Text-Bild-Ansicht Band 316

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von einem Flachsgewebe (welches ausgekocht wurde und pro Quadratmeter 150 g wog) wurden zerrissen (Fig. 12b). Bei drei Stücken von ein und derselben Breite (b), jedoch von verschiedenen Längen (l), und zwar 5, 10 und 15 mm, haben wir folgende Resultate erhalten:

bei l = 5 mm war die Zerreissungsarbeit 0,006 mkg

und pro Kilogramm 200,0 mkg,

bei l = 10 mm war die Zerreissungsarbeit 0,0049 mkg

und pro Kilogramm 81,0 mkg,

bei l = 15 mm war die Zerreissungsarbeit 0,00451 mkg

und pro Kilogramm 50,1 mkg.

Diese Zahlenwerte zeigen, dass die Zerreissungsarbeit nicht direkt proportional dem Gewichte des Gewebes ist, sondern je grösser, eventuell schwerer das Gewebe ist, desto kleiner ist die Zerreissungsarbeit. Die Experimente nach dieser Richtung hin sind noch nicht genau durchgeführt, demzufolge wir auch kein Arbeitsdiagramm als eine Funktion des Gewichtes aufzeichnen können. Weil bei der Zerreissung nur die Fasernreibung überwunden werden muss, macht die Zugkraft die Reibung zwischen den einzelnen Fasern bei den kürzeren Fasernlängen grösser, als bei den längeren. Es wäre zu weitführend, den mechanischen Beweis dieser Behauptung und die Erklärung der Raumkurve, welche eine Grenze des Zerreissungsdiagrammes bildet, durchzuführen.

Da die Zerreissung des Gewebes nur durch Zugkraft gescheiten kann, welche durch verschiedene Methoden hervorgerufen wird und, nachdem wir gesehen haben, dass die Zerreissungsarbeit desto grösser ist, je kleiner die Hadernstücke sind, können wir zur Besprechung der einzelnen Zerfaserungsmethoden übergehen.

In den Zerfaserungsmaschinen wirken aktive, passive und innere Zerreissungskräfte; je nachdem unterscheiden wir verschiedene Zerfaserungsarten und Maschinen, deren Einteilung ich wie folgt zusammengestellt habe.

A. Zerfaserung durch zwei aktive Kräfte.

1. Zwei in entgegengesetzter Richtung sich bewegende Nadelsysteme werden in das Gewebe eingestochen (Fig. 13) und dadurch wird dasselbe in seine Fasern zerlegt. Nach diesem Prinzipe ist die Wolfmaschine (Fig. 14) und die Krempelmaschine konstruiert. Obwohl diese Zerfaserungsart die ökonomischeste ist, wird dieselbe in der Papierfabrikation nicht verwendet, weil der Wolf sehr grob arbeitet und viele Fasern zerrissen werden; die Krempelmaschine dagegen arbeitet sehr fein und kann nur als Ordnungsmaschine ausgenutzt werden. Der grösste Nachteil dieser Zerfaserungsmaschinen besteht demnach darin, dass die wirkenden Kräfte nicht regulierbar sind, was bei der Aufbereitung des Stoffes das wichtigste ist.

2. Eine Nadel (oder ein Armsystem) arbeitet als aktive Kraft, die andere ist durch die Trägheit des Gewebes ersetzt und kommt auch als aktive Kraft zur Geltung. Solche Maschinen sind im allgemeinen die Auflockerungsmaschinen, in welchen die einzelnen Faserbündeln herumfliegen und wo zwischen a) die Nadeln auf die Mitte derselben schlagen (Fig. 15a), wodurch die äussere Partie des Bündels durch die Durchbiegung auf Zug beansprucht wird; b) die Nadelspitzen stechen sich in das Bündel ein und reissen somit einzelne Fasern heraus6) (Fig. 15b); c) die Nadeln schlagen (Fig. 15c) einzelne Fasern los. Weil die Trägheit des Gewebes daher als eine aktive Kraft gegen die Fasernreibung arbeitet, ist es in unserem Interesse gelegen, die wirkende Trägheit grösser und die störende Reibung kleiner zu machen. Dieser Zweck wird erreicht, wenn man die Fasern befeuchtet.

