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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Band zur Verwendung in einer
Papiermaschine zur Herstellung von Bahnmaterial, z. B. aus Papier
oder Karton, sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.
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Bänder
sind in den verschiedensten Ausführungen und Anwendungen
aus dem Stand der Technik bekannt. Für den Einsatz in Papiermaschinen können
diese als Siebbänder, Pressfilzbänder oder Transportbänder
eingesetzt werden. Die Bänder werden in verschiedenen Sektionen
eingesetzt, beispielsweise zum Abziehen von Feuchtigkeit aus dem fertigen
Bahnmaterial, und sind vorzugsweise für Luft bzw. Dampf
durchlässig. Zur Bereitstellung der erforderlichen Permeabilität
werden häufig Gewebebänder eingesetzt, die in
Bandlängsrichtung (MD-Richtung) verlaufende Längsfäden
und in Bandquerrichtung (CMD-Richtung) verlaufende Querfäden
aufweisen, wobei im Allgemeinen die Längsrichtung auch der
Bewegungsrichtung des Bandes entspricht. Bespannungen für
Papiermaschinen werden bekanntermaßen entweder zirkular
oder flach gewoben. Wenn die Bänder flach gewoben werden,
ist es notwendig, um diese als Endlosbänder auszubilden,
die Endbereiche des in einem Webvorgang erhaltenen Bandkörpers
miteinander zu verbinden. Hierdurch wird bei Flachgeweben beispielsweise
in einem Quernahtverfahren eine Naht erstellt, um das endlose Gewebe
zu erhalten. In diesem Quernahtverfahren werden die an den Endbereichen
der beiden Enden eines gewebten Bandkörpers überstehenden Längsfäden
in einem Verbindungsvorgang mit zusätzlichen Verbindungsquerfäden
verwoben, so dass eine Verbindungszone gebildet wird. Die Verbindungszone
in Form des Nahtbereichs weist in der Regel eine Gewebestruktur
entsprechend der Gewebestruktur des restlichen Bandkörpers
auf, weil bei Papiermaschinenbespannungen üblicherweise
versucht wird, über die gesamte Sieblän ge die
gleiche Bindung zu verwenden, um gleiche Parameter und Eigenschaften
in der Papierproduktion zu erhalten.
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Dieses
Quernahtverfahren hat den Nachteil, dass in Einzelfällen
eine zu geringe Nahtfestigkeit resultiert. Die mangelnde Haltbarkeit
des Nahtbereichs wirkt sich insbesondere bei Endlosbändern
aus, die hohen Zugspannungen ausgesetzt sind. So gibt es Anwendungen,
in denen die Endlosbänder einer in Längserstreckung
des Bandes wirkenden Zugspannung von 30 kN/m oder mehr ausgesetzt
sind, so dass die Nahtstelle oder der Nahtbereich einer hohen Dauerbeanspruchung
unterliegen.
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Dies
trifft beispielsweise auf ein permeables Band zu, das im sog. ATMOS-System
gemäß der
WO 2005/075736 A2 eingesetzt wird. Beim Maschinenkonzept
gemäß dem ATMOS-System übt das Band in
Form eines Pressbands aufgrund seiner Zugspannung eine Presskraft
auf ein Sandwich, bestehend aus einem strukturierten Sieb, einer
Faserstoffbahn sowie einem Pressfilz aus, wobei zudem ein Fluidstrom
aus Heißluft und/oder Dampf durch das Pressband und das
Sandwich strömt, um hierdurch die Faserstoffbahn, gegebenenfalls
unter Anwendung von Druck, entsprechend zu entwässern. Durch
diese Verfahrensweise sowie das Vorsehen eines verlängerten
Pressspalts werden höhere Trockengehalte des gefertigten
Papiers, insbesondere von Tissuepapier, erzielt. Bei einer Pressenvorrichtung
gemäß dem ATMOS-System steht die Papierbahn somit
nicht in direktem Kontakt mit dem Band, und es bestehen daher nicht
die gleichen blattbildenden Anforderungen wie an ein Sieb, das mit
der Papierbahn in direkten Kontakt kommt. Diese Bänder, die
beispielsweise im ATMOS-System Verwendung finden, sind Bänder,
die sehr hohen Zugspannungen von zumindest 30 kN/m ausgesetzt sind,
d. h. sog. Hochspannungsbänder („high tension
belts"). Oftmals sind diese Bänder auch Zugspannungen von
40 bis über 70 kN/m ausgesetzt, so dass Zugspannungen von
bis zum 10fachen der Normalspannung vorliegen.
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Es
hat sich nun gezeigt, dass bei diesen Hochspannungsbändern
die Naht der Beanspruchung im Produktionsbetrieb in einer Papiermaschine
nicht standhält, insbesondere wenn im Nahtbereich die gleiche
Bindung wie im restlichen Band verwendet wird, was aufgrund bestimmter
Eigenschaften jedoch regelmäßig bevorzugt ist.
