Titel: Grothe, das Trocknen der Gespinnste und Gewebe durch mechanische Mittel.
Autor: Grothe, Hermann
Fundstelle: 1871, Band 199, Nr. XXXI. (S. 100–107)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj199/ar199031

XXXI. Das Trocknen der Gespinnste und Gewebe durch mechanische Mittel; von Dr. H. Grothe.

Im Auszug aus den Mittheilungen des hannoverschen Gewerbevereines, 1870 S. 188; durch die deutsche Industriezeitung, 1870, Nr. 48 u. 49.

Das Trocknen von Gespinnsten und Geweben durch mechanische Mittel genügt zwar nie, um den Wassergehalt vollständig zu entfernen, ist aber eine sehr günstige Vorarbeit für das eigentliche Trocknen bis zur Vollendung unter Anwendung der Wärme. In der bezüglichen, in unserer Quelle mitgetheilten ausführlichen Abhandlung bespricht Dr. Grothe u.a. die Frage, inwieweit das Wasser durch mechanische Mittel aus Gespinnsten und Geweben entfernt werden könne. Er führt zunächst die Versuche von Rouget de Lisle an, welcher fand, daß zurückblieb in einem Gewichtstheil Stoff nach Anwendung von

1. Torsion, Wringen, d.h. Ausdrehen mit der Hand:
In Flanell (Wollstoff) 2 Gewichtstheile Wasser
Calicot (Baumwollstoff) 1
Seide 0,95
Leinen 0,75
2. Auspressen:
Flanell (Wollstoff) 1 Gewichtstheile Wasser
Calicot (Baumwollstoff) 0,60
Seide 0,50
Leinen 0,40
3. Ausschleudern mit einer Centrifuge von 0,80 Met. Durchmesser und 500
bis 600 Umgängen pro Minute:
Flanell (Wollstoff) 0,60 Gewichtstheile Wasser
Calicot 0,35
Seide 0,30
Leinen 0,25

Diese Bestimmungen weichen wesentlich von denen Persoz's und Tredgold's ab, weil die Untersuchenden mit verschieden gewebten Stoffen unter Anwendung von verschiedenen mechanischen Entwässerungsmitteln arbeiteten. Péclet nimmt unter Anderem für Leinen den Durchschnittsgehalt an Feuchtigkeit nach vollendeter mechanischer Operation des Entwässerns zu 0,5 an. Diese Zahl ist allerdings eine durch die Praxis erprobte für Wäsche, die viele Falten enthält, ist aber für die Fabrication der Leinwand viel zu hoch. – Tredgold gibt das Verhältniß zwischen |101| trockenen und nassen Stoffen an. Dabei hat man den Begriff nassen Stoff so zu fassen, daß aus dem Stoffe alle die Flüssigkeit entfernt worden ist, die nicht durch die Kraft der Adhäsion festgehalten wird, also durch ihr überwiegendes eigenes Gewicht abfällt. Man kann diesen Feuchtigkeitsgrad nur dann constatiren, wenn man das Gewebe horizontal straff ausspannt, so daß ein Entlangziehen der Feuchtigkeit an den Fasern ausgeschlossen ist. Die Angaben Tredgold's stimmen ziemlich genau mit den von Dr. Grothe gefundenen überein. Es enthielten, die Gewichte der trockenen Gewebe (d.h. lufttrocken, nicht bei 100° C. getrocknet) gleich 1 gesetzt, die nassen Gewebe:

Tredgold Grothe
Flanell 3,00 Thle. Wasser Flanell 6 gg. 4 st. 3,11 Thle. Wasser
Calicot 2,125 unbedruckter Kattun 1,87
Seide 1,966 Seidentaffet (40) 1,76
Leinen 1,750 Leinen (5 gg) 1,53
Segeltuch 1,750
Papier 1,285
Zeichenpapier 1,417
(Wolle 1/2, Baumwolle 1/2) Gemischter Stoff 2,56
(Seide 1/4, Baumwolle 3/4) „ „ 2,12
Durchschnittliche Werthe aus
je 15 verschiedenen Nummern
Wollgarne
Baumwollgarne
Leinengarne.
Seidengarne.
1,78
1,56
1,42
1,45






Grosseteste Grothe
Wollmousselin 2,17 Thle Wasser Wellington 2,24
Kattun 1,56 Halbtuch 2,67
Percal 1,80 Commißtuch 3,4
Jaconnet 1,92 Doublestoffe (r. W.) 3,9
Brillante 1,51 Doublestoffe (gemischt) 3,4
Piqué 2,16 Zephyr-Merino. 1,99
Alpacca 2,4
sächsische Kleiderstoffe
(1/2 W.)

