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Gebiet der Erfindung
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Die offenbarte Erfindung ist auf
Ballen bildende Gurte an Rund-Heupressen gerichtet. Insbesondere ist
die Erfindung ein Ballen bildendes Gurtmaterial mit erhöhter Quersteifigkeit
und ausgezeichnetem Halt der Verbindungsstücke.
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Hintergrund
der Erfindung
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Diese Erfindung bezieht sich auf
die Notwendigkeit, die einen Ballen bildenden Gurte an Rund-Heupressen
in der Querrichtung steifer zu machen. Die Erhöhung der Quersteifigkeit wirkt
dem Bestreben der Gurte, sich über
sich selbst zu rollen, wodurch ein Schaden am Gurt hervorgerufen
wird und seine Nutzungsdauer verkürzt wird, entgegen. Außerdem halten
in Querrichtung steife Gurte ihre Position an der Maschine ein,
wenn während
der Pressvorgänge
Zustände
eintreten, in denen sie schlaff, d. h. sehr schwach gespannt sind.
Eine erhöhte
Quersteifigkeit wurde seit langem als wünschenswertes Merkmal von Gurten,
die an Rund-Heupressen verwendet werden, erkannt. Hersteller dieser
Pressen haben in der Vergangenheit Gurthersteller von ihrem Wunsch
nach einer erhöhten
Quersteifigkeit zur Verbesserung des Betriebs von Rundpressen unterrichtet.
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Die erhöhte Quersteifigkeit muss ohne
Verlust an Halt der Verbindungsstücke erreicht werden. Die Gurte
müssen
einen ausgezeichneten Halt der Verbindungsstücke aufweisen, der sowohl durch
statische Zugprüfungen als
auch durch dynamische Prüfungen
gemessen wird. Die verbundenen Enden des Gurtes stellen den kritischen
Punkt der Erhaltung seiner Nutzungsdauer dar.
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Die erhöhte Quersteifigkeit sollte
Idealerweise in Kombination mit einer optimierten Elastizität in Längsrichtung
erzielt werden. Die Heupressengurte sollten eine ausreichende Elastizität besitzen,
um sie um die relativ kleinen Riemenscheiben der Heupressmaschinen
wickeln zu können.
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Das wirksamste Verfahren, die Quersteifigkeit
zu erhöhen,
besteht darin, extrudierte Monofilamentkorde aus Polyester, Nylon,
Glas oder anderen Materialien in den außen liegenden Lagen dieser
Mehrlagengurte zu verwenden. Die Monofilamentkorde sind in Querrichtung
orientiert.
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Die gegenwärtige Technologie, die aus
dem US-Patent Nr. 4,518,647, das ein Gurtmaterial gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1 offenbart, ersichtlich ist, verwendet außen liegende
Lagen, die 100% Monofilamentfüllkorde
enthalten. Obwohl diese Lösung
eine drastische Quersteifigkeit in dem Gurt erzielt, ist sie hinsichtlich
der physikalischen Eigenschaften und der Kosten des Gurtes nicht
zufrieden stellend.
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Monofilamentkorde besitzen eine niedrigere
Zugfestigkeit als vergleichbar bemessene verdrillte Multifilamentkorde.
Obwohl ein Gurt mit 100% Monofilamentfüllkorden eine drastisch höhere Quersteifigkeit
besitzt, ist seine Zugfestigkeit geringer. Außerdem besitzt der Kord auf
Grund der extrem glatten Außenfläche des
Monofilaments eine begrenzte Haftfähigkeit (adhesive dip pick
up).
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Die offenbarte Gurtkonstruktion besitzt
optimierte Eigenschaften sowohl hinsichtlich der Quersteifigkeit
als auch der Zugfestigkeit. Der Halt der Verbindungsstücke sowie
andere physikalische Eigenschaften werden auf einem gewünschten
Niveau aufrechterhalten. Die erfindungsgemäße Konstruktion hält außerdem den
durch die Verwendung von Monofilamentkorden bedingten Anstieg der
Kosten im richtigen Verhältnis
zu dem bezüglich
der Quersteifigkeit gewonnenen Nutzen, wodurch ein kosteneffizienteres
Produkt erzeugt wird.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Gemäß der vorliegenden Erfindung
wird ein Gurtmaterial offenbart, das sowohl eine optimierte Quersteifigkeit
als auch einen verbesserten Halt der Verbindungsstücke aufweist.
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In Übereinstimmung mit der offenbarten
Erfindung wird gemäß Anspruch
1 ein Mehrlagen-Gurtmaterial offenbart, worin wenigstens eine Weblage
in Schuss- oder Füllrichtung
der Monofilamentkorde einen Füllgrad
von höchstens
50% aufweist.