Ein weiterer Nachteil bei Bändern ist es, dass durch die
gestreckte Lage der Längsfäden ein Herausziehen
der überlappenden Fäden im Verbindungsbereich
(„Interlock") im Nahtbereich begünstigt bzw. sogar
unterstützt wird. Demzufolge weist das Band im Nahtbereich
unzureichende Festigkeitsreserven auf. Die Naht stellt insofern
einen Schwachpunkt bezüglich der Haltbarkeit und Dauerhaftigkeit
des Bandes dar.
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Es
wird demnach stets nach Wegen gesucht, diese Unzulänglichkeiten
im Nahtbereich auszuräumen.
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Weiterhin
ist aus dem Stand der Technik die Verwendung der Ultraschalltechnik
in einer Vielzahl von Anwendungen bekannt geworden. Einige Vorschläge
aus dem Bereich der Papiermaschinenbespannungen werden nachfolgend
erläutert:
So beschreibt beispielsweise die
WO 98/27277 A1 ein
Verfahren zur Herstellung einer Papiermaschinenbespannung, umfassend
eine Fasermatte, die Ultraschallenergie ausgesetzt wird, um zumindest
teilweise die Fasern auf der Oberfläche des Textils zu schmelzen,
und gleichzeitig oder anschließend ein Muster in die Fasermattenfasern
einzuprägen, während sich die Fasern noch in geschmolzenem
Zustand befinden.
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Weiterhin
bezieht sich die
GB
1 016 649 A1 auf ein Band für die Trockenpartie
einer Papiermaschine oder einer ähnlichen Vorrichtung,
wobei ein Endlosband aus einem Material gebildet wird, das die Übertragung
von Feuchtigkeit aus dem Gewebe ermöglicht, und im Wesentlichen
ein nicht komprimierbares polymeres Lagenmaterial umfasst. Bei diesem Band
werden die Lagenenden mittels Ultraschalltechnik miteinander verbunden.
Beispielsweise können so auf einanderfolgende Streifen angrenzend Seite
an Seite in Quermaschinenrichtung jeweils miteinander durch Ultraschall
verbunden werden, um so ein Endlosband bereitzustellen.
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Schließlich
bezieht sich die
EP
0 861 939 B1 auf ein Verschweißverfahren für
Papiermaschinengewebe, wobei eine spiralförmige fortlaufende
Naht bei der Herstellung eines breiten Papiermaschinentextil aus
einem relativ schmalen spiralförmig gewickelten Gewebestreifen
unter Verwendung der Ultraschallenergie verschweißt wird.
Hierbei wird das Grundgewebe aus einer Vielzahl von aneinandergrenzenden
Windungen von Gewebestreifen derart miteinander verbunden, dass
zumindest an einer der beiden Seitenkanten ein Fransensaum bereitgestellt wird,
welcher bei jeder Windung über oder unterhalb der unmittelbar
angrenzenden Windung liegt, so dass nach Verschweißen der
Gewebestreifen eine Kombination aus einer stumpfe Verbindung zwischen den
einzelnen Windungen des Gewebestreifens durch Verschweißen
sowie eine Überlappungsverbindung zwischen den darauf oder
darunter liegenden Fransensäumen und den Gewebestreifen
vorliegt.
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Demzufolge
liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die beschriebenen
Nachteile aus dem Stand der Technik zu überwinden, und
ein Band bereitzustellen, welches erhöhte Nahtfestigkeit bereitstellt.
Beispielsweise soll das Band als Hochspannungsband für
den Einsatz unter Zugspannungen von 30 kN/m oder höher
ausgelegt sein.
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Die
erfindungsgemäße Aufgabe wird gelöst, indem
ein Band zur Verwendung in einer Papiermaschine bereitgestellt wird,
umfassend einen wenigstens ein Gewebe umfassenden Bandkörper
mit zwei Bandkörperenden mit im Wesentlichen in einer Bandlängsrichtung
verlaufenden Längsfäden und im Wesentlichen in
einer Bandquerrichtung verlaufenden Querfäden, wobei zum
Bereitstellen einer Endloskonfiguration des Bandes eine Naht oder
ein Nahtbereich zwischen den Endbereichen der Bandkörperenden
vorliegt und zumindest in einem Teil der Naht oder des Nahtbereichs,
wo die Längsfäden- und/oder Querfäden
mit einander in Kontakt sind, eine zusätzliche Bindung durch
Ultraschallschweißen vorliegt.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus
den Unteransprüchen.
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Das
erfindungsgemäße Band umfasst ein herkömmliches
Gewebe. Das Gewebe ist erfindungsgemäß nicht weiter
beschränkt. Es kann jede Form an bekanntem Gewebe verwendet
werden, das eine Naht aufweist. Ein Gewebe ist üblicherweise eine
Anordnung von mehr oder weniger lose mit- und/oder ineinander verschränkter
Fasern bzw. Fäden.
