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Endloses einteiliges Band aus Gummi od. dgl. für Saugeinheiten bei Papiererzeugungsmaschinen od. dgl. und Verfahren zu dessen Herstellung
Die Erfindung befasst sich mit Saugeinheiten bei Papiererzeugungsmaschinen od. dgl. und bezieht sich auf solche Einheiten, bei denen ein endloses Band aus mit Nuten ver- sehenem und perforiertem Gummi od. dgl. verwendet wird.
Die Erfindung befasst sich im besonderen mit den genannten Bänders selbst und, wie in der Folge ausgeführt wird, mit der Lösung von Problemen, die durch die nachdrückliche
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bind.
In der Praxis werden diese Bänder quer zur Arbeitsrichtung der Maschine angeordnet und auf einem Walzenpaar gelagert. Durch diese Walzen werden die Bänder gespannt, o dass obere und untere parallele Bahnen entstehen. Die obere Bahn bewegt sich zwischen der oberen Fläche einer Saugkammer oder Saugkammern und der unteren Fläche des Fördersiebes oder Filzes oder gleichwertiger Mittel als Träger des Papierstoffes, Vlieses od. dgl. Die Feuchtigkeit wird durch die genannten Trägermittel hindurch und durch die Öffnungen im Band in die Saugkammer oder-kammern abgesaugt. Das genannte Sieb oder der Filz treibt das Band und daher sind die Geschwindigkeiten des Siebes oder Filzes und des Gummibandes synchronisiert, wodurch jegliche Reibung zwischen Sieb und Band vermieden und daher die Abnützung vermindert wird.
Derartige Saugeinheiten, wie sie bei Papiererzeugungsmaschinen verwendet werden, sind beispielsweise in den brit. Patentschriften Nr. 421, 604 und Nr. 622, 644 beschrieben.
Bei diesen Saugeinheiten ist das genannte endlose Band aus Gummi od. dgl. mit kontinuierlic'h oder diskontinuierlich verlaufenden Ausnehmungen in dessen oberer Fläche und mit Entwässerungsöffnungen versehen, die sich vom Grund der Ausnehmungen bis zur Unterseite des Bandes erstrecken.
Derartige Ausnehmungen. die in der
Längsrichtung des Bandes und daher in Je'Querrichtung zur Maschine angeord- net sind, bilden Sammelräume für Feuch- tigkeitswasser, das durch das Fördersieb oder einen andern Träger durchgegangen ist. Das gesammelte Feuchtigkeitswasser wird schliess- lich durch die genannten Entwässerungs- öffnungen in die eine oder andere der Saugkammern abgesaugt. Die Bänder werden üb- licherweise auf einer Spindel von kreis- rundem Querschnitt als ein im Kreisumfang endloses, nahtloses Rohr von gleichmässiger Dicke erzeugt. Die Ausnehmungen werden dann in die äussere Oberfläche durch ein Schleifverfahren eingearbeitet, hauptsächlich wenn die Ausnehmungen keine kontinuierliche Ausbildung haben. Die Öffnungen am Grund der Ausnehmungen werden durch Stanzen erzeugt.
Wie ausführlich in den genannten Patentschriften ausgeführt ist, ist es für die Entwässerungsöffnungen im Band notwendig, dass sie mit den entsprechenden Einlassöffnungen auf der oberen Seite der Saugkammer, über die das Band geführt wird, übereinstimmen. Es ist daher verständlich, dass irgendeine Verschiebung des Bandes quer zur Maschine diese übereinstimmung der Öffnungen vermindern oder in extremen Fällen sogar aufheben wird. Dadurch wird nicht nur der Durchgang von Feuchtigkeit durch das Band verhindert und dabei eine Beeinträchtigung des Trockenprozesses auftreten, sondern das Vakuum in den geschlossenen oder teilweise geschlossenen Eintrittsöffnungen wird an diesen Stellen auch eine Bremswirkung auf das Band verursachen.
Wenn ein derartiges Verziehen des Bandes eintritt, dass das Ausmass der Übereinstimmung der Öff- nungen an verschiedenen Teilen des Bandes ungleich ist, resultiert ein ungleichmässiges Trocknen des Papieres, das Band selbst wird weiters infolge örtlicher Bremswirkungen an den Vakuumeintrittsöffnungen verzogen oder gedehnt und derartige Bremswirkungen wer- !
