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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft Gewebebänder und insbesondere gummibeschichtete Gewebebänder wie solche, die in landwirtschaftlichen Anwendungen benutzt werden.
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Hintergrund der Erfindung
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In Erntegutballenpressen werden üblicherweise sich bewegende Elastomerbänder verwendet, um das Erntegut in einer oder mehreren Arten zu manipulieren. Bei einer Rundballenpresse für Heu werden ein oder mehrere solcher Elastomerbänder durch eine Gruppe von Antriebs-, Führungs-, und Spannrollen in einer serpentinenartigen Anordnung hindurchgeführt. Die Bänder nehmen eine zugeführte Erntegutreihe auf und formen daraus eine spiralförmige Rolle mit zunehmendem Durchmesser.
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Ein Problem im Zusammenhang mit Ballenpressenbändern ist, dass sie üblicherweise aus einem Gewebe gemacht sind, das zusammengefügt ist. Die Verbindungsstellen können eine Ursache von strukturellen Schwächen im Band sein. Zum Beispiel führt Bandverschleiss während der Nutzungsdauer häufig zu einem Defekt an der Verbindungsstelle. Dieses inhärente Problem von Bändern mit zusammengefügten Gewebeverstärkungen kann dadurch eliminiert werden, dass eine Bandkonfiguration verwendet wird, die Gewebeverstärkungen umfasst, die nicht zusammengefügt sind, wie in
U.S. Patent 2,590,697 beschrieben.
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U.S. Patent 5,573,619 offenbart ein beschichtetes Schleifband mit einer nahtlosen Endlosträgerschicht. Dieses Band umfasst eine beschichtete Schleifträgerschicht, die aus einem nahtlosen Endlosband besteht. Das Endlosträgerband umfasst etwa 40 Gewichts-% bis 99 Gewichts-% eines organischen Polymerbindemittels in Bezug auf das Gewicht der Trägerschicht; und eine effektive Menge eines faserförmigen Verstärkungsmaterials, das in das organische Polymerbindemittelmaterial eingebettet ist. Das nahtlose Endlosträgerband umfasst einen Abschnitt mit parallelen Seitenkanten und mindestens eine Lage eines faserartigen Verstärkungsmaterials, eingebettet in das organische Polymerbindemittelmaterial derart, dass Bereiche des organischen Bindemittelmaterials, die frei von faserartigen Verstärkungsmaterial sind, auf gegenüberliegenden Oberflächen der Lage des faserartigen Verstärkungsmaterials vorhanden sind. Das faserartige Verstärkungsmaterial kann in der Form von einzelnen Fasersträngen, einer faserartige Mattenstruktur oder einer Kombination daraus vorliegen. Ein Verfahren zur Herstellung des nahtlosen Endlosträgerbandes für ein beschichtetes Schleifband wird in
U.S. Patent 5,573,619 beschrieben. Dieses Verfahren umfasst die Schritte der Herstellung eines Endlosbandes aus einem flüssigen Bindemittelmaterial mit darin enthaltenem faserartigem Verstärkungsmaterial auf dem Umfang einer Trommel; und Verfestigung des Bindemittelmaterials derart, dass ein nahtloses Endlosträgerband mit in das organische Polymerbindemittelmaterial eingebettetem faserartigem Verstärkungsmaterial gebildet wird.
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Die
U.S.-Veröffentlichung Nr. 2008/0125263 beschreibt ein Ballenpressenband ohne Verbindungsstelle, das ein Elastomerband ist und aus ein oder mehreren Verstärkungslagen und ein oder mehreren Elastomerlagen besteht, wobei mindestens eine der Verstärkungslagen aus Streifen, die spiralförmig zu einer Helix gewickelt sind, gebildet ist. Der Bandaufbau beseitigt das Problem im Zusammenhang mit Bandversagen an Verbindungspunkten. Jedoch haben die in der
U.S. Veröffentlichung Nr. 2008/0125263 beschriebenen Bänder einige Mängel in anderen Bereichen der Haltbarkeit, wie z. B. Widerstandsfähigkeit gegen Durchstoßen, ein besonders wichtiger Aspekt in landwirtschaftlichen Anwendungen. Daher besteht zur Zeit noch immer ein Bedarf für ein Endlosband ohne Verbindungsstelle mit verbesserter Haltbarkeit, einschließlich verbesserter Widerstandsfähigkeit gegen Durchstoßen.
