DE3402620A1

DE3402620A1 - Drahtgliederband

Info

Publication number: DE3402620A1
Application number: DE19843402620
Authority: DE
Inventors: Richard Thomas Geoffrey Bamber Bridge Preston Lancashire Lord
Original assignee: Scapa Porritt Ltd
Current assignee: Scapa Blackburn Ltd
Priority date: 1983-01-26
Filing date: 1984-01-26
Publication date: 1984-07-26
Also published as: FI840315A7; NL185414B; NO840291L; NL185414C; IT1173133B; NZ206895A; GB8302118D0; ZA84378B; IT8419311A1; AT388196B; SE8400373D0; FI840315L; US4662994A; MX158141A; ES529201A0; BR8400300A; JPS59179855A; ES8603044A1; AU2366884A; CA1230304A

Description

• c · *

3402520

SCAPA-PORRITT LIMITED 4 A 37 893/beu

Cartmell Road,

Blackburn, 2 5. Jan. 1984

Lancashire, BB2 2SZ/England

Drahtgliederband

Die Erfindung betrifft Gliederbänder gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Derartige Gliederbänder werden insbesondere in der Papierfabrikation und ähnlichen Industriezweigen als Pörder- oder Trägereinrichtung eingesetzt.

Gliederbänder werden aus Wendeln gebildet, die z. B. aus monifilem Kunststoffdraht gewickelt werden. Die Wendeln werden dicht nebeneinander und ineinanderliegend angeordnet, wobei die nebeneinanderliegenden, sich überdeckenden Windungsabschnitte benachbarter Wendel durch einen die Gelenkachse zwischen zwei Wendeln bildenden Draht verschwenkbar miteinander verbunden sind.

Bei einem für den Aufbau typischen Gliederband haben die Wendeln ovalen Querschnitt und zeigen eine größte Innenabmessung von 3,75 mm. Der Kunststoffdraht hat einen Durchmesser von 0,55 mm, während der Gelenkdraht einen Durchmesser von 0,9 mm aufweist.

Bei einem derartigen Aufbau ist es zum Einsetzen des Gelenkdrahtes, insbesondere beim maschinellen Einsetzen, erforderlich, daß die benachbarten Wendeln- zumindest bei der praktischen Anwendung - vollständig ineinandergreifen. Jede Abweichung von diesem vollständigen Ineinandergreifen verringert das Quermaß des durch die überlappenden Windungen gebildeten Aufnahmekanals für den Gelenkdraht; der Aufnahmequerschnitt des Kanals wird ferner durch Abweichungen in

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der Materialstärke vermindert. Die Verminderungen des Aufnahmequerschnittes reichen oft aus_r ein Einsetzen des Gelenkdrahtes in nicht unerheblichem Maße zu erschweren oder es vollkommen unmöglich zu machen.

Es ist bekannt, die durch Spreizen der einzelnen Windungen der Wendel zvr ineinandergreifenden Aufnahme der Windungen einer benachbarten Wendel auftretenden Spannungen in den Wendeln zum Pesthalten der Wendeln untereinander auszunutzen. Diese Federspannungen treten aufgrund der elastischen Eigenschaften des verwendeten Wendelmaterials auf. Durch die Federspannung wird jeweils die zwischen zwei aufeinanderfolgenden Windungen einer Wendel liegende Windung der benachbarten Wendel eingespannt, wodurch - wenn die Federspannung entsprechend groß ist - die Trennung der Wendeln voneinander verhindert ist.

Die Spannung einer Wendel ist eine Funktion der elastischen Eigenschaften des für die Wendel verwendeten Materials und ist daher unter anderem von den Querschnittsabmessungen des die Wendel bildenden Polyestermonofilaments bestimmt. Jede Verringerung dieser Abmessungen vermindert daher die Einspannungswirkung der Windungen einer Wendel auf die Windungen einer anderen Wendel.