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den eine ungleichmässige Abnützung des
Bandes und der oberen Fläche der Saug- kammern verursachen.
In der Papiererzeugungsindustrie herrscht gegenwärtig die Tendenz vor, die. Geschwin- digkeit der Produktion beständig zu steigern, was daher ein schnelleres Durchlaufen des
Siebes und in der Folge, weil sich das Band und das Sieb zusammen bewegen muss, auch eine schnellere Bewegung des genannten end- losen Bandes bedingt. Es wurde jedoch festgestellt, dass, wenn die Geschwindigkeit des Durchlaufens der gegenwärtigen endlosen Bandarten über ein gegebenes Mass hinaus gesteigert wird, die Zentrifugalkräfte am Band (insbesondere bei einem Gummiband) bei der Bewegung rund um die Leitwalzen d'a :. u führen, dass die Dehnungsfestigkeit des Bandes überschritten wird und ein Strecken des Bandes eintritt. Das Band hebt sich dann von den Führungswalzen ab, welche daher zu rotieren aufhören, so dass die Bewegung des Bandes unkontrollierbar wird.
Das Band ist daher ungeführt und. die übereinstimmung seiner Trockenöffnungen mit den genannten Eintrittsöffnungen der Saugkammer ist rein zufällig. Dies beeinflusst natürlich die Wirtschaftlichkeit der Saugeinheit in nachteiliger Weise.
Die natürlichen Spannungen im Band wirken dahin, das Band in die kreisförmige Querschnittsform, in der es hergestellt wurde, zurückzuführen. Dies bewirkt, dass irgendwelche Änderungen der Dehnung und Kontraktion im Band als Folge des durch vorstehend beschriebene Aufblähung verursachten Abhebens von und Wiederanlegens an die Auflagewalzen ein Flattern der parallelen Bahnen des Bandes erzeugen. Dieses Flattern des Bandes ist nicht nur unerwünscht, sondern die Dehnung kann, wenn das Band einmal gedehnt ist, eine dauernde werden und das Band wird nicht mehr in seinen ursprünglichen Zustand zurückkehren. Es wird also notwendig sein, das Band frühzeitig auszuwechseln, was kostspielig ist.
Die Erfindung verfolgt daher das Ziel, diesen Nachteil bei Bändern mit hoher Geschwindigkeit zu vermeiden, so dass Saugeinheiten der genannten Art bei mit höherer Geschwindigkeit betriebenen Maschinen, wie sie in der modernen Papiererzeugung erwünscht sind, verwendet werden können.
Es ist auch in der Praxis gefunden worden, dass sich infolge der sehr grossen Verschiedenheit der Bedingungen, bei denen diese Bänder verwendet werden, z. B. infolge der Ver- änderungen der Maschinenraumtemperatur und/oder der Papiers toffcbemikalien, die Bänder manchmal ausdehnen und manchmal zusammenziehen. Diese Dehnung und Zusammenziehung kann in irgendeiner Richtung vorhanden sein. Sogar bei derselben Ma- schine können sich die Bänder zu verschie- denen Zeiten, d. h. unter unterschiedlichen
Temperaturbedingungen, verschieden stark ausdehnen oder zusammenziehen.
Diese Dehnung oder Zusammenziehung ist häufig ein weiterer Grund dafür, dass die ge- nannten Entwässerungsöffnungen im Band teilweise oder vollständig mit den entsprechen- den Öffnungen in der Saugkammeroberseite nicht mehr übereinstimmen.
Diese Abwei- chung nimmt üblicherweise von einem Minimum in der Mitte bis zu einem Maximum an den Enden zu und es ist daher die Unter- brechung der Saugwirkung auf dem Papier ungleichmässig, was eine ungleichmässige Trocknung des Papieres zur Folge hat. Ferner verursacht die ungleichmässige, auf das Band ausgeübte Steigerung des atmosphärischen Druckes ein Verziehen und der steigende Druck kann daher ein Steckenbleiben des Bandes zur Folge haben. Wenn das Drahtnetz über das Band streicht, wird demzufolge eine unzulässige Abnützung in beiden entstehen.