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Offenbarung der Erfindung
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Die erfindungsgemäßen, im Patentanspruch 1 bezeichneten Bänder ohne Verbindungsstelle ermöglichen eine stark verbesserte Haltbarkeit, einschließlich Widerstandsfähigkeit gegen Durchstoßen, und Lebensdauer im Vergleich zu Bändern des Standes der Technik. Dies wird dadurch erreicht, dass mindestens zwei Lagen einer spiralförmig gewickelten Gewebeverstärkung in das Band eingebracht werden, wobei die Gewebestreifen in den Verstärkungslagen mit Versatz zueinander angeordnet sind. Eine dritte oder sogar vierte Gewebeverstärkungslage kann auch eingebracht werden, wobei in Bezug auf diese zusätzlichen Lagen es wünschenswert ist, dass sie einen gegenläufigen Winkel zu den ersten und zweiten Gewebeverstärkungslagen haben. Für den Fall, dass eine vierte Gewebeverstärkungslage eingebracht ist, ist der darin enthaltene Gewebestreifen optimalerweise zum Gewebestreifen der dritten Gewebeverstärkungslage mit einem Versatz von mindestens 10% der Breite der Gewebestreifen der dritten und vierten Gewebeverstärkungslagen angeordnet.
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Die vorliegende Erfindung offenbart ein Endlosband, das umfasst: (1) eine erste Verstärkungslage, wobei die erste Verstärkungslage aus einem ersten Gewebestreifen gebildet ist, der spiralförmig zu einer Helix gewickelt ist, und (2) eine zweite Verstärkungslage, wobei die zweite Verstärkungslage aus einem zweiten Gewebestreifen gebildet ist, der spiralförmig zu einer Helix gewickelt ist, wobei der zweite Gewebestreifen im wesentlichen die gleiche Breite aufweist wie der erste Gewebestreifen, wobei der zweite Gewebestreifen parallel zum ersten Gewebestreifen ist, und wobei der zweite Gewebestreifen zum ersten Gewebestreifen mit einem Versatz angeordnet ist.
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Es wird auch ein endloses Elastomerband offenbart, das umfasst: (1) eine Elastomerlage, (2) eine erste Verstärkungslage, wobei die erste Verstärkungslage aus einem ersten Gewebestreifen gebildet ist, der spiralförmig zu einer Helix gewickelt ist, und (3) eine zweite Verstärkungslage, wobei die zweite Verstärkungslage aus einem zweiten Gewebestreifen gebildet ist, der spiralförmig zu einer Helix gewickelt ist, wobei der zweite Gewebestreifen im wesentlichen die gleiche Breite aufweist wie der erste Gewebestreifen, wobei der zweite Gewebestreifen parallel zum ersten Gewebestreifen ist, und wobei der zweite Gewebestreifen zum ersten Gewebestreifen mit einem Versatz von mindestens 10 Prozent der Breite des ersten Gewebestreifens angeordnet ist.
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In weiterer Ausgestaltung wird ein endloses Elastomerband offenbart, das umfasst: (1) eine erste Elastomerlage, die die Unterseite des Bandes bildet, (2) eine zweite Elastomerlage, die die Oberseite des Bandes bildet, (3) eine erste Verstärkungslage, die zwischen der ersten Elastomerlage und der zweiten Elastomerlage angeordnet ist, wobei die erste Verstärkungslage aus einem ersten Gewebestreifen gebildet ist, der spiralförmig zu einer Helix gewickelt ist, und (4) eine zweite Verstärkungslage, die zwischen der ersten Elastomerlage und der zweiten Elastomerlage angeordnet ist, wobei die zweite Verstärkungslage aus einem zweiten Gewebestreifen geformt ist, der spiralförmig zu einer Helix gewickelt ist, wobei der zweite Gewebestreifen im Wesentlichen die gleiche Breite wie der erste Gewebestreifen aufweist, wobei der zweite Gewebestreifen parallel zum ersten Gewebestreifen ist, und wobei der zweite Gewebestreifen zum ersten Gewebestreifen mit einem Versatz von mindestens 10 Prozent der Breite des ersten Gewebestreifens angeordnet ist.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Ballenpressenband es.