Im Hinblick auf Ungleichmäßigkeiten in den physikalischen Eigenschaften benachbarter Wendel den auftretenden Sekundär- bzw. Restdrall der Wendel und anderer Einflußfaktoren kann oft das vollständige Ineinanderliegen benachbarter Wendel nicht auftreten bzw. nicht erreicht werden, so daß beim Einsetzen des Gelenkdrahtes erhebliche Schwierigkeiten auftreten.

Durch eine Durchmesserverringerung des Monifilaments, aus dem die Wendeln gebildet sind, können - bei unveränderten Innenabmessungen der Wendeln - die Querschnittsmaße des

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durch die überlappenden Windungen gebidelten Kanals vergrößert werden, da die nun mögliche Überlappung einer Wendel mit der letzten Wendel einer zusammengesetzten Wendelreihe vergrößert ist. Das Einsetzen des Gelenkdrahtes kann so erleichtert werden.

Aufgrund der Durchmesserverringerung des Monofilaments nimmt aber gleichzeitig die Federspannung der Wendel ab, so daß auch der Einspanneffekt der einen Wendel auf die zwischen ihren Windungen liegenden Windungen der benachbarten Wendel verringert ist, wodurch eine erhöhte Gefahr einer unbeabsichtigten Trennung der Wendel gegeben ist. , Durch die Durchmesserverringerung des Monofilamentes treten also andere, gravierende Nachteile auf. Ferner bewirkt die - aufgrund der verminderten Spannung auftretende Lockerung der Windungen einer Wendel ein zu leichtes und zu weites Aufspreizen der Windungen, wodurch mehr als eine Windung der benachbarten Wendel zwischen den aufeinanderfolgenden Windungen der gegebenen Wendel eingreifen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ohne Beeinträchtigung der' Fähigkeit der Wendel in ihrer ineinanderliegenden Einspannlage zu verharren, den Aufnahmequerschnitt des von den ineinanderliegenden Windungen gebildeten Kanals zu vergrößern, um so die bei den mechanischen Einsätzen eines Gelenkdrahtes in den Kanal zur Verbindung benachbarter Wendeln auftretenden Schwierigkeiten zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel hat der Kunststoffstrang einen flachen, im wesentlichen rechteckigen, vorzugsweise rechtwinkligen Querschnitt.

In einer anderen bevorzugten Ausführung besteht der Kunststoff strang aus einem monofilen Draht.

Die Erfindung beruht darauf, daß mit aus einem Kunststoffstrang mit einem vom Kreisquerschnitt abweichenden Querschnitt gebildeten Wendeln eine Federspannung in einer ovalen Wendel erzielt werden kann, die. etwa der Federspannung entspricht, wie sie in einer Wendel aus Kunststoffdraht mit kreisförmigem Querschnitt erzielbar ist, wobei die Größenmaße der Wendel ähnlich sind. Bei der erfindungsgemäßen Wendel wird dabei für den Gelenkdraht ein Aufnahmekanal mit vergrößertem Aufnahraequerschnitt erzielt, so daß die bei Wendeln aus dem Querschnitt kreisförmigem Kunststoffdraht auftretenden Schwierigkeiten vermieden sind.

Wie überraschend festgestellt werden konnte, hat die aus einem - im Querschnitt von der Kreisform abweichender Polyesterdraht gewickelte Wendel eine derartige Spannung, daß der Gelenkdraht in zufriedenstellender Weise in die ineinanderliegenden Windungen benachbarter Wendel maschinell eingesetzt werden kann. Die Wendel erfüllt dabei die Verhältnisgleichung 10 < L/a < 24 oder die Verhältnis-

a χ 10^

gleichung 4 < =-3 < 16, wobei a die Querschnittsfläche des monofilen Drahtes und L das größte Innenmaß der Spule ist. Derartige Wendel sind für die Papierherstellung und -förderung und ähnliche Stoffe und Hüllen vorgesehen.