Gerade wenn die Entwässerungsöffnungen nur teilweise in übereinstimmung sind, wird die zusätzliche, vom atmosphärischen Druck stammende Belastung auch eine übermässige und ungleichmässige Abnützung an der Unterseite des Bandes verursachen.
Es ist daher ein weiteres Ziel der Erfindung, diese Streckung oder Zusammenziehung des Bandes und in der Folge die störende Beeinflussung des normalen Zusammenwirkens mit der Saugeinheit zu über- winden oder auszuschalten.
Die Erfindung umfasst ein Verfahren zur Erzeugung eines endlosen einteiligen Bandes aus Gummi od. dgl., das in Übereinstimmung mit einer vorgewählten Anordnung auf einer Seite mit Ausnehmungen versehen ist und wenigstens eine durchgehende Öffnung am Grund jeder derartigen Ausnehmung aufweist, und für Saugeinheiten bei Papiererzeugungsmaschinen od. dgl. bestimmt ist. Erfindungsgemäss wird in das Band ausserhalb des Bereiches der nachfolgend herzustellenden Ausnehmungen und ausserhalb oder auch innerhalb des Stanzbereiches der zu bildenden öffnungen eine schrumpf- und dehnungsbeständige flexible, an sich bekannte Verstärkung eingebettet sowie hierauf vollkommen mit dem Bandmaterial verbunden.
Sodann werden durch an sich bekannte Bearbeitungsmassnahmen die Ausnehmungen und die Löcher eingearbeitet, wobei im Falle der ursprünglich auch innerhalb des Stanzbereiches der Öffnungen angeordneten Verstär-' kung durch gegenseite Anpassung der Verstärkung und des Bandmaterials ein rissfreies Stanzen gewährleistet wird.
Innerhalb des nach diesem Verfahren er-
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zeugten erfindungsgemässen endlosen Bandes für eine Saugeinheit von der vorstehend beschriebenen Art sind ein oder mehrere flexible dehnung-un schrumpfbeständige an sich bekannte Verstärkungselemente vorgesehen, die mit dem Gummi od. älhnl. Material des Bandes vollkommen verbunden sind, so dass der verfestigte Gummi oder das ähnliche Material gegenüber sonst auftretender Dehnung oder Schrumpfung festgehalten ist. Ferner sine die Verstärkungselemente von den Entwässerungsöffnungen durchsetzt oder verlaufen, wie an sich bekannt, zwischen diesen Öffnungen.
Das Verstärkungselement ist von derartiger Beschaffenheit, dass es möglich ist, die genannten Entwässerungsöffnungen durch Stanzen dieses Materials zu erzeugen, wenn das Band gestanzt wird, oder es wird nicht an diesen Stellen angeordnet, an denen das Stanzen der genannten öffnungen erfolgt.
Die Verstärkung kann eine Mehrzahl von getrennten Elementen umfassen, die sich in der Längsrichtung des Bandes erstrecken. (Die Längsrichtung des Bandes verläuft in der Querrichtung der Maschine). Sie kann auch aus einem Einzelelement in der Form eines Gewebes (offen oder geschlossen) bestehen, das sich über den ganzen Bereich des Bandes erstreckt. Im letzteren Fall kann das Gewebe aus einem Textilstoff mit niederer Wasserabsorption und genügender Festigkeit und entweder aus natürlichen und'oder künstlichen Fasern bestehen. Bei den bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung wird jedoch ein metallisches Drahtgeflecht verwendet.
Wenn die vorgewählte Anordnung der Ausnehmungen aus parallelen kontinuierlichen Ausnehmungen in der Längsrichtung des Bandes mit nach aussen gerichteten Zwi- schenstegen oder-rippen besteht, so können getrennte Verstärkungen, wie z. B. Schnüre, Drähte od. dgl. in einigen oder allen derartigen Stegen vorgesehen werden, wobei gleichzeitig oder an deren Stelle andere Verstärkungen im unteren oder mittleren Teil des Bandes verwendet werden können.