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2 zeigt die Darstellung einer Elastomerlage, die um eine Trommel gewickelt ist.
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3 zeigt eine Darstellung einer um die Trommel gewickelten Gewebelage.
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4 zeigt eine Querschnittsdarstellung des Bandes der vorliegenden Erfindung.
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Detaillierte Beschreibung der Erfindung
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1 zeigt ein Endlosband 10 der vorliegenden Erfindung, das für die Verwendung als Ballenpressenband, als Keilriemen, als Keilrippenriemen, Synchronriemen oder beliebiges Band, das Material transportiert oder Kraft überträgt, geeignet ist. Das Endlosband 10 umfasst einen Elastomerkörper 10, der von einheitlicher Struktur sein kann oder eine erste Lage 15 und eine zweite Lage 55 umfassen kann, die im wesentlichen parallel zueinander sind und aus den gleichen oder unterschiedlichen gummielastischen und nachgiebigem Materialien bestehen. Vetreter der verwendbaren gummielastischen Materialien umfassen duroplastische natürliche oder synthetischen Gummimaterialien, thermoplastische Elastomere und Urethane.
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Wie in 2 dargestellt, ist eine erste Elastomerlage 15 um die äußere Umfangsfläche 21 einer Bandformungstrommel 20 gewickelt, um die Unterseite des Bandes zu bilden. Die Enden 22, 24 der Elastomerlage 15 werden dann zusammengefügt mittels eines stumpfen Stoßes, eines Überdeckungsstoßes, oder einer anderen, einem Fachmann bekannten Verbindung. Die Verbindungsstelle kann zu der Längsachse der Trommel unter einem beliebigen Winkel gewinkelt oder parallel dazu positioniert sein.
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Eine erste Lage der Gewebeverstärkung wird dann über die erste Elastomerlager 15 auf die Trommel aufgebracht. Die erste Gewebeverstärkungslage 25 kann jedes beliebige, einem Fachmann bekannte Material umfassen, z. B. Polyester, Nylon, Kevlar oder Aramid und/oder Rayon. Das Gewebe kann jedes beliebige Webmuster aufweisen oder kann auch optional ein Faservlies sein. Die Gewebeverstärkungslage besteht aus einem durchgehenden Gewebestreifen 25, der spiralförmig um die Trommel gewickelt wird, um eine durchgehende Endloshelix zu bilden. Der Winkel der Helix ist im Bereich von etwa 15° oder weniger. Noch typischer ist ein Winkel der Helix innerhalb von etwa 10° oder weniger und üblicherweise ist er innerhalb des Bereiches von etwa 0,05° bis 8°, wobei er von der Streifenbreite und der Länge des Bandes abhängt. Der Winkel der Helix ist häufig innerhalb eines Bereiches von 0,1° bis etwa 6°. Solch eine endlose Verstärkungslage ist in 3 gezeigt. Die Streifen können jede beliebige Breite haben und haben üblicherweise eine Breite, die innerhalb des Bereichs von 0,25 Inch (6 mm) bis 12 Inch (305 mm) liegt, abhängig von der jeweiligen Gesamtgröße des Bandes. Die Streifen haben häufig eine Breite, die innerhalb des Bereichs von etwa 0,5 Inch (13 mm) bis etwa 6 Inch (152 mm) liegt. Beispielsweise kann der Gewebestreifen eine Breite von 0,5 Inch (13 mm), 1 Inch (25 mm), 2 Inch (51 mm), 3 Inch (76 mm), 4 Inch (102 mm) oder 5 Inch (127 mm) haben. Der Streifen ist üblicherweise aneinanderliegend aufgewickelt, so dass keine Spalten zwischen den Spiralwindungen vorhanden sind, wie in 3 gezeigt.