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Vorzugsweise
umfasst das Gewebe eine flachgewobene Webstruktur und eine Verbindungszone
in Form eines Nahtbereichs, wobei das Gewebe sich in MD-Richtung
erstreckende Längsfäden und damit verwobene sich
in CMD-Richtung erstreckende erste Querfäden aufweist,
wobei das Gewebe in seiner Längsausdehnung durch ein erstes
längsseitiges Ende und ein zweites längsseitiges
Ende begrenzt ist, bei dem jeder Längsfaden in seiner Längserstreckung über
das erste längsseitige Ende des Gewebes und über
das zweite längsseitige Ende des Gewebes hinausragt, wobei
die beiden längsseitigen Enden des Gewebes zum Endlosmachen
des Bandes durch eine Verbindungszone miteinander verbunden sind,
die durch Verweben der über das erste und zweite längsseitige
Ende des Gewebes hinausragenden Längsfäden mit
zweiten Querfäden gebildet ist, wobei zumindest ein Teil
der hierdurch gebildeten Verbindungszone mittels Ultraschallschweißen eine
zusätzliche Bindung aufweist.
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Besonders
bevorzugt wird die Verbindungszone des Gewebes durch Verweben der
ersten und zweiten Endabschnitte der Längsfäden
mit zweiten Querfäden gebildet, wobei die beiden Fadenendabschnitte
in CMD-Richtung betrachtet unmittelbar nebeneinander angeordnet
sind und die beiden Fadenendabschnitte in MD-Richtung betrachtet
einen gemeinsamen Überlappungsbereich bilden, in dem der
erste Endabschnitt des Paares mit denselben aufeinanderfolgenden zweiten
Querfäden verwoben ist, mit denen auch der zweite Endabschnitt
des Paares verwoben ist, wobei die beiden Endabschnitte des Paares
im Überlappungsbereich entweder dem gleichen Webpfad folgen
oder einem unterschiedlichen Webpfad folgen.
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Erfindungsgemäß wird
die Erhöhung der Nahtfestigkeit daher durch eine lokale
Verbindung der miteinander in Kontakt stehenden und/oder überlappenden
Fäden in der Verbindungszone (Interlockfäden)
und gegebenenfalls der benachbarten Längs- und/oder Querfäden,
durch den Einsatz der Ultraschalltechnik erreicht.
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Unter
Ultraschallschweißen wird im Rahmen der Erfindung verstanden,
dass durch Einsatz einer hochfrequenten mechanischen Schwingung
aufgrund von Grenzflächenreibung das Material erwärmt
und mittels Druck miteinander verbunden werden kann.
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Das
Ultraschallschweißen kann lokal begrenzt an einzelnen Stellen
in der Verbindungszone durchgeführt werden, beispielsweise
auch punktuell erfolgen, es können auch ein oder mehrere
flächige Bereiche oder die gesamte Verbindungszone einem Ultraschallschweißen
unterzogen werden.
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Die
vorliegende Erfindung macht sich die Konzentration von im Nahtbereich
vorliegendem Material zu Nutze, da eine lokale Materialüberhöhung,
d. h. eine lokal höheren Materialdicke, vorhanden ist. Diese
lokale Überhöhung kann erfindungsgemäß dazu
verwendet werden, um die in Kontakt stehenden und/oder überlappenden
Interlockfäden im Nahtbereich stärker miteinander
zu verbinden. Hierzu werden die Längs- als auch Querfäden
im Nahtbereich durch Ultraschallschweißen innig miteinander verbunden.
Die entstehende Bindung ist dabei permanent und sehr fest. Erfindungsgemäß gelingt
es damit, ein Gewebe gleichmäßiger Dicke mit erhöhter Nahtfestigkeit
zu erzielen.
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Nach
einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform
und zur Verbesserung des Wirkungsgrads der Ultraschalltechnik kann
die Gewebebindung im Nahtbereich variiert werden, um beispielsweise
durch eine stärkere Einbindung der Interlockfäden
in die Gewebestruktur die Materialdicke lokal zu erhöhen
und damit die verbindende Wirkung der Ultraschalltechnik deutlich
zu steigern.
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Die
Gewebebindung im Nahtbereich, d. h. der Verbindungszone zwischen
den Enden des gewebten Bandkörpers, ist besonders bevorzugt
eine Leinwandbindung. Eine Leinwandbindung weist eine so enge Verkreuzung
von Längs- und Querfäden auf, dass jeder Längsfaden
abwechselnd über und unter einem Querfaden zu liegen kommt.
Bei der Leinwandbindung berühren sich die Bindungspunkte nach
allen Seiten. Die erhaltene Verbindungszone mit Leinwandbindung
zeigt auf der rechten oberen und linken unteren Seite das gleiche
Bild, d. h. diese sind bindungsgleich. Außerdem sind diese
gleichseitig, d. h. die Bindung weist gleich viele Hebungen und Senkungen
auf. Je nach verwendeter Faser und Garnart und Fadendichte zeichnen
sich leinwandbindige Gewebe durch hohe Scheuer- und Schiebefestigkeiten
aus. Von der Leinwandbindung existieren einige Varianten, wie beispielsweise
Querrips (Kettrips), Längsrips (Schussrips) und Panamabindung.