Im Falle eines Geflechtes muss dieses jedoch notwendigerweise im unteren oder mittleren Teil des Bandes angeordnet sein, so dass es sich unterhalb der Ausnehmungen befindet und bei der Herstellung der Ausnehmungen nicht frei-
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Ausnehmungen in gestaffelter Anordnung ohne durchgehende Zwischenstege muss die Ver- stärkung, gleichgültig welcher Art, aus dem- , elben Grund im unteren oder mittleren Teil des Bandes angeordnet sein.
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lagen vorgesehen sein und sowohl bei Einzel- als auch bei Lagenanordnung kann das Gewebe nur innerhalb des unteren oder mittleren Bandteiles angeordnet sein, so dass es sich unterhalb der genannten Ausnehmungen in der oberen Bandfläche befindet.
Bei üblichen Ausführungsformen der Erfindung wird ein metallisches Drahtgeflecht verwendet, ähnl. z. B. einem Fourdrinier-Geflecht. Dieses Geflecht wird vorerst verzinnt und sodann mit einer Zwischenlage aus Gummi umgeben, wie er als "Tiegum" be- kannt ist, der ein relativ reiner Gummi und weicher als der für den Hauptteil des Bandes verwendete ist und daher geeignet ist, in die Maschenzwischenräume einzudringen und eine innige Bindung zu bewirken. Hierauf wird das normale Bandmaterial auf eine derartige Gummizwischenlage aufgetragen. Auf diese Weise wird die Verstärkung sowohl mechanisch als auch chemisch mit dem Band vollkommen verbunden und die Verwendung des weichen Gummis vermeidet die Bildung von Luftblasen in der Nähe des Gewebes, was eine Korrosion und Schwächung zur Folge haben kann.
Die verwendete Verstärkung soll hinreichend unelastisch sein, um eine Ver- änderung des Bandes infolge einer Scrumpfung oder Ausdehnung zu verhindern, es soll jedoch keine Beeinträchtigung der Flexibilität des Bandes beim Umlaufen um die Walzen vorhanden sein. Ausserdem soll durch die Verstärkung keine Behinderung beim Stanzen der Entwässerungsöffnungen durch das Band erfolgen.
An Hand der Zeichnung werden nun Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben.
Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht, die die Art der Saugeinheit veranschaulicht, mit welcher sich die Erfindung beschäftigt. Fig. 2 ist eine perspektivische Schnittansicht eines Bandteiles gemäss einer bevorzugten Aus- führungsform der Erfindung. Fig. 3 ist ein Längsschnitt eines in Fig. 2 dargestellten Bandteiles. Fig. 4 ist eine Draufsicht des in Fig. 3 gezeigten Bandteiles. Fig. 5 stellt einen Querschnitt längs der Ebene 5-5 der Fig. 4 dar. Fig. 6 zeigt einen vergrösserten Querschnitt des inneren Bandteiles, wobei eine Zwischenlage aus weichem Gummi um da, Verstärkungsgewebe zu sehen ist. Fig. 7 zeigt einen Querschnitt durch eine andere Form des Bandes mit Verstärkungen sowohl im oberen als auch im unteren Bandteil.
Die in Fig. 1 dargestellte Saugeinheit umfasst ein endloses Band 1, das auf parallelen Walzen 2,3 aufgebracht ist. Diese Walzen sind in Lagern in Rahmenteilen 4,5 abgestützt, die z. B. am Gestell einer Papiererzeugungsmaschine angeschraubt werden können. Innerhalb des Bandes 1 sind eine oder mehrere Saugkammern 6 angeordnet, die durch Vakuumleitungen 7 evakuiert werden
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und mit Vakuummessinstrumenten 8 verbun- den sind. Die obere Seite der Saugkammer ist in Form von erhabenen Platten ausgebildet oder mit derartigen Platten versehen, die
Reihen von Löchern oder Öffnungen 9 auf- weisen, die ins Innere der Kammer führen.
Derartige Löcher stimmen mit den Öffnungen in dem Band überein, wie unten ausführlicher ausgeführt wird.