Während die vorstehend angegebenen Bereiche für L/a und (a² χ 10^) /L-* für alle synthetische Kunststoffe hinreichend bestimmt sind, die zur Herstellung von für den Zusammenbau von Gliederbänder geeigneten Monofilamenten anwendbar sein mögen, so bedarf es doch in bestimmten Anwendungsfällen einer genaueren Eingrenzung. So ist eine genauere Eingrenzung durch das Verhältnis zwischen dem dynamischen Elastizitätsmodul des Polyesters und dem des gewünschten Materials möglich. Es hat sich gezeigt, daß das Verhältnis des größten Querschnittsmaßes (Hauptquerschnittsachse) zum kleinsten Querschnittsmaß (kleinste Hauptquerschnittsachse) vorteilhafterweise nicht zu nah am Wert 3 liegen sollte. Vorzugsweise liegt das Verhältnis im Bereich

zwischen 1,3 bis 2,5, wobei die Dicke des monofilen Drahtes (Monofilament) innerhalb des Bereiches von 0,2 mm bis 1,0 mm, vorzugsweise zwischen 0,3 mm und 0,7 mm liegen sollte.

Aufgrund des sich in axialer Richtung der Spule erstreckenden größten Maßes des im Durchmesser nicht kreisförmigen Monofilaments ist die praktische Anwendbarkeit von ovalen oder flachen Wendeln verbessert, wobei die querliegende Hauptachse dieser Spulen größer ist als die Hauptachse der mit' im Querschnitt kreisförmigen Monofilament gewickelten Wendeln. Hieraus ergeben sich mehrere wichtige Vorteile. So hat eine flache Wendel aus einem 0,7 χ 0,4 mm-Monofilament wenigstens genau so viel Federungsvermögen bzw. Federkraft wie eine ähnlich aufgebaute Wendel aus einem im Querschnitt kreisförmigen Monofilament mit einem Durchmesser von 0,55 mm. Das Federungsvermögen (Elastizität) ist dabei entsprechend den angewandten Verhältnissen proportional zu L/a oder a^/L . Die - im Vergleich mit dem Durchmesser eines im Querschnitt kreisförmigen Drahtes gleicher Querschnittsfläche - größere Länge der Hauptquerschnittsachse des flachen Monofilaments zwingt die einzelnen Windungen der Wendeln um einen entsprechend größeren Betrag weiter .auseinander, womit ein proportionales Anwachsen der Federspannung verbunden ist. Auf diese Weise werden die maschenartig zwischen den Windungen der einen Wendel liegenden Windungen der benachbarten Wendel mit größerer Federkraft eingeklemmt, so daß die Wendeln vor und während dem.Einsetzen des Gelenkdrahtes fest zusammengehalten sind. Die aufgrund des breiteren Materials· vorhandene Erhöhung der Federkraft kann insbesondere zur Erzielung breiterer Wendeln (breiter in Richtung der Hauptquerachse der Wendel) ausgenutzt werden, wodurch größere Äufnahmekanäle für den Gelenkdraht erzielt werden können. Auch die in ihrer Hauptquerachse breiteren (ovalen) Wendeln werden durch die erhöhte Federkraft fest ineinanderliegend gehalten.

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Das - im Vergleich mit dem Durchmesser eines Monofilamentes mit Kreisquerschnitt entsprechender Querschnittsfläche - in Axialrichtung der Wendel größere Querschnittsmaß des flachen Monofilaments und die damit verbundene größere Aufspreizung der aufeinanderfolgenden Windungen parallel ineinanderliegender Wendel verringern die Anzahl der Windungen pro Längeneinheit bzw. pro Erzeugniseinheit und bewirken eine beträchtliche Gewichtsreduzierung des Erzeugnisses (Gliederbandes). Die Verlängerung der Hauptquerachse jeder flachen oder ovalen Wendel begründet im Hinblick auf die verringerte Anzahl der Gelenkdrähte und der gekrümmten Wendelabschnitte pro Längeneinheit des Erzeugnisses ebenso eine Gewichtsersparnis.