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Selbstverständlich
kann auch eine andere Gewebebindung im Nahtbereich eingesetzt werden, wie
eine Körperbindung, Atlasbindung oder hiervon abgeleiteten
Bindungen.
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Die
Auswahl der Webart bzw. Bindung im Gewebe außerhalb der
Verbindungszone ist im Rahmen der Erfindung nicht besonders beschränkt,
das Gewebe kann mit variierendem Design erzeugt werden. Besonders
bevorzugt wird über das gesamte restliche Gewebe nur ein
Webmuster verwendet, woraus ein besseres Erscheinungsbild des Gewebes resultiert,
da alles gleich gewebt ist, gegebenenfalls bis auf die Verbindungszone,
wo vorzugsweise eine andere Gewebebindung vorliegt.
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Durch
eine stärkere Einbindung der Fäden im Gewebe,
wie beispielsweise einer stärkeren Einbindung der Fäden
im Nahtbereich, kann zusätzlich die Reibung zwischen den
Fäden und damit die Nahtfestigkeit erhöht werden.
Durch das zusätzliche Verbinden mittels Ultraschall kann
die Konstruktion des Gewebes nachhaltig gesichert, eine gewebeeinheitliche
Dicke erzeugt und die Nahtfestigkeit signifikant erhöht
werden. Die steigenden Anforderungen an die Siebbespannung können
vorzugsweise durch Einsatz der Ultraschalltechnik in Verbindung
mit einer Änderung des Webmusters in der Verbindungszone erfüllt
werden. Durch Einsatz einer lokalen Bindungsvariation und nachträglicher
Ultraschalleinwirkung kann die Nahtfestigkeit daher nochmals deutlich
gesteigert werden.
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Durch
Vorsehen einer geeigneten Bindung im Nahtbereich wird eine Festigkeitserhöhung
der Naht bzw. des Nahtbereichs durch höhere Umschlingung
erreicht, was durch die nachfolgende Formel (1) ausgedrückt
wird: FG =
FR·eμα (1)
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Hierin
bedeuten:
- FG
- ... Schiebefestigkeit
- FR
- ... Zugkraft der Fäden
- μ
- ... Reibungskoeffizient
- α
- ... Umschlingungswinkel
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Die
Schiebefestigkeit im textilen Flächengebilde ist eine Funktion
der Zugkraft der Fäden, der Reibungskoeffizienten (Garn-Garn)
und der Umschlingungswinkel. Mit stärkerer Einbindung steigt somit
die Schiebefestigkeit im Nahtbereich.
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Betrachtet
man nun ein Gewebe mit Leinwandbindung, so ist ersichtlich, dass
für die Schiebefestigkeit des Gewebes im Rapport vier Reibungskräfte
je Bindungseinheit maßgeblich sind, wie in der nachfolgenden
Gleichung widergegeben: Fa =
4FR·eμα (2)
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Mit
der folgenden Gleichung (3) für den Umschlingungswinkel α lässt
sich weiterhin die Abhängigkeit der Schiebefestigkeit von
der Schussdichte (SD) beschreiben durch: α =
2 arcsin ((d1 + d2 × SD)/10) (3),wobei d1 und d2 die Garndurchmesser
in Kett- bzw. Schussrichtung sind.
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Zudem
kann durch die Erhöhung der Nahtfestigkeit eine möglichst
geringe Dehnung über die gesamte Länge des Bandes,
das beispielsweise als Bespannung in einer Papiermaschinen eingesetzt wird,
sichergestellt und eingehalten werden, vorzugsweise eine maximale
Dehnung des Bandes in Längsrichtung von etwa 5%.
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Als
besonders vorteilhaft hat es sich insbesondere bei hohen auftretenden
Zugspannungen in spezifischen Anwendungen herausgestellt, wenn die Überlappungsbereiche
im Nahtbereich bis zu 60 aufeinanderfolgende zweite Querfäden
umfassen. Es kann aber auch bereits ausreichend sein, wenn die Überlappungsbereiche
18 bis 25 aufeinanderfolgende zweite Querfäden umfassen.
Vorzugsweise umfasst jeder Überlappungsbereich die gleiche
Anzahl an zweiten Querfäden.
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Durch
Einsatz des Ultraschallschweißens und gegebenenfalls lokale
Bindungsvariation im Band ist das Anbringen zusätzlicher
Materialien auf das Gewebe, wie Klebstoffe oder dergleichen, überflüssig.
Dies ist insofern vorteilhaft, als auf die erforderliche Verträglichkeit
des Materials der Fäden mit zusätzlichem Material,
wie z. B. Klebstoff, nicht geachtet werden muss.