Es wird bei Betrachtung der Fig. 1 ver- ständlich, dass, wenn sich das Band 1 axial zu den Walzen 2 und 3 verschiebt, d. h. wenn eine Dehnung und ein Abheben erfolgt, wie vorstehend ausgeführt wurde, alle Off- nungen im Band teilweise oder auch voll- kommen mit den entsprechenden öffnungen
9 in der Saugkammer nicht übereinstimmen.
Wenn sich das Band in axialer Richtung aus- dehnt oder zusammenzieht, so dass der Abstand der Löcher im Band grösser oder kleiner wird als der Abstand der Löcher 9 in der
Saugkammer, wird ferner eine entsprechende
Verminderung der übereinstimmung resul- tieren und diese wird üblicherweise von ei- nem Minimum in der Nähe der Mitte des
Bandes bis zu einem Maximum an den Enden progressiv zunehmen. So kann sogar ein voll- kommener Verschluss der Löcher an den En- den des Bandes eintreten, wodurch ein grösserer atmosphärischer Druck auf dem
Band an diesen Stellen und in der Folge ein
Verziehen des Bandes und ein ungleichmässiges
Trocknen des Papieres oder Filzes resultiert.
In Fig. 1 sind die Ausnehmungen im Band kontinuierlich und parallel dargestellt. Dies ist jedoch nicht notwendig. Eine andere Aus- führungsform ist in den Fig. 2 bis 5 ver- anschaulicht.
Das Band 1, wie es in den Fig. 2 bis 5 "dar- gestellt ist, hat unterbrochene Ausnehmungen
10 in parallelen Reihen, wobei die Ausnehmungen in einer Reihe in bezug zu denen in der benachbarten Reihe versetzt angeordnet sind u. zw. sowohl in der Längs- als auch in der Querrichtung (s. Fig. 4). Die Ausnehmungen überlappen einander an den benachbarten Enden so, dass kein durchgehender erhabener Teil oder Grat quer zum Band vorhanden ist. Diese Ausnehmungen werden im Band durch Einschleifen in die äussere Oberfläche mit einer rotierenden Kantenschleifmaschine gebildet. In der Mitte jeder Ausnehmung 10 ist eine Durchgangsöffnung 11 vorgesehen, die eine Entwässerungsöffnung darstellt.
Im unteren Teil des Bandes und unterhalb aller Ausnehmungen 10 befindet sich ein dicht gewebtes Drahtgeflecht 12. Dieses Geflecht kann z. B. ein Drahtnetz aus verzinnter Phosphorbronze, verzinntem Eisen oder Messing sein. Vorzugsweise sind die Drähte, die parallel zur Bewegungsrichtung des Bandes an- geordnet sind, verdrillte oder verflochtene
Drähte, während die Drähte, die quer zur
Bewegungsrichtung des Bandes verlaufen, ein- strähnige, nicht miteinander verdrillte Drähte sind.
Bei der Herstellung des Bandes wird auf das Drahtgeflecht zuerst ein überzug oder
Belag aus einer relativ reinen fliessfähigen
Gummimischung aufgebracht, so dass eine voll- ständige Einbettung des Geflechtes darin re- sultiert und alle Zwischenräume der Maschen mit dem Gummi ausgefüllt sind. Die innere
Gummilage ist durch die punktierte Fläche
13 in den Fig. 2 bis 5 veranschaulicht und in Fig. 6 im grösserem Massstab dargestellt.
Der Hauptkörper des Bandes, der die üblichen
Füllmaterialien und Härter enthält, wird hier- auf auf die innere Lage 13 aufgebracht und das Ganze miteinander vulkanisiert.
Die Löcher 11 werden durch Stanzen erzeugt und das Gewebe 12 wird dabei unter der Wirkung der Stanze glatt abgeschnitten, ohne dass der benachbarte Gummi einreisst.
Während die besondere Anordnung der Ausnehmungen 10 und der Löcher 11, wie sie in den Fig. 2 bis 5 gezeigt ist, bevorzugt verwendet wird, ist es verständlich, dass die Erfindung in gleicher Weise bei Bändern günstig anwendbar ist, die eine andere Anordnung der Ausnehmungen und Löcher aufweisen, und dass mehr als ein Loch in jeder Ausnehmung vorhanden sein kann. Das Zusammenwirken dieser Löcher mit den ihnen entsprechenden Saugöffnungen in der Saugkammer ist ausführlich in den angeführten brit. Patentschriften Nr. 421, 604 und Nr.