Bereits durch die Verwendung von flachen Monofilamenten kann eine geschätzte Gewichtsersparnis von ca. 15 % erzielt werden. Durch die Vergrößerung der Hauptquerachse der Wendel kann eine weitere geschätzte Gewichtsersparnis von ca. 15 % erreicht werden. Die Gewichtsverminderung ist insbesondere der größeren Breite des flachen Monofilaments zuzuschreiben, obwohl die tatsächliche Gewichtsverminderung entsprechend dem Dehnungsmaß des Gliederbandes während der Thermofixierung und der Zugspannung variieren wird.

Zusätzlich zu dem verringerten Materialverbrauch und der damit verbundenen Kostenersparnis werden durch die wirtschaftlich vorteilhafte Verminderung der Anzahl der Wendeln pro Baulängeneinheit weitere Kostensenkungen für eine Baueinheit erzielt.

In einigen praktischen Anwendungsfällen wird das Band unter Zugspannung heißfixiert, um danach die Luftdurchlässigkeit des Bandes durch Einbringen von Füllmaterial in die einzelnen kanalförmigen Hohlräume der Wendeln zu vermindern. Als Füllmaterial wird z. B. textoriertes Garn (Bauschgarn) oder bandartiges Material verwendet. Aufgrund der größeren Quermaße der erfindungsgemäßen Wendel und nicht zuletzt der

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geringeren Anzahl der Wendeln pro Baulängeneinheit sind die zur Füllung der Wendeln benötigten Zeiten und somit die

ti

Kosten des Füllvorganges beträchtlich reduziert.

Zur Veranschaulichung sind in den nachfolgenden Tabellen die Werte von L/a und a?/lß von Wendeln angegeben/ die aus Polyester-Monofilamenten mit unterschiedlichen Querschnittsformen und Maßen hergestellt sind. Die mit einem Stern versehenen Ausführungen sind im Hinblick auf ihre unzulängliche Eignung als mechanisches Glied in einem Gliederband keine praktischen Beispiele»

Tabelle I: Gl'iederband von der Thermofixierung unter Zugspannung

Wendel

1.1:

1.2 1.3 2.1 2.2 2.3 3.1

w t mm mm 0.7

0.55

0.9 χ 0.46

0.55

0.4

0.7 χ 0.4

mm

5.4 157

5.4 157 3.75 52.7 3.75 52.7 3.75 52.7

4.5 91.1

L a

mm

0.385 0.148 14.0 0.238 0.057 22.7 0.38 0.144 14.2 0.238 0.057 15.8 0.125 0.016 30.0 0.25 0.063 15.0 0.25 0.063 18.0

a²/10⁴

9.4

3.6

9.2

10.8

3.0

11.9

6.9

L = größtes Innenmaß der Wendel

t = kleinstes Maß (Dicke) des nicht kreisförmigen

Wendelmaterials
w = größtes Maß (Weite) des Wendelmaterials (dies wäre bei

bei einem Kreisquerschnitt der Durchmesser) a = Querschnittsfläche des Wendelmaterials.

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• · «A

«i ♦ ·

m · · ι»

- 11 -

Tabelle II: Gliederband nach der Thermofixierung

	W	t ■	Lf	Lf³	a	a²	Lf	a² χ ΙΟ⁴
Wendel	mm	mm	mm	mm	mm	mm	a	V
	0.7
1.1	0.55		5.8	195	0.385	0.148	15.1	7.6
1.2	Ό.9 χ	0.46	5.8	195	0.238	0.057	24.4	2.9 *
1.3	0.55		5.8	195	0.38	0.144	15.3	7.4
2.1	0.4		4.3	79.5	0.238	0.057	18.1	7.2
2.2	0.7 χ	0.4	4.3	79.5	0.125	0.016	34.4	2.0 *
2.3	0.7 χ	0.4	4.1	68.9	0.25	0.063	16.4	9.1
3.1		4.9	118	0.25	0.063	19.6	5.3