Der Holländer als Auflockerungsmaschine arbeitet nach Fig. 15a und c. Zur Förderung seiner Auflockerungsarbeit macht man aus den Hadern durch Mengen mit Wasser sogen. Stoff, wodurch die Trägheit der Hadern grösser, die Reibung der Fasern kleiner wird. Bei der Behandlung des Stoffumtreibens wurde erwähnt, dass der Stoff wegen der raschen Nacheinanderfolge der Zellen nicht Zeit genug findet, diese auszufüllen. Der Stoff steht also vor denWalzenschienen und wird durch das Schlagen aufgelockert7).

Die Kraft, mit welcher die Messerwalze auf die Hadern schlägt, darf weder zu klein, noch zu gross sein, weil im ersten Falle die Hadern ohne Auflockerung umgetrieben, im zweiten Falle dagegen die elementaren Fasern auch zerschlagen werden. Die Kraftverhältnisse bei der Auflockerung wurden weder experimentell, noch theoretisch festgestellt, deshalb habe ich diese Verhältnisse in nachstehendem Beispiel auf mathematischem Wege untersucht. Wenn wir auf einen Faden, der an den Punkten A und B befestigt ist (Fig. 16), mit einem Stock schlagen, so besteht die Gleichgewichtsbedingung

wo P die Reaktionskraft ist.

Wenn

Wenn der Schlag sehr stark ist, so kann der Faden sich nicht biegen,

wird fast 90°, P bald unendlich gross und die Fasern werden durchgeschnitten. Wenn dagegen der Schlag zu klein ist, so wird α und P einen kleineren Wert haben, als zu dem Zerreissen notwendig ist. Unsere Aufgabe ist es, zu untersuchen, welche kleinste S-Kraft die Fasern voneinander lösen kann. Die Zerreissungskraft P ist schon durch Versuche festgestellt,
ist höchstens 1, so ist die gesuchte kleinste Kraft

S = 2P.

In dem Holländer, wo die Fäden nicht festgehalten sind und nur ihre Trägheit der Zerreissungskraft entgegenwirkt, muss der kleinste Wert von S grösser sein als 2P.

S > 2P

beim Holländer.

Bei dem Holländer ist die Auflockerungskraft S eine Funktion von der lebendigen Kraft der Messerwalze, welche ein Produkt von der Winkelgeschwindigkeit und dem Trägheitsmoment der Walze ist. Nach der Theorie der Zerreissungsarbeit müsste man diese Auflockerungskraft S mit der Vergrösserung der Walzengeschwindigkeit fortwährend grösser machen, weil die kleineren Hadernstücke eine grössere Kraft zum Zerreissen brauchen als die grösseren. Gleichzeitig sollte man aber der Walze eine kleinere Winkelgeschwindigkeit geben, nachdem sie immer weniger und weniger Hadernstücke zu zerfasern hat. Diese entgegengesetzten Bedingungen kann man aber nicht erfüllen, und die Tourenzahl der Walze bleibt immer konstant.

Die Auflockerung in dem Holländer schadet der Fasernlänge gar nicht, weil eine schonende Kraft, die Trägheit der Hadern, als Gegenkraft wirkt. Dass wir die Zerfaserung dennoch nicht durch Auflockerung durchführen, hat seinen Grund darin, dass die Auflockerung sehr langsam vor sich geht und sich nur bei feineren Papiersorten lohnt (z.B. Banknotenpapier)8).

6)

Die Weberdistel (als Zerfaserungsmaschine) kann dahier auch eingeteilt werden.

7)

Der Stoff wird in seinem Lauf durch die Reibung in dem Grundwerke gehemmt, was für die Auflockerung günstig ist. Die Reibung ist aber eine passive Kraft, weshalb über diese Verhältnisse später die Rede sein soll.

8)

Hofmann sagt in seinem schon citierten Buch (S. 249): „Die englische Bezeichnung beating engine (Schlagmaschine) für Ganzholländer kennzeichnet am besten die zu verrichtende Arbeit, sie deutet an, dass die Fasern hier so wenig wie im Halbholländer zerschnitten, sondern durch die Behandlung zwischen den Schienen und die gegenseitige Reibung in ganzer Länge ausgezogen werden sollten.“ ... „Je langsamer die Walze niedergeht, desto längere Fasern wird man unter sonst gleichen Umständen erhalten.“