1,8


Im Allgemeinen hat Grothe gefunden, daß der Unterschied der Naßgehalte in feinen und dichten Geweben zu denen der weniger dichten Gewebe unbedeutender ist als man vermuthen sollte, da doch die Zahl der anziehenden Flächen oder auch die ganze Flächengröße in feinen und dichten Geweben eine viel größere ist als in den weniger dichten. Allein hier scheint die Porosität des Gewebes das zu ersetzen, was das dichte Gewebe an Fläche der Faser mehr enthält.

Aus obigen Versuchen gehen annähernde Werthe hervor, die als Durchschnittswerthe gelten dürfen und die einen hinreichend genügenden |102| Anhalt für die Praxis gewähren. Es gilt also für die Fabrication, obige Naßgehalte der Fabicarte zu entfernen. Die Entnässung durch Torsion (Drehung. Wringen) findet ihre Grenze in der Bildung eines festen Gefüges und der Ueberwindung der Torsionsfestigkeit dieses gebildeten Körpers. Diese Grenze hängt wesentlich von der Entfernung des festen Punktes von dem drehbaren Punkte ab, zwischen welchen die Torsion des Auswringens bewirkt wird. Je näher die Punkte, desto unvollkommener die Entwässerung und desto näher der gefährliche Punkt. Mittlere Entfernungen von 4–6 Fuß wirken auf Gewebe günstig; bei Garnen ist man durch Haspelumfänge gebunden und beschränkt. Für die Torsionsentnässung der Gewebe läßt sich effectiv kein festes Maaß feststellen, da dafür die zufällige Lage der Falten und Fasern entscheidend Wirten und eine bestimmte Umgangszahl des drehbaren Punktes nicht eingehalten werden kann. Es dürften demnach die Werthe von Rouget de Lisle etwas zu empirisch und willkürlich seyn. Dagegen ist es der gleichmäßigen Aufmachung und dem gleichen Gewichts- und Raumverhältnisse zufolge möglich, die Entwässerung der Garne durch Torsion näher zu bestimmen. Grothe hat dabei einen Haspelumfang von 1,5 Met. zu Grunde gelegt und die bezüglich gleichen Nummern pro Pfund Garn gewählt. Diese sind:

Wollgarn (Streich-) 6 stückig = ca. 8,000 Met.
Wollgarn (Kamm-) Nr. 12 (deutsch) = ca. 8,000
Baumwollgarn Nr. 8 (französ.) = ca. 8,000
Seidengarn (4 Strähnen) = ca. 8,000

Wenn man diese gleich lang gehaspelten, gleiches Gewicht repräsentirenden Garne tüchtig und andauernd einnäßt, sie ausspannt und so in möglichst gleichmäßig horizontaler Lage abtropfen läßt, dann auf den Auswringer bringt und diesen so weit umdreht, bis die Fasermasse fest ist und auf der Oberfläche sich nicht mehr mit dem Finger eindrücken läßt, so entfernt man von der Feuchtigkeit durch diese Operation aus

mit Anfangsgehalt
an Wasser
bis auf Gewichtsthle.
Wasser
Wollgarn 1,8 1,20
Seidengarn 1,45 0,80
Baumwollgarn 1,56 0,85
Leinengarn 1,42 0,65

Da nun die Fasermasse im Gewebe und solchen, wie vorliegende Garne ganz gleich ist, wie in den Garnen selbst, so kann man, da die effective Oberflächeanziehung dieselbe bleibt, den Gehalt an Wasser in Geweben nach dem Auswringen annähernd schätzen. Wenn man die theilweise verbleibende |103| Flüssigkeit in den Zwischenräumen der Fasern mit in Rücksicht zieht und annimmt, sie sey ein Sechstel mehr (was Versuchen entspricht), so ergibt sich, daß gleiche Gewichte Zeuge, die aus obigen Garnnummern hergestellt sind, durch Torsion entwässert werden

bis auf Gewichtstheile Wasser
Wollstoff 1,40
Seidenstoff 0,96
Baumwollstoff 0,99
Leinenstoff 0,76