622, 644 beschrieben.
In Bändern, in denen zwischen parallelen' Reihen von unterbrochenen Ausnehmungen oder zwischen parallelen kontinuierlichen Ausnehmungen ein sich in der Längsrichtung erstreckender Teil vorhanden ist, der die volle Dicke des Bandes besitzt, können Verstar- kungsglieder als getrennte, sich in Längsrichtung erstreckende Elemente in einigen oder allen dieser kontinuierlichen Teile angeordnet werden. Derartige Elemente können z. B.
Stücke aus verdrilltem oder geflochtenem' Draht sein. In dem in Fig. 7 dargestellten Beispiel sind Drahtstücke 14 zusätzlich zu der geflechtartigen Verstärkung 12 im unteren Teil des Bandes veranschaulicht. In manchen Fällen kann das Geflecht weggelassen werden, wenn getrennte Drähte 14 verwendet werden, oder es können getrennte Drähte sowohl im unteren Teil (anstatt des Geflechtes) als auch im oberen Teil des Bandes vorgesehen werden.
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Beim Betrieb von Papiererzeugungsmaschinen, die Saugeinheiten mit der genannten endlosen Bandart besitzen, tritt häufig der Fall ein, dass sich, wenn die genannten Aus-
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nehmungen, wie gezeigt, quer zur Maschine angeordnet sind und hauptsächlich, wenn die Ausnehmungen relativ lang sind, die äusseren Teile der Rippen zwischen benachbarten Ausnehmungen ungleichmässig abnützen und sich so in der oberen Fläche im flachen Zustand seichte Taschen bilden. Es wurde festgestellt, dass dies von der Tatsache herrührt,
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jede Rippe normal zum Mittelpunkt steht.
Die Kanten der Rippe werden daher beim
Beginn und am Ende der Berührung mit dem
Sieb in unzulässigen Druckkontakt mit der unteren Fläche des Siebes gebracht und dabei in einem grösseren Ausmass abgenützt als die andern Teile der äusseren Oberfläche.
Dieser Nachteil wird bei Verwendung der vorliegenden Erfindung vermieden, da der Verfestigungseffekt der Verstärkung im unteren Teil des Bandes die vertikale Verformung oder das Abheben des Gummis an den betreffenden besonderen Stellen und daher die genannte Deformierung verhindert. Dies beseitigt die ungleichmässige Abnützung der oberen Fläche und verlängert die Lebensdauer des Bandes.
Wo auch immer in dieser Beschreibung Gummi als Material für das Band angegeben ist, muss dieser Ausdruck so ausgelegt werden, dass er sowohl natürlichen und synthetischen Gummi als auch Gummimischungen umfasst. Die Erfindung ist auch auf Bänder aus geeignetem thermoplastischen und warmhärtenden Material anwendbar.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung eines endlosen einteiligen Bandes aus Gummi od. dgl., für Saugeinheiten bei Papiererzeugungsmaschinen od. dgl., das in übereinstimmung mit einer vorgewählten Anordnung auf einer Seite mit Ausnehmugen versehen ist und wenigstens eine durchgehende Öffnung am Grund jeder derartigen Ausnehmung besitzt, dadurch gekennzeichnet, dass in das Band (1) ausserhalb des Bereiches der nachfolgend herzustellenden Ausnehmungen (10) und ausserhalb oder auch innerhalb des Stanzbereiches der zu bildenden öffnungen (11) eine schrumpf-und dehnungsbeständige flexible, an sich bekannte Verstärkung (12) eingebettet sowie hierauf vollkommen mit dem Bandmaterial verbunden wird,
und sodann durch an sich bekannte Bearbeitungsmassnahmen die Ausnehmungen (10) und die Löcher (11) eingearbeitet werden, wobei im Falle der ursprünglich auch innerhalb des Stanzbereiches der Öffnungen (11) angeordneten Verstärkung (12) durch gegenseitige Anpassung der Verstärkung (12) und des Bandmaterials ein rissfreies Stanzen gewährleistet wird.