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Nach
einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung und um
die gesamte Verbindungszone in MD-Richtung länger machen
zu können, ohne die einzelnen Überlappungsbereiche
zu vergrößern, kann vorgesehen werden, dass die
in CMD-Richtung nebeneinander angeordneten Überlappungsbereiche
in MD- Richtung betrachtet relativ zueinander versetzt sind. Durch
die verlängerte Verbindungszone wird dann eine verbesserte
Haltbarkeit der Verbindung erreicht. Weiter wird durch den Versatz
erreicht, dass die Überlappungsbereiche nicht alle entlang
einer einzigen sich in CMD-Richtung erstreckenden Linie angeordnet
sind, wodurch eine potentielle Markierungsneigung des Bandes an
dieser Stelle unterbunden werden kann. Vorzugsweise kann eine Vielzahl
aufeinanderfolgender Überlappungsbereiche jeweils den gleichen
Versatz zueinander aufweisen.
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Nach
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform besteht die
Möglichkeit das Herausschlüpfen von überstehenden
Fadenenden der Längsfäden nach Erzeugung der Naht
aus den Gewebezwischenräumen bzw. Gewebemaschen zu verhindern, in
dem diese mittels Ultraschall mit den benachbarten Längsfäden
und/oder Querfäden zusätzlich verbunden werden.
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Gegebenenfalls
können die Fadenenden der Längsfäden
vor dem Ultraschallschweißen auf ein vorbestimmtes Überstandmaß gekürzt
werden.
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Das
erfindungsgemäße Band ist hinsichtlich seiner
Struktur und seines Aufbaus nicht weiter beschränkt; es
kann einlagig, d. h. mit einer Längs- und Querfadenlage,
als auch zwei- oder mehrlagig, d. h. mit zwei oder mehr Längs-
und/oder Querfadenlagen ausgebildet sein.
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Aufgrund
der Dimensionierung der Bänder zur Verwendung in Papiermaschinen
ist es besonders vorteilhaft, wenn die Längsfäden
Kettfäden sind und die Querfäden Schussfäden
sind. Somit können derartige Bänder bei vorgegebener
Bandbreite praktisch mit beliebiger Bandlänge gefertigt
werden.
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Das
Material, aus dem das Gewebe hergestellt wird, ist nicht besonders
beschränkt, es kann jedes für ein Gewebe einsetzbares
Material verwendet werden. Im Hinblick auf die besonderen Anforderungen
in Bespannungen für Papiermaschinen kommen besonders bevorzugt
Polymermaterialien, wie thermo plastische Elastomere, zum Einsatz.
Bevorzugt sind die Querfäden aus demselben Material wie
die Längsfäden gefertigt. Besonders bevorzugt
sind die ersten und zweiten Querfäden bezüglich
ihrer Form und Materialzusammensetzung identisch. Besonders vorteilhaft
ist es, wenn die Längs- und/oder Querfäden aus
thermoplastischem Material aufgebaut sind, wodurch eine Heißverformung
erleichtert wird.
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Eine
weitere Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass
das Endlosband nur durch das Gewebe an sich gebildet ist.
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Besonders
bevorzugt weist das erfindungsgemäße Band, insbesondere
für die Anwendung als Pressband, eine Permeabilität
vorzugsweise von etwa 100 CFM bis etwa 1200 CFM, bevorzugt von etwa
300 CFM bis etwa 800 CFM auf.
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Weiterhin
bevorzugt ist das Band derart ausgelegt, dass es für Anwendungen,
bei denen Zugspannungen von mindestens 30 kN/m, insbesondere von
40 bis 70 kN/m, vorliegen, geeignet ist.
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Gegenstand
der Erfindung ist auch ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen
Bandes, umfassend:
- a) Herstellen eines wenigstens
ein Gewebe umfassenden Bandkörpers mit zwei Bandkörperenden
mit im Wesentlichen in einer Bandlängsrichtung verlaufenden
Längsfäden und im Wesentlichen in einer Bandquerrichtung
verlaufenden Querfäden;
- b) Erzeugen einer Naht oder eines Nahtbereichs zwischen den
Endbereichen der Bandkörperenden zum Bereitstellen einer
Endloskonfiguration des Bandes; und
- c) Unterziehen zumindest eines Teils des Nahtbereichs einem
Ultraschallschweißen, wo die Längsfäden-
und/oder Querfäden miteinander in Kontakt sind.
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Das
erfindungsgemäße Band wird in der Regel hergestellt,
indem zuerst die flachgewobene Webstruktur hergestellt wird, diese
nachfolgend durch eine Nahat oder einen Nahtbereich beispielsweise
in Form einer gewobenen Verbindungszone zu einem Endlosband zusammengefügt
wird, dann das Ultraschallverschweißen im Nahtbereich vorgenommen
wird und anschließend das fertiggestellte Band in die Maschine
eingezogen wird.