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Eine zweite Gewebeverstärkungslage 45, und beliebige zusätzliche Gewebeverstärkungslagen, kann jedes beliebige Material umfassen, das für die Verwendung in der ersten Gewebeverstärkungslage geeignet ist. Das Gewebe kann ein beliebiges Webmuster haben oder kann optional auch ein Faservlies sein. Die zweite Gewebeverstärkungslage besteht aus einem durchgehenden Gewebestreifen 45, der spiralförmig um die Trommel gewickelt ist, um eine durchgehende Endloshelix zu bilden.
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Das Band 10 kann zusätzliche Elastomerlagen 35 umfassen. Es ist jedoch nicht notwendig, dass eine Elastomerlage zwischen den Gewebeverstärkungslagen vorhanden ist. Zum Beispiel können die erste Gewebeverstärkungslage 25 und die zweite Gewebeverstärkungslage 45 direkt mittels eines geeigneten Bindemittels oder Klebstoffs miteinander verklebt sein. Anders ausgedrückt, eine Elastomerlage kann zwischen der ersten Gewebelage und der zweiten Gewebelage vorhanden sein oder die erste Gewebelage und die zweite Gewebelage können mittels einer Klebeschicht verbunden sein. Jedenfalls sind die erste Gewebeverstärkungslage 25 und die zweite Gewebeverstärkungslage 45 zwischen der ersten Elastomerlage und der zweiten Elastomerlage angeordnet. Es ist wichtig, dass der zweite Gewebestreifen 45 im wesentlichen dieselbe Breite wie der erste Gewebestreifen 25 aufweist und dass er spiralförmig in derselben Richtung aufgewickelt ist und mit im wesentlichen demselben Winkel wie der erste Gewebestreifen 25. Jedoch ist es für den zweiten Gewebestreifen 45 in der zweiten Verstärkungslage kritisch, dass er zum ersten Gewebestreifen 25 in der ersten Gewebeverstärkungslage mit einem Streifenversatz OS angeordnet ist, wie in 4 gezeigt.
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Es ist typisch, dass der zweite Gewebestreifen 45 zum ersten Gewebestreifen 25 mit einem Versatz von mindestens 2 Prozent der Breite W des Gewebestreifen angeordnet ist. Es ist noch typischer, dass der zweite Gewebestreifen 45 zum ersten Gewebestreifen 25 mit einem Versatz von mindestens 5 Prozent und normalerweise mindestens 10 Prozent der Breite W des Gewebestreifens angeordnet ist. In vielen Fällen ist der zweite Gewebestreifen 45 mit einem Versatz von 20 Prozent bis etwa 80 Prozent der Breite W des ersten Gewebestreifens 25 zum ersten Gewebestreifen angeordnet. Es ist noch typischer, dass der zweite Gewebestreifen 45 zum ersten Gewebestreifen 25 mit einem Versatz von mindestens 30 Prozent bis etwa 70 Prozent der Breite W des ersten Gewebestreifens 25 zum ersten Gewebestreifen 25 versetzt angeordnet ist. In den meisten Fällen ist es bevorzugt, dass der zweite Gewebestreifen 45 zum ersten Gewebestreifen 25 mit einem Versatz von mindestens 40 Prozent bis etwa 60 Prozent der Breite W des ersten Gewebestreifens 25 angeordnet ist. Es ist normalerweise besonders bevorzugt, dass der zweite Gewebestreifen 45 zum ersten Gewebestreifen 25 mit einem Versatz von mindestens 45 Prozent bis etwa 55 Prozent der Breite W des ersten Gewebestreifens 25 angeordnet ist.