Lf = größtes Innenmaß der Wendel

t = kleinstes Maß (Dicke) des nicht kreisförmigen

Wendelmater ia1s
w = größtes Maß (Weite) des Wendelmaterials (dies wäre

Gliederbänder aus Wendeln, die aus einem Materialstrang mit nicht-kreisförmigem Querschnitt, insbesondere aus einem Materialstrang von annähernd rechtwinkligem, vorzugsweise rechteckigem Querschnitt hergestellt sind, weisen zudem auf ihrer Oberseite eine größere Auflagefläche auf als Gliederbänder mit Wendeln aus einem Materialstrang mit Kreisquerschnitt. Die vergrößerte Auflagefläche kann in bestimmten Anwendungsbereichen vorteilhaft sein, in denen eine glattere Oberfläche oder gleichmäßigere Auflagepunkte erforderlich sind als dies übliche Gliederbänder bieten können. Z. B.

können erfindungsgemäße Gliederbänder vorteilhaft in einer Trocknungsanlage bei der Papierherstellung oder ähnlichen Maschinen verwendet werden. Ein aus - im Querschnitt kreisförmigem Monofilament - gewickelten Wendeln zusammengesetztes Gliederband, das die nasse Papierbahn gegen aufgeheizte Trockenzylinder hält, wird sich verständlicherweise in der Papierbahn abzeichnen. Aufgrund der vorgeschlagenen flacheren Wendeln des erfindungsgemäßen Gliederbandes wird nicht nur die Wahrscheinlichkeit eines Abzeichnens des Gliederbandes in der Papierbahn verringert, sondern darüber hinaus trägt der durch die Form der Wendel erzielbare innigere Kontakt mit den Trockenzylindern zu einer bessern Wärmeübertragung bei, wodurch eine raschere und wirtschaftlichere Trocknung der Papierbahn erzielbar ist. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Gliederbänder tritt beim Einsatz in schnellaufenden Papierherstellungsmaschinen auf. Durch die glattere Oberfläche des' Gliederbandes wird an der Grenzschicht zu umgebenden Atmosphäre weniger Luft mitgenommen, wodurch weniger Turbulenzen verursacht und somit ein möglicher Riß in der Papierbahn weitgehend vermieden ist.

Es wurde auch festgestellt, daß sich beim Wickeln eines monofilen Kunststoffdrahtes· auf einen Wickeldorn das Material an den Enden'der größeren Hauptachse des Wendelquerschnitts leicht verformen kann. Wird eine Wendel aus im Querschnitt nicht kreisförmigem Kunststoffdraht gewickelt, so ist eine derartige Verformung erheblich geringer. Versuche haben erwiesen, daß die erfindungsgemäßen Wendeln unter Hydrolyse-Bedingungen eine geringere Neigung zur Auffaserung bzw. Aufspaltung haben als vergleichbare Wendeln aus einem im Querschnitt kreisförmigen Draht. Eine Verhältnisgleichung zwischen der Verformung und der Auffaserung konnte hingegen nicht festgestellt werden.

Aufgrund der/geringen Neigung des aus den erfindungegemäßen Wendeln (Wendel aus einem Kunststoffdraht, der einen vom

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Kreis abweichenden Querschnitt aufweist) zusammengesetzten Gliederbandes zeigt dieses im Vergleich zu einem bekannten Gliederband, das aus im Querschnitt kreisförmigem Kunststoffdraht gewickelten Wendeln zusammengesetzt ist, eine bedeutend höhere Bruchfestigkeit. Dies ist ein weiterer Vorteil, der durch die Verwendung von Kunststoffsträngen mit
einem vom Kreis abweichenden Querschnitt erzielt wird.