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Es
versteht sich von selbst, dass die beschriebene Ultraschallverschweißung
auf einzelne lokale Bereiche der Verbindungszone bis zu punktuellen
Verschweißungen, insbesondere an Berührungspunkten
oder -stellen der Längs- und/oder Querfäden beschränkt
werden kann. Diese kann aber auch über den gesamten Nahtbereich
durchgeführt werden.
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Die
obigen Ausführungen bei Beschreibung des erfindungsgemäßen
Bandes gelten sinngemäß für die Ausgestaltung
des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Gegenstand
der Erfindung ist auch die Verwendung des erfindungsgemäßen
Bandes in oder als Teil einer Bespannung. Das Band ist nicht für
irgendeine Bespannung beschränkt, sondern kann für jegliche
dem Fachmann bekannte Bespannungen eingesetzt werden, bei welchen
die Nahtfestigkeit von herkömmlichen Bespannungen nicht
ausreichend ist.
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Bevorzugt
wird das erfindungsgemäße Band als Bespannung
oder als Teil einer Bespannung, insbesondere in einer Papiermaschine,
eingesetzt. Derartige Bänder können wie eingangs
geschildert in verschiedenen Bereichen von Papiermaschinen zur Fertigung
von Bahnmaterial eingesetzt werden. So kann ein derartiges Band
beispielsweise in einer Presssektion vorgesehen sein. Auch ist es
möglich, ein derartiges Band zum Einsatz in einer Trockensektion
vorzusehen.
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Ferner
betrifft die Erfindung eine verbesserte Pressenvorrichtung für
eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, bei der ein
wie oben beschriebenes endloses Band als Pressband Verwendung findet,
wobei das Band unter einer Zugspannung von zumindest 30 kN/m steht
und zur Bereitstellung eines verlängerten Pressnips über
eine Gegenfläche geführt wird, die vorzugsweise
durch einen Abschnitt der Mantelfläche einer Walze, insbesondere Saugwalze,
gebildet wird, wobei die Faserstoffbahn zwischen dem Band und der
Gegenfläche geführt ist und das Band aufgrund
seiner Zugspannung eine Presskraft auf die Faserstoffbahn ausübt.
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Vorzugsweise
wird die Tissuebahn in einem Sandwich aus oberer permeabler Bespannung
und unterer permeabler Bespannung durch die erfindungsgemäße
Pressenvorrichtung geführt, so dass im Ergebnis folgender
Aufbau vorliegt:
- 1) Pressband,
- 2) obere permeable Bespannung,
- 3) Tissuebahn,
- 4) untere permeable Bespannung und
- 5) Gegenfläche.
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Vorzugsweise
ist hierbei die obere permeable Bespannung ein drei-dimensional
strukturiertes Sieb wie bspw. ein TAD-Sieb. Des Weiteren ist die untere
permeable Bespannung vorzugsweise ein Pressfilz. Eine mit dem erfindungsgemäßen
Band ausgerüstete Pressenvorrichtung arbeitet aufgrund der
stabileren Ausbildung des Verbindungsbereichs bedeutend zuverlässiger
als eine mit einem konventionellen Pressband ausgerüstete
sonst gleiche Pressenvorrichtung.
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Um
sowohl eine gute Entwässerung der Tissuebahn durch die
mechanische Spannung des erfindungsgemäßen Bandes
als auch aufgrund eines Fluidstroms durch das Band erzielen zu können,
ist es bevorzugt, wenn das erfin dungsgemäße Band eine
offene Fläche von zumindest 25% und eine Kontaktfläche
von zumindest 10% seiner gesamten zur oberen Bespannung weisenden
Fläche hat.
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Die
vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnungen
detailliert beschrieben, welche die vorliegende Erfindung nicht beschränken
sollen. Es zeigen:
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1 eine
Pressenvorrichtung, die mit einem erfindungsgemäßen
Band als Pressband ausgerüstet ist;
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2 eine
schematisch vereinfachte Teillängsschnittansicht einer
Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Bandes mit einer Verbindungszone vor dem Ultraschallverschweißen;
und
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3 eine
schematisch vereinfachte Teillängsschnittansicht einer
Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Bandes mit einer Verbindungszone vor dem Ultraschallverschweißen.
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Die 1 zeigt
eine Maschine 1 zur Herstellung einer Faserstoffbahn 2,
die mit einer Pressenvorrichtung 3 mit einem erfindungsgemäßen
Band 20 als Pressband ausgestattet ist.
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Die
Faserstoffbahn 2, bei der es sich vorliegend um eine Tissuebahn
handelt, wird in einer Formierpartie 5 der Maschine 1 dadurch
gebildet, indem eine flüssige Faserstoffsuspension in den
Einlaufspalt 6 zwischen einem konventionellem permeablen und
flachen Formiersieb 7 und einem permeablen und dreidimensional
strukturierten Sieb 8 eingebracht wird. Das strukturierte
Sieb 8 hat hierbei eine die Faserstoffbahn berührende
Oberfläche, die im Vergleich zu der die Faserstoffbahn
berührenden Oberfläche des flachen Siebs 7 größere
Erhebungen und Vertiefungen aufweist.