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Der erste Gewebestreifen kann optional bestehen aus zwei oder mehr einzelnen Teilstreifen, die helikal aneinderliegend aufgewickelt sind, um den ersten Gewebestreifen zu bilden. In diesem Fall ist es wichtig, dass der zweite Gewebestreifen zum ersten Gewebestreifen mit einem Versatz mit einem Betrag angeordnet ist derart, dass Nähte zwischen den Teilstreifen nicht mit den Nähten in der Helix der zweiten Verstärkungslage fluchten. Wenn beispielsweise der erste Gewebestreifen mit einer Breite W aus zwei Teilstreifen besteht, die jeweils eine Breite von ½ W haben, sollte der Versatz des zweiten Gewebestreifens nicht 50 Prozent der Breite W betragen, weil dadurch die Nähte der Helix des zweiten Gewebestreifens mit den Nähten zwischen den Teilstreifen der ersten Verstärkungslage fluchten würden. In solch einer Situation sollte der zweite Gewebestreifen einen Versatz von einem Bruchteil von ½ W haben, der normalerweise mindestens 2 Prozent, typischerweise mindestens 5 Prozent, und noch typischer mindestens 10 Prozent von ½ W sein sollte. Im Fall, dass der erste Gewebestreifen aus mehr als zwei Teilstreifen besteht, sollte der Versatz ein Bruchteil von 1/n W sein, wobei n die Anzahl der Teilstreifen bedeutet, die verwendet werden, um den ersten Gewebestreifen herzustellen. Daher ist der Versatz üblicherweise mindestens 2 Prozent, noch typischer mindestens 5 Prozent, und besonders typisch mindestens 10 Prozent von 1/n W. In solch einem Fall ist der zweite Gewebestreifen zum ersten Gewebestreifen mit einem Versatz von 20 Prozent bis etwa 80 Prozent von 1/n W angeordnet. Noch typischer ist es, dass der zweite Gewebestreifen zum ersten Gewebestreifen mit einem Versatz von mindestens 30 Prozent bis etwa 70 Prozent von 1/n W angeordnet ist. In den meisten Fällen ist es bevorzugt, dass der zweite Gewebestreifen zum ersten Gewebestreifen mit einem Versatz von 40 Prozent bis etwa 60 Prozent von 1/n W angeordnet ist. Es ist üblicherweise besonders bevorzugt, dass der zweite Gewebestreifen zum ersten Gewebestreifen mit einem Versatz von 45 Prozent bis etwa 55 Prozent von 1/n W angeordnet ist.
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Wenn zusätzliche Gewebeverstärkungslagen im Band enthalten sind, um eine noch bessere Haltbarkeit zu erzielen, können die zusätzlichen Gewebeverstärkungslagen auch spiralförmig auf die Trommel aufgebracht werden, bevorzugt in Gegenrichtung zu den ersten und zweiten Verstärkungslagen. Zum Beispiel können die ersten und zweiten Verstärkungslagen eine erste Winkelorientierung haben, z. B. während des Aufbauprozesses von links nach rechts auf die Trommel aufgebracht werden. Die dritte Verstärkungslage kann eine zweite unterschiedliche Orientierung haben, z. B. von rechts nach links aufgebracht werden. Das Auftragen der Lagen in dieser Weise verhindert die Neigung des Bandes, in Richtung der Helix zu ziehen, und, weitaus wichtiger, eine stark verbesserte Haltbarkeit des Bandes wird dadurch erzielt. In Fällen, in denen eine vierte Verstärkungslage enthalten ist, wird diese auch in Richtung der dritten Verstärkungslage gewickelt, aber die darin enthaltenen Gewebestreifen sind zu den Gewebestreifen in der dritten Verstärkungslage mit Versatz angeordnet in der gleichen Weise wie die Streifen und die ersten und zweiten Verstärkungslagen. In Fällen, in denen optional dritte und vierten Verstärkungslagen enthalten sind, ist es nicht notwendig, dass diese Lagen im Band in einer bestimmten Reihenfolge angeordnet sind. Anders ausgedrückt, die zweite Verstärkungslage kann auf die erste Verstärkungslage aufgebracht werden, wobei die dritte Verstärkungslage über die zweite Verstärkungslage gelegt wird und schließlich die vierte Verstärkungslage über die dritte Verstärkungslage gelegt wird. In einer anderen Ausführung kann die dritte Verstärkungslage über die erste Verstärkungslage gelegt werden, wobei die zweite Verstärkungslage über die dritte Verstärkungslage gelegt wird und schließlich die vierte Verstärkungslage über die zweite Verstärkungslage gelegt wird. Es ist selbstverständlich, dass die erfindungsgemäßen Bänder optional Verstärkungslagen zusätzlich zu den zuvor beschriebenen enthalten können. Auch Verstärkung durch Zugfasern kann optional innerhalb des Karkassenkörpers verwendet werden.