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In einem weiteren Aspekt der offenbarten
Erfindung wird ein Gurtmaterial mit einem Mindestanteil von 5% Monofilamentkorden
in Füllrichtung
des Gurtlagen-Webmaterials offenbart.
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In einem anderen Aspekt der offenbarten
Erfindung wird ein Gurtmaterial offenbart, worin höchstens eine
Weblage in Füllrichtung
zwischen 5 und 50% extrudierte Monofilamentkorde enthält.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird ein Dreilagen-Gurtmaterial offenbart,
worin die äußersten
Weblagen in Füllrichtung
höchstens
50% Monofilamentkorde enthalten.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der
vorliegenden Erfindung wird ein Gurtmaterial offenbart, das eine optimierte
Quersteifigkeit, einen verbesserten Halt der Verbindungsstücke sowie
eine erhöhte
Elastizität
in Längsrichtung
aufweist.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird ein Zweilagen-Gurtmaterial offenbart,
worin beide Weblagen in Füllrichtung
höchstens
50% Monofilamentkorde enthalten.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der
Erfindung besitzt das Zweilagen-Gurtmaterial eine Monofilamentfüllfrequenz
von 50 bis 5%.
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Definitionen
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"Gewebe" bezeichnet ein Netz aus
im Wesentlichen unidirektional verlaufenden Korden/Garnen, die verdrillt
sein können
und ihrerseits aus mehreren verschiedenartigen Filamenten (die ebenfalls
verdrillt sein können)
zusammengesetzt sein können.
Das Gewebe ist gewebt und elastisch.
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"Füll ..." bezieht sich auf den/das
unter rechten Winkeln zu dem Kett-Kord/Garn oder zu der Kettrichtung des
Gewebes gewebte Kord/Garn.
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"Kette" bezieht sich auf ein Netz
aus im Wesentlichen unidirektional verlaufenden Korden/Garnen, die in
Längsrichtung
des Gurtes verlaufen.
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"Schuss" (Füllung) bezieht sich auf das
unter rechten Winkeln zu den Kett-Korden/Garnen angeordnete Kord/Garn.
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"Garn" ist ein Gattungsbegriff für eine ununterbrochene
Litze aus Textilfasern oder -filamenten. Garn tritt in den folgenden
Formen auf:
- 1) als Anzahl von miteinander verdrillten
Fasern;
- 2) als Anzahl von ohne Verdrillung zusammengelegten Fasern;
- 3) als Anzahl von in einem bestimmten Grad verdrillten zusammengelegten
Filamenten;
- 4) als einzelnes Filament mit oder ohne Verdrillung (Monofilament).
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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Die Erfindung wird beispielhaft und
mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, worin:
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1 ein
Ausschnitt des erfindungsgemäßen Dreilagen-Gurtmaterials
ist;
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2 eine
Querschnittsansicht der äußeren Gewebelagen
ist.
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Genaue Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsformen
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1 zeigt
ein Dreilagen-Gurtmaterial 1 im Rahmen der vorliegenden
Erfindung. Das Gurtmaterial besitzt eine erste äußere Gewebelage 2,
eine zweite äußere Gewebelage 3 und
eine innere Gewebelage 4. Die innere Gewebelage 4 liegt
im Wesentlichen in der Mitte des Gurtmaterials 1. Die Gewebelage 4 ist
ein gewebtes synthetisches Gewebe. Die gewählten Materialien entsprechen
jenen, die herkömmlich
bei der Gurtherstellung verwendet werden, wie etwa Polyester, Nylon
und Glas. Das Material ist so gewählt, dass die mittlere Gewebelage
einen Elastizitätsmodul
und eine Biegelebensdauer aufweist, die kleiner als jene der äußeren Gewebelagen
sind. Zwischen die Gewebelagen sind Gummihautschichten 5, 6 gelegt.
Außen
auf jeder äußeren Gewebelage
befindet sich eine zusätzliche
Gummideckschicht 7, 8. Die Länge des Gurtmaterials erstreckt
sich in Längs richtung
des Gurtes, während
sich die Breite des Gurtmaterials in Querrichtung erstreckt.
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Die äußeren Lagen 2, 3 sind
aus einem Webstoff gefertigt. Das Gewebe ist in 2 gezeigt. In Längsrichtung verlaufende Kettgarne 10 sind
mit Querfüllgarnen 11 verwebt.