Obwohl in vorstehenden Ausführungen nur monofile Drähte aus Kunststoff genannt sind, treffen die angegebenen Vorteile, Angaben und Aussagen auch auf harzbehandelte, mehrfädige
Drähte (Multifilamente) mit gleichen oder ähnlichen Eigenschaften zu. Die vorstehenden Ausführungen sind dabei - soweit möglich - entsprechend auszulegen. Gemäß der Erfindung
sind ebenso jegliche synthetische Kunststoffmaterialien
in Strangform verwendbar, die einen vom Kreis abweichenden Querschnitt aufweisen und die auch einen inneren im Schnitt kreisförmigen oder nicht-kreisförmigen Kern (Seele) aufweisen
können, wobei auf dem Kern ein Überzug oder eine Hülle aus vorzugsweise Polymid aufgebracht ist. Der Kern (die Seele) besteht vorzugsweise aus Polyester.

Claims

SCAPA-PORRITT LIMITED A 37 893/beu Cartmell Road, « _ Blackburn, * & Jan. Lancashire, BB2 2SZ/England Ansprüche

1. Gliederband aus mehreren nebeneinanderliegenden, ineinandergreifenden Wendeln, wobei benachbarte Wendeln durch einen als Gelenkachse eingefügten Draht yerschwenkbar miteinander verbunden sind,

dadurch gekennzeichnet, daß die Wendeln aus einem länglichen Kunststoffstrang gefertigt sind, der einen im wesentlichen konstanten, vom Kreis abweichenden Querschnitt aufweist und dessen Hauptquerschnittsachse sich in axialer Richtung der Wendel erstreckt.

2. Gliederband nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoffstrang einen flachen, im wesentlichen rechtwinkligen, vorzugsweise rechteckigen Querschnitt aufweist.

3. Gliederband nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoffstrang aus einem einzelfädigen Draht (Monofilament) besteht.

4. Gliederband nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoffstrang aus einem harzbehandelten, mehrfädigen Draht (Multifilament) besteht.

5. Gliederband nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoffstrang einen Polyesterdraht enthält.

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·— 2 —

6. Gliederband nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wendel die Verhältnisgleichung 10 < L/a < 24 erfüllt, wobei a die Querschnittsfläche des Kunststoffstranges und L das größte Innenmaß der Wendel ist.

7. Gliederband nach einem der Ansprüche 1 bis 5 „-dadurch gekennzeichnet, daß die Wendel die Verhältnisgleichung 4 < -—--^— < 16 erfüllt, wobei a die Querschnittsfläche des Kunststoffstranges und L das größte Innenmaß der Wendel ist.

8. Gliederband nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis zwischen dem größten Querschnittsmaß (Querschnittshauptachse) und dem kleinsten Querschnittsmaß (kleinste Querschnittshauptachse) des Kunststoffstranges nicht mehr als 3 beträgt.

9. Gliederband nach Anspruch 8,

dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis zwischen der größten Querschnittshauptachse und der kleinsten Querschnittshauptachse des Kunststoffstranges in einem Bereich zwischen 1,3 bis 2,5 liegt.

10. Gliederband nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke des Stranges in einem Bereich zwischen 0,2 mm bis 1,0 mm liegt.

11. Gliederband nach Anspruch 1O₇

dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke des Stranges in einem Bereich von 0,3 mm bis 0,7 mm liegt.

12. Gliederband nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoffstrang aus einem Kern mit einem darauf aufgebrachten überzug oder einer Hülle besteht.

■_ O_-.

13. Gliederband nach Anspruch 12,

dadurch gekennzeichnet, daß der Kern einen Kreisquerschnitt aufweist.

14. Gliederband nach Anspruch 12 oder 13,

dadurch gekennzeichnet, daß der Kern aus Polyester und der überzug oder die Hülle aus Polyamid besteht.

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