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Diese Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele näher erläutert, die nur Erläuterungszwecken dienen und nicht als Einschränkung des Umfangs der Erfindung oder der Art und Weise, in welcher die Erfindung genutzt werden kann, zu betrachten sind. Wenn nicht besonders erwähnt, beziehen sich Teile und Prozentangaben auf das Gewicht.
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Beispiel 1
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Ein Endlosband ohne Verbindungsstelle kann hergestellt werden, indem zunächst eine erste Elastomerlage 15 über die äußere Umfangsfläche 21 einer Bandformungstrommel 20 gewickelt wird, um so die Unterseite des Bandes zu bilden. Eine erste Lage einer Gewebeverstärkung wird dann auf die erste Elastomerlage 15 auf der Trommel aufgebracht. Die erste Gewebeverstärkungslage besteht aus einem durchgehenden Gewebestreifen 25, der spiralförmig auf die Trommel aufgebracht wird, um eine durchgehende Endloshelix zu bilden. Der Winkel der Helix ist etwa 5°. Eine Elastomerzwischenlage 35 wird dann über die erste Elastomerlage 15 auf die Trommel aufgebracht. Eine zweite Gewebeverstärkungslage wird dann über die Elastomerzwischenlage 35 auf die Trommel aufgebracht. Die zweite Gewebeverstärkungslage besteht aus einem durchgehenden Gewebestreifen 45, der spiralförmig unter Bildung einer kontinuierlichen Endloshelix auf die Trommel aufgebracht wird. Der Winkel der Helix ist etwa 5°. Die zweite Gewebestreifen 45 wird mit Versatz zum ersten Gewebestreifen 25 mit einem Abstand von etwa 50 Prozent der Breite W des ersten Gewebestreifens 25 aufgebracht. Eine zweite Elastomerlage 55 wird dann über die zweite Gewebeverstärkungslage auf die Trommel aufgebracht. Das Band wird dann zu einem fertigen Endlosband ohne Verbindungsstelle vulkanisiert.
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Beispiel 2
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Ein Endlosband ohne Verbindungsstelle wurde unter Anwendung des im Beispiel 1 beschriebenen generellen Verfahren hergestellt. Die verwendeten Gewebestreifen hatten eine Breite von 3 Inch (76 mm) und die Bandkarkasse hatte eine Dicke von 0,280 Inch (7 mm). Ein zweites Band wurde unter Anwendung von konventioneller Technologie zu Vergleichszwecken hergestellt. In diesem Vergleichsband war die Gewebeverstärkung identisch zu dem Gewebe, das zur Herstellung des experimentellen Bandes dieser Erfindung verwendet wurde, mit der Ausnahme, dass die zweite Lage der Gewebeverstärkung unter einem gegenläufigen Winkel in Bezug auf die ersten Lage der Gewebeverstärkung aufgelegt wurde. Genauer gesagt wurde die erste Lage der Gewebeverstärkung mit einem linken Helixwinkel aufgebracht und die zweite Gewebelage wurde unter Verwendung eines rechten Helixwinkels aufgebracht. In allen anderen Aspekten waren die Bänder identisch.
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Die Bänder wurden dann getestet, indem ein Stempel an der Stelle in den Querschnittsbereich des konventionell hergestellte Bandes getrieben wurde, wo die rechte Gewebehelix und die linke Gewebehelix sich kreuzen. Dieser Test zeigte, dass eine Kraft von 613 Pfund pro Quadratinch (4,2 Mpa) erforderlich war, um den Stempel durch das Band zu treiben. In dem Vergleichstest war eine Kraft von 4.300 Pfund pro Quadratinch (29,6 MPa) erforderlich, um den Stempel durch das erfindungsgemäß hergestellte Band zu treiben. Entsprechend wies das Band, das entsprechend der Erfindung hergestellt wurde, eine viel bessere Widerstandsfähigkeit gegen Durchstoßen auf als das Band des Standes der Technik.
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Einige repräsentative Ausführungsformen und Details sind dargelegt worden, um die vorliegende Erfindung zu erläutern, aber es ist für einen Fachmann auf diesem Gebiet offensichtlich, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen ausgeführt werden können, ohne dass der Rahmen der Erfindung verlassen wird.