Die Füllgarne 11 entsprechen
einer vorgegebenen Kombination aus Multifilamentkorden 12 und
Monofilamentkorden 13. Gezeigt ist eine Monofilamentkord-Füllfrequenz
von einem Kord an jedem vierten Füllort, was ein Gewebe mit einem
Füllgrad
von wenigstens 25% an Monofilamentkorden ergibt. Die Frequenz der
Monofilamentkorde wird variiert, um ein bestimmtes Maß an erhöhter Quersteifigkeit
zu erzielen, ohne die physikalischen Eigenschaften des Gurtes zu beeinträchtigen.
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Die Füllfrequenz des Monofilamentkords
liegt innerhalb des Bereichs von 50 bis 5% der Füllgarne. Der Mindestfüllanteil
an Monofilamentkord ist durch die gewünschte Quersteifigkeit begrenzt.
Der Höchstfüllanteil an
Monofilamentkord ist durch das Beibehalten eines gewünschten
Haftvermögens
des Gummis und der Zugfestigkeit des Gewebes begrenzt. Wenn die
Monofilamentkorde in Füllrichtung
des Gewebes gleichmäßig beabstandet
sind, befinden sie sich jeweils an jedem zwölften Füllort.
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Die Monofilamentfüllorte können auch einer sich wiederholenden
Folge von benachbartem Monofilament mit einer sich wiederholenden
Folge von Multifilamentfüllkorden
entsprechen. Beispielsweise befinden sich zwei benachbarte Monofilamentkorde
in der Nähe
von drei benachbarten Multifilamentkorden, wobei die Gesamtfüllfrequenz
der Monofilamentkorde für
jede Gurtgewebelänge
nicht höher
als 50% ist.
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Auf Grund der selektiven Anordnung
des Monofilamentkords in der Gewebelage 2 bewahrt das Gurtmaterial
den erforderlichen Halt der Verbindungsstücke. Die Monofilamentfüllfrequenz
wird variiert, um ein bestimmtes Maß an erhöhter Quersteifigkeit zu erzielen,
ohne die physikalischen Eigenschaften des gegenwärtigen Gurtentwurfs zu beeinträchtigen.
Um die gewünschte
physikalische Wirkung zu erzielen, kann die Füllfrequenz in den Lagen sogar
unterschiedlich sein.
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Der Monofilamentkord kann aus extrudierten
Monofilamentkorden aus Polyester, Nylon und Glas gebildet sein.
Der Durchmesser des Monofilamentkords ist so gewählt, dass er etwa dem Durchmesser
des Multifilamentgarns entspricht, damit ein gleichmäßiges Gewebe
erzeugt wird. Um ein nicht einschränkendes Beispiel zu geben,
besitzt der Monofilamentkord bei Verwendung von Multifilamentgarnen
von 1260 Denier Idealerweise einen Durchmesser von 0,5 mm. Andere
Monofilamentdurchmesser wie etwa 0,9 mm und 0,7 mm können ebenfalls
verwendet werden.
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Die Multifilamentgarne in Füllrichtung
sind Polyester-, Nylon- oder Glasgarne. Die Garne in Kettrichtung
des Gewebes sind herkömmliche
Gurtmaterialien wie etwa Polyester, Nylon oder Glas.
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Nach der Bildung der Gewebelage mit
der gewünschten
Kombination aus Multifilament- und Monofilamentkorden wird das Gewebe
durch herkömmliche
Techniken wie etwa das RFL-Tauchen behandelt, um die Gummihaftung
zu verbessern.
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Die vorliegende Erfindung ist auch
auf ein Zweilagen-Gurtmaterial anwendbar. Eine Ausführungsform eines
Zweilagen-Gurtes gemäß der vorliegenden
Erfindung sieht vor, dass beide Lagen aus dem offenbarten erfindungsgemäßen Gewebe
bestehen. Eine alternative Ausführungsform des
Zweilagen-Gurtmaterials enthält
lediglich eine Lage aus dem monofilamentverstärkten Gewebe. Die Gewebelagen,
ob sie nun aus dem erfindungsgemäßen Gewebe
oder aus einem herkömmlichen
Gewebe mit einem niedrigen Elastizitätsmodul bestehen, sind jeweils
mit einer Hautschicht 5 oder 6 versehen, die nach
dem endgültigen
Zusammenfügen zwischen
den Gewebelagen angeordnet sind. Außen auf jeder Gewebelage befindet
sich eine Gummideckschicht 7, 8. Wenn das Gurtmaterial
aus einer Kombination aus einem herkömmlichen gewebten Gewebe und aus
dem erfindungsgemäßen Gewebe
gebildet ist, kann das Maß der
Hautschicht auf der herkömmlichen
Lage verkleinert werden, um die erforderliche Gesamtdicke des Gurtes
abzugleichen.
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Es wurde eine Vergleichsprüfung