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Nachdem
die Faserstoffbahn 2 im Sandwich zwischen dem Formiersieb 7 und
dem strukturierten Sieb 8 zur Entwässerung um
eine Formierwalze 9 gelaufen ist, wird das Formiersieb 7 von
der Faserstoffbahn 2 abgehoben und die Faserstoffbahn 2 auf
dem strukturierten Sieb 8 der Pressenvorrichtung 3 zugeführt.
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In
der Pressenvorrichtung 3 findet das erfindungsgemäße
endlose Band 20 als Pressband Verwendung. Das Pressband 20 steht
in der Pressenvorrichtung 3 unter einer Zugspannung von
zumindest 30 kN/m. Zur Bereitstellung eines verlängerten Pressnips
wird das Pressband 20 über eine Gegenfläche
geführt, die im vorliegenden Fall durch einen Abschnitt
der Mantelfläche einer Saugwalze 10 im Bereich
einer Saugzone Z gebildet ist. Zur Entwässerung der Tissuebahn 2 in
der Pressenvorrichtung 3 wird die Tissuebahn 2 im
Sandwich zwischen dem permeablen drei-dimensional strukturierten
Sieb 8 und einem permeablen glatten als Pressfilz ausgebildeten
Band 11 geführt. Hierbei kontaktiert das Pressband 20 das
strukturierte Sieb 8 und das Pressfilz 11 stützt
sich auf der Mantelfläche der Saugwalze 10 ab. Das
Pressband 20 übt hierbei aufgrund seiner Zugspannung
eine Presskraft auf das Sandwich, bestehend aus strukturiertem Sieb 8,
Faserstoffbahn 2 und Pressfilz 11, aus.
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Oberhalb
des Pressbandes 20 ist eine Blasvorrichtung 16 angeordnet,
die bewirkt, dass ein Fluidstrom aus Heißluft und/oder
Dampf durch das Pressband 4, das strukturierte Sieb 8,
die Faserstoffbahn 2 und das Pressfilz 11 zur
Saugzone Z strömt. In der Pressenvorrichtung 3 wird
demzufolge die Faserstoffbahn 2 durch das gleichzeitige
Einwirken der Presskraft des Bandes 20 auf die Faserstoffbahn 2 und
das in Richtung vom Pressband 20 zur Gegenfläche
durch die Faserstoffbahn 2 strömende Fluid entwässert.
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Nach
dem Durchlauf durch die Pressenvorrichtung 3 wird das Pressfilz 11 von
der Faserstoffbahn 2 abgehoben und diese auf dem strukturierten Sieb
einem zwischen einer Presswalze 12 und einen Yankee-Trockenzylinder 13 gebildeten
Pressnip 14 zur weiteren Entwässerung zugeführt.
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Nach
dem Durchlauf durch den Pressnip 14 wird die Faserstoffbahn 2 vom
strukturierten Sieb 8 abgehoben und auf der Mantelfläche
des Yankee-Trockenzylinders 13 geführt, um nachfolgend von
diesem mittels einer Schabervorrichtung 15 davon abgehoben
zu werden.
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In 2 ist
eine schematisch vereinfachte Teillängsschnittansicht einer
Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Bandes 20 mit einer Verbindungszone 21. Dieses
Band 20 kann beispielsweise in einer Presssektion oder
einer Trockensektion eingesetzt werden, und umfasst einen Bandkörper 22 aus
einem Gewebe 25. Dieses Gewebe 25 umfasst in einer
Bandlängsrichtung oder MD-Richtung verlaufende Längsfäden 30.1 und 30.2 sowie
quer dazu im Wesentlichen in Bandquerrichtung oder CMD-Richtung
verlaufende Querfäden 32, 32.1, 32.2, 32.3, 32.4, 32.5 und 33, 33.1, 33.2, 33.3, 33.4., 33.5.
Bei Herstellung des Bandkörpers 15 können
vorteilhafterweise die Längsfäden 30.1 und 30.2 Kettfäden sein,
während die Querfäden 32, 32.1, 32.2, 32.3, 32.4, 32.5 und 33, 33.1, 33.2, 33.3, 33.4, 33.5 Schussfäden
sind. Auf diese Art und Weise können bei vorgegebener Breite
eines derartigen Bandes 20 dieses mit nahezu beliebiger
Länge gewebt werden.
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Um
das Band 20 in einer Endloskonfiguration bereitstellen
zu können, wird der Bandkörper 22 so gewebt,
dass er an seinen beiden längsseitigen Enden 40.1, 40.2 Längsfäden 30.1 und 30.2,
also beispielsweise Kettfäden, mit überstehenden,
also zunächst nicht mit Querfäden 32, 32.1, 32.2, 32.3, 32.4 oder 33, 33.1, 33.2, 33.3, 33.4,
wie Schussfäden, verwobene Endabschnitte 42.1 und 42.2 aufweist.