Die zweite Art der Entwässerung ist zu bewirken durch Pressung, Druck. Dabei ist eine Rotationspresse, keine Plattenpresse zu verstehen. Unsere Apparate zu dem Ende bestehen lediglich aus zwei Walzen, von denen die untere getrieben wird, die obere aber durch Friction mit der unteren sich dreht. Die obere muß man schwer nehmen, soll sie ausdrückend wirken, oder man versieht sie mit Vorrichtungen zum Herab- und Gegendrücken gegen die getriebene Walze. Diese Vorrichtungen bestehen in verstellbaren Lagern, die von oben her herabzudrücken sind und dabei auf die Achse der Walze wirken, oder in Federn, die auf ähnliche Art die Gegenpressung bewirken, oder durch Hebeldruck. Für Versuche eignet sich die letztere Anordnung vorzugsweise wegen der Möglichkeit der Gewichtsveränderung ohne Hervorbringung starrer Feststellung der Achsen. Um nun auch hierfür bestimmte Verhältnisse der Entwässerung festzustellen und einzuhalten, hat Dr. Grothe die Belastung bei tuchartigen Stoffen in solchen Quetschmaschinen festgehalten. Die mit Wasser angesaugte Walze der Maschine wog 4 1/2 Ctr., der durch Hebel und Gewicht auf die Achse ausgeübte Druck betrug 120 Pfd. Um ferner Gleichmäßigkeit im Versuch aufrecht zu erhalten, ließ Grothe die Stoffe ausgebreitet, ohne alle Falten durchgehen. Da dieß in der Praxis jedoch selten geschieht, so muß man bei etwaiger Benutzung dieser Resultate noch einen Werth für die in dem Stoffe gebliebene Flüssigkeitsmasse hinzurechnen, um so größer, je faltiger der Stoff durchgeht. Solche Wringmaschine oder Quetsche beließ in Zeugen obigen Naßgehaltes (der überdieß bei jedem Versuch von Neuem bestimmt wurde):

Anfänglicher Wassergehalt Nach dem Quetschen
Wollstoff 2,77 1,10
Seidenstoff 1,76 0,50
Baumwollstoff 1,90 0,71
Leinenstoff 1,55 0,45

Für Gespinnste sind solche Quetschen schlecht geeignet und in neuerer Zeit selten angewendet.

|104|

Bei neuerdings vorgenommenen Versuchen steigerte Grothe die Belastung bis auf 1500 Pfd. und erhielt dabei ein höheres Resultat für Garne, während für Gewebe die Abweichung nicht bedeutend sich stellte:

vor dem Quetschen nach dem Quetschen
Wollgarn von 1,8 Wasser 0,64
Seidengarn von 1,45 „ 0,44
Baumwollgarn von 1,56 „ 0,37
Leinengarn von 1,42 „ 0,25

Mit der Garnauswringmaschine von W. Köttgen in Barmen ist es sogar gelungen, bei einem Druck von 15,000 Pfd. aus Baumwollgarn der Türkischrothfärberei das ursprüngliche Wasser von 1,58 bis auf 0,17 Gewichtsthle. herauszupressen. Solche Maschinen müssen sehr kräftig gebaut und auf einer Walze mindestens mit Kautschuk bezogen seyn. In diesem Falle leistete die W. Köttgen'sche Wringpresse mehr als die hydraulische Presse, die in der Türkischrothfärberei vielfach zum Entwässern angewendet wird. In der Garntrocknerei hat sonst die Pressung als Entnässungsmittel mit Hülfe hydraulischer oder Spindelpressen etc. nur wenig Anwendung gefunden. Die Wringmaschinen (Otto Hilger's in Rheinbrohl) haben jedoch in der Haustechnik bei der Wäsche sehr gute Verwendung gefunden; ferner noch in der Leinenindustrie.

Die am besten wirkende Methode zum Entnässen ist das Ausschleudern in den sogen. Centrifugen. Die Einrichtung der Centrifuge verwandelt die lose eingelegten Stoffe in feste mit dem Centrifugenkörper mitrotirende Körper; dagegen lassen sich alle Wassertheilchen in dem Stoff als die Körper betrachten, welche durch die Centrifugalkraft abgelenkt werden können, weil die den Stoff zurückhaltenden Seitenwände der Centrifuge durchlöchert sind, somit dem Wasser den Austritt gewähren. Denken wir uns die Centrifuge nur mit dem im Stoff enthaltenen Wasser (z.B. bei Wollstoff pro 1 Pfd. desselben 2 Pfd. Wasser) gefüllt, so wird die Centrifuge dasselbe ohne große Hindernisse bei wenigen Drehungen heraustreiben. Die Kraft würde seyn bei 3 Fuß Durchmesser der Centrifuge und 1000 Umgängen pro Minute

k = c² G/gr = k = (157² . 2)/(31,25 . 1,5) = 1050 Pfd.

Es wirkt somit bei der Centrifuge, abgesehen von allen anderen Correctionen, etwa die doppelte Kraft wie bei der Quetsche von 570 Pfd. Da es nun nicht möglich wird, bei obigen Umdrehungs- und Dimensionsverhältnissen der Centrifuge das Quantum von 2 Pfd. Wasser aus dem genäßten Stoff herauszutreiben, so kann man die Anziehungskraft der Flächen im Stoff und seine Fasern im Allgemeinen als größer bezeichnen, |105| wie die Ablenkungskraft in dieser Centrifuge. Daß hierbei nicht sowohl diese Anziehung, als auch absoluter Widerstand der die Löcher des Siebes verengenden und versperrenden Fasertheile in Rechnung zu bringen ist, liegt auf der Hand.

Bei Versuchen mit der Centrifuge obiger Dimension und Umdrehungszahl bei einer Umdrehungszeit von 15 Minuten pro Probe erhielt Grothe folgende Werthe:

vor dem Ausschleudern nach dem Ausschleudern
Wollstoff 2,69 Gewichtsthle. 0,44 Gewichtsthle.
Seidenstoff 1,77 „ 0,39 „
Baumwollstoff 1,92 „ 0,36 „
Leinenstoff 1,55 „ 0,24 „

Von Interesse sind hier die Zahlen, die Grosseteste für verschiedene Sorten Gewebe aus einem Material gefunden hat, insofern dadurch die Einwirkung der Webart, der Fadenverbindung, ein wenig gekennzeichnet wird.

vor dem Ausschleudern nach dem Ausschleudern
Kattun 1,85 Gewichtsthle. 0,796 Gewichtsthle.
Kattun 1,56 „ 0,920 „
Percal 1,80 „ 0,697 „
Jaconnet 1,92 „ 0,762 „
Brillante 1,51 „ 0,469 „
Piqué 2,16 „ 0,434 „

Es sind diese Zahlen höher als die von Grothe gefundenen, während der Werth, den Grosseteste für Wollmusselin von 2,17 Gewichtsthln. ursprünglichem Wassergehalt nach dem Ausschleudern ermittelt hat, nämlich 0,434, mit Grothe's Versuch gänzlich übereinstimmt. Hier mag eine verschiedene Umdrehungszahl der Centrifuge die Veranlassung zu den Schwankungen seyn.

In gleicher Weise ausgeschleudert enthielten Gespinnste in gleicher Gewichtsmenge angewendet:

vor dem Ausschleudern nach dem Ausschleudern
Wollgarn 1,8 0,40
Seidengarn 1,45 0,35
Baumwollgarn 1,56 0,27
Leinengarn 1,42 0,20

Uebersieht man nun diese Resultate im Allgemeinen, so ergibt sich für die Wirkung der mechanischen Mittel ein Effect von

|106|

I. bei Geweben:

Wolle
Proc.
Seide
Proc.
Baumwolle
Proc.
Leinen
Proc.
für das Ausringen von 44,5 45,4 45,3 50,3
für das Auspressen von 60 71,4 60 73,6
für das Ausschleudern von 83,5 77,8 81,2 82,8

II. bei Garnen:

für das Ausdrehen von 33,4 44,5 44,5 54,6
für das Auspressen von 64 69,7 72,2 83,0
für das Ausschleudern von 77,8 75,5 82,3 86

Es sind diese Werthe Theile der Effecte, die man durch die Arbeit mit diesen mechanischen Hülfsapparaten erzielen wollte und die Nutzeffekte dieser Apparate. Der Werth des Effectes der drei mechanischen Operationen läßt sich ermitteln mit Hülfe des Verdampfungswerthes des Wassers. Es werden nämlich mit 1 Pfd. Steinkohle verdampft:

1. in der Trockenkammer mit directer Heizung = 1,72 Pfd. Wasser.
2. Duvoir-Trockenraum = 3,52(?)
3. Trockenthurm = 1,60
4. Cylinder-Trockenmaschine = 3,5
5. Trockenmaschine (A. und B.) = 4,5

Das Ausschleudern aber stellt sich hierzu so, daß es nur vortheilhaft ist, wenn dadurch pro Minute mit Hülfe einer bestimmten Kraft noch so viel Wasser ausgeschleudert wird, daß die Kosten der Ausschleuderkraft geringer sind, als die Verdampfungskosten des Wassers im Gewebe. Für Bedienung, Schmiermaterial etc. ist dabei nichts gerechnet, weil diese auch beim Trocknen eintreten.

Ist zur Bewegung der Centrifuge 1 Pferdekraft nothwendig, so erfordert dieselbe 52 Pfd. Dampf, d.h. also 52/5,5 = 9,4 Pfd. Steinkohle pro Stunde oder 9,4/60 Pfd. = 0,156 Pfd. Steinkohle pro Minute. Das Centrifugiren wird vortheilhaft seyn noch bis zu dem Punkte wo die abgeschleuderte Wassermenge 52/60 = 0,866 Pfd. pro Minute beträgt, denn dann ist das Resultat dieser Arbeit noch der aufgewendeten Kraft äquivalent. Sobald aber die abgeschleuderte Wassermenge weniger beträgt, ist die Centrifuge nicht mehr rationell, sondern die Anwendung der Wärme. Dasselbe gilt von den übrigen Apparaten, die mechanisch entnässen sollen. Nach Grothe's Versuchen hat das Centrifugiren nach 15 Minuten |107| Dauer meistens den Punkt erreicht, wo es anfängt unvortheilhaft zu werden.

Hierbei ist angenommen, daß 1 Pfd. Steinkohle 5,5 Wasser verdampfe. Das findet nun nach oben angeführten Resultaten mit den Trockenräumen und Trockenmaschinen nicht statt, sondern die Verdampfung pro Pfund Steinkohle ist geringer. In Nr. 1 werden pro Pfd. Steinkohle nur 1,72 Pfd. Wasser verdampft; somit würde hierfür die Leistung der Centrifuge erst geringer werden, wenn die Menge des ausgeschleuderten Wassers pro Minute nur noch 0,27 Pfd. beträgt, weil bei der Verdampfung von nur 1,72 Pfd. Wasser durch 1 Pfd. Steinkohle zur Erzeugung von 52 Pfd. Dampf pro Stunde 30,22 Pfd. Steinkohle aufgewendet, pro Minute also 0,504 Pfd. Steinkohle in der Trockenkammer verbrannt werden, während die Centrifuge nur 0,156 Pfd. Steinkohle beansprucht. Bei Nr. 2 stellt sich die Wassermenge, die mit Nutzen noch abgeschleudert wird, auf 0,54 Pfd. In Nr. 3 sinkt dieselbe auf 0,243 herab, in Nr. 4 auf 0,5 und in Nr. 5 auf 0,721 Pfd. Es ist ersichtlich, daß man je nach Einrichtung der Trockenapparate auch den Proceß des Centrifugirens ändern kann, um noch mit Vortheil zu arbeiten.

Grosseteste hat unter Berücksichtigung des Lohnes der Arbeiter, der Zinsen und 15 Proc. Abschreibung etc. bestimmt, daß das Centrifugiren noch vortheilhaft sey, wenn pro Minute noch 0,126 bis 0,150 Pfd. Wasser gegenüber der Trockenkammer oder noch 0,252 Pfd. Wasser gegenüber der Trockenmaschine ausgeschleudert werden. Es entspricht das Grothe 's Annahme und Erfahrung nicht ganz, da darnach für die letztere Einrichtung mindestens 0,5 Pfd. ausgeschleudert werden muß, um noch zu günstigem Resultat zu kommen. Hierbei ist die Masse des Stoffes ganz gleichgültig, nicht aber für die Praxis die Zahl der Arbeiter. Bei den neueren Trockenmaschinen sind jedoch stets mehr Arbeiter nöthig, als bei der Centrifuge; das hat Grosseteste aber nicht in Rücksicht gezogen.

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