
Hohlfäden 13 über die Rolle 14 gelenkt, von dort über eine Changiereinrichtung mit Fadenöse 15 geführt und dadurch lagenweise lauf die sich drehende Trommel
16 zu dem Hohlkapillarenwickel 18 aufgewickelt.   Iiie   
Trommel 16 besitzt seitliche, in Sektoren aufgeteilte
Stirnwände 17, welche den Hohlfadenwickel 18 seitlich halten. In der Praxis beträgt der Durchmesser der
Trommel 16 bis zu zehn Meter. Die Dicke des Wickels
18 wird in der Praxis bis zu fünfzehn Prozent des
Wickeldurchmessers ausgebildet.   (In    der Draufsicht der
Fig. 1 ist der Wickel 18 auf der rechten Seite nicht dargestellt, um die Changiereinrichtung mit Fadenöse
15 sichtbar zu machen.



   Nach Erreichen der End-Wickeldicke wird analog Fig. 2 lan die Trommel 16, von welcher in der Fig. 2 nur einige Sektoren dargestellt sind, eine Abpress schneidevorrichtung herangefahren, die über den ganzen Umfang oder auch nur über einen Teil des Umfanges verteilt aus Abpressplatten 19 und   thermoelektrisch    erhitzten Schneiddrähten 20 besteht. Diese Schneiddrähte laufen in den Zwischenräumen, die durch die sektoren ähnlichen Stirnwände 17 gebildet sind.



   In Fig. 2 sind verschiedene Stadien dieses Durchschneidens des   Hohlfadenwickeis    mittels der Schneiddrähte 20 dargestellt, d. h. also verschiedene Schnitttiefen der Schneiddrähte 20.



   Der Antrieb der Abpressplatten 19 und der Schneiddrähte 20 geschieht z. B. hydraulisch oder durch me  chanische    Mittel. Diese Mittel sind in Fig. 2 nicht dargestellt, da sie mit bekannten technischen Methoden erzielbar sind.



   Die nach   Fig.    2 gebildeten Wickelsektoren sind in der Fig. 3 nochmals als Einzelstück in perspektivischer Hinsicht dargestellt. Die   Kapillarstirnseiten    21 sind durch den   Wärmetrennschnitt    gegeneinander verschweisst, so dass der   Wickelsektor    als vorfixierte Einheit transportabel ist.



   Fig. 4 zeigt in abwechselnder Lage   aneinanderge-    reihte Wickel abschnitte laut Fig. 3, welche in einer Press-Sinterform eingesetzt sind und durch den Press druck ihre schwache Krümmung verloren haben. Diese    Sinterform    besteht aus   Wärmepiatten    22, 22', 23, 23', welche   Idurch    hydraulischen oder sonstigen Druck gegeneinandergepresst werden. Die   Wärmeplaüten    22, 23 werden in Richtung der dargestellten Pfeile zwischen den
Wärmeplatten 22',   23'geführt,    welche die seitliche
Begrenzung der   Sinterform    darstellen.



   Der Antrieb dieser Heizplatten ist in der Fig. 4 nicht dargestellt, da er mit bekannten technischen Me thoden erzielbar ist.



   Weiterhin sind die Wickelsektoren durch die Schubkeile 24, 25 in Richtung   ; der    Hohlfadenachsen, also in Richtung der gezeichneten   Pfeiles    aneinandergepresst.



  Diese axiale Verpressung in Richtung der   Hohltadenach-    sen ist für den Sinterprozess nicht unbedingt notwendig,   aber    vorteilhaft. In einer solchen Vorrichtung laut Fig. 4    werden    dann durch mehrstündige Erhitzung die einge schlossenen und verpressten Kapillarwickelsektoren ver sintert.



   Fig. 5 zeigt eine fabrikatorische   Weiterverarbeitungs-    möglichkeit eines aus der   Sinterform    laut Fig. 4 entnommenen Blockes aus aneinandergereihten, versin terten   Hohlfädenwickelsektoren.    Durch Aufschneiden in
Richtung der angegebenen strichpunktierten Linien 27 entstehen ausserordentlich präzise Querkapillarplatten
28 und zwischen ihnen mit schrägen Trennflächen ver sehene Platten 29. Die letzteren werden entweder für Verwendungszwecke eingesetzt, die nur einer Druckbelastung ausgesetzt sind, sie können aber auch dem Ausgangsspinnprozess für die Hohlfadenerzeugung als wieder   aufzuschmelzender    Abfall zugeführt werden.



   Die in der Fig. 1 und 2 dargestellte kreiszylinderförmige Wickelwalze kann, wie bereits gesagt, auch andere Querschnitte besitzen. In Fig. 6 ist dieser Querschnitt nochmals unter A kreisförmig dargestellt. B   und d C zeigen andere Querschnitte, die vorschlagsgemäss    balligen n-Eck-Formen mit konvexen Flächen   entsprv    chen. B ist als ein balliges Viereck und C als ein balliges Zweieck zu betrachten.



   Fig. 6 zeigt ausserdem noch lauf den Walzen aufgewickelte   Kapillarenwickei    und ihre Aufteilung zu Wikkelsektoren. Die Sektoren 30 werden für den fabrikato  riechen    Prozess in die Sinterform weitergeleitet. Die auf den kleinen Krümmungsradien der   N-Eoke    liegenden Sektoren 31   werden    in der Praxis als Abfall dem Hohl  fadenspinnprozess    in aufgeschmolzener Form wieder zugeleitet.   

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE I. Verfahren zur Herstellung von Blöcken aus mit einem Spinnkopf erzeugten, gebündelten Hohlfäden, deren gegenseitige Anordnung ein Maximum an Parallelität aufweist, Idadurch gekennzeichnet, dass a) ein Strang relativ weniger Hohifäden aus einem stationären Spinnkopf auf eine Trommel lagenweise unter vielzähligen Umläufen aufgewickelt wird, wobei die Mantelfläche der Trommel in jedem Falle konvex ausgestaltet ist, b) nach Erreichen einer gewünschten Wickeldicke der so gebildete Wickel senkrecht zu den Faden achsen abgepresst und unter dieser Abpressung in der gleichen Richtung in einzelne Wickelsektoren aufgeschnitten wird,

   wobei während oder nach diesen Schnitten die durch diese Schnitte gebildeten offenen Kapillarenstirnseiten gegenseitig miteinander verbunden und dadurch die Wickelsektoren in sich vorfixiert werden, und dass c) nach dem Vorfixieren die Pressung des Wickels aufgehoben und die gebildeten, in sich vorfixierten Wickelsektoren einer Druck- und Wärmebehandlung zugeführt werden, bei welcher die durch den Wickelprozess aneinandergelegten Hohlfäden unter Erhalten ihrer Struktur miteinander verschweisst werden.

   II. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, dadurch ! gekennzeichnet, dass sie aus leinem Extruder mit mehrdüsigem Spinnkopf zur Erzeugung eines Hohlfadenstranges, aus einer Changiereinrichtung für die Führung dieses Fadenstranges, aus einer drehbaren Trommel mit seitlichen, in Sektoren aufgeteilten Stirnwänden für die lagenweise Aufwicklung des Hohlfadenstranges, aus Wickelabpressplatten zum Abpressen des Hohifadenwickels beim sektorenweisen Zerschneiden in einzelne Wickelsektoren,

   aus thermoelektrisch erhitzten Schneidedrähben zum Zer schneiden - 4n vorfixierte Wickelsektoren und gegebenenfalls aus einer Sinterform zum Nlachfixieren der Wickelsektoren zu Blöcken besteht.

   UNTERANSPRUCH Verfahren nach Patent anspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorgang Ides unter Abpressung erfolgenden Zerschneidens des gebildetes Wickels und des Verschmelzens der Kapillarstirnflächen durch Hitze in einem Arbeitsgang durchgeführt wird.