Es wird hier beispielsweise angenommen, dass sich an die beiden
erkennbaren Enden 40.1, 40.2 des Bandkörpers 22 jeweils
Endabschnitte 42.1 und 42.2 desselben Längsfadens
anschließen, was selbstverständlich nicht zwingend
der Fall sein muss. Diese Endabschnitte 42.1 und 42.2 der
Längsfäden 30.1 und 30.2 bzw.
sämtlicher Längsfäden werden dann zum
Erzeugen einer Verbindungszone 21 mit zweiten Verbindungsquerfäden 34.1, 34.2, 34.3 und 34.4 verwoben.
Im dargestellten Beispiel umfasst die Verbindungszone 4 Verbindungsquerfäden 34.1, 34.2, 34.3 und 34.4.
In der Verbindungszone 21 wird somit durch Verweben der
Längsfäden 30.1 und 30.2 und der
Verbindungsquerfäden 34.1, 34.2, 34.3 und 34.4 vorzugsweise
eine Gewebestruktur bzw. Bindung erhalten, die sich von der im übrigen
Bandkörper 22 vorhandenen Bindung unterscheidet.
Dies muss jedoch nicht so sein. Die Bindung in der Verbindungszone 21 ist
im gewählten Beispielfall eine Leinwandbindung, während
die Bindung im flachgewebten restlichen Gewebe 25 eine
Atlasbindung darstellt. Hierdurch resultiert eine erhöhte
Festigkeit des Gewebes 25 in der Verbindungszone 21 in
Form des Nahtbereichs. Die Endabschnitte 42.1 und 42.3 werden
im gezeigten Beispielfall mit demselben Wegpfad gewebt.
-
Wenn
es erforderlich ist, Markierungseffekte in dem zu fertigenden Band 20 zu
vermeiden, d. h. wenn das Band 20 mit dem zu fertigenden
Bahnmaterial in direktem Kontakt kommt, kann vorzugsweise vorgesehen
werden, dass die verbleibenden Fadenenden 43.1 und 43.2 auf
diejenige Seite des Bandes 20 geführt werden,
die nicht in Kontakt mit der Faserbahn tritt. Dies spielt beispielsweise
bei einer Verwendung des Bandes 20 in einer ATMOS-Vorrichtung
keine Rolle.
-
Weiterhin
besteht die Möglichkeit, die Fadenenden 43.1 und 43.2 vor
und/oder nach Erzeugen der Verbindungszone 21, selbstverständlich
auch abhängig von der Dicke der Längsfäden 30.1 und 30.2 bzw.
deren Endabschnitte 42.1 und 42.2, auf eine vorbestimmte
Länge zu kürzen.
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In 3 ist
eine schematisch vereinfachte Teillängsschnittansicht einer
Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Bandes 20 vor dem Verschweißen mittels Ultraschall.
Hierbei liegt jedoch ein anderer Webpfad der Paare der Fadenendabschnitte 42.1 und 42.2 vor.
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Die 1 bis 3 verdeutlichen
nur beispielhaft mögliche Ausgestaltungen. Diese sind nicht beschränkend
zu verstehen, sondern stellen lediglich Beispiele möglicher
Ausführungsformen dar. Die 1 bis 3 sind
nicht abschließend und damit auch nicht beschränkend
im Hinblick auf den Schutzbereich erfin dungsgemäß ausgeführter
Nahtbereiche. Andere Möglichkeiten zur Erzeugung einer
Naht oder eines Nahtbereichs sind je nach gewünschtem Verhalten
und Eigenschaftsprofilen des zu bildenden Endlosbandes denkbar.
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- 1
- Maschine
- 2
- Faserstoffbahn,
Tissuebahn
- 3
- Pressenvorrichtung
- 5
- Formierpartie
- 6
- Einlaufspalt
- 7
- Formiersieb
- 8
- drei-dimensional
strukturiertes Sieb
- 9
- Formierwalze
- 10
- Saugwalze
- 11
- Pressfilz
- 12
- Presswalze
- 13
- Yankee-Trockenzylinder
- 14
- Pressnip
- 15
- Schabervorrichtung
- 16
- Blasvorrichtung
- 20
- Band
- 21
- Verbindungszone
(Nahtbereich)
- 22
- Bandkörper
- 25
- Gewebe
- 30,
30.1, 30.2
- Längsfäden
- 32,
32.1, 32.2, 32.3, 32.4, 32.5
- erste
Querfäden
- 33,
33.1, 33.2, 33.3, 33.4, 33.5
- erste
Querfäden
- 34.1,
34.2, 34.3, 34.4
- zweite
Querfäden
- 40.1,
40.2
- erstes
und zweites längsseitiges Ende des Bandes
- 42.1,
42.2
- Endabschnitte
der Längsfäden
- 43.1,
43.2
- Fadenenden
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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Zitierte Patentliteratur
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- - WO 2005/075736
A2 [0004]
- - WO 98/27277 A1 [0007]
- - GB 1016649 A1 [0008]
- - EP 0861939 B1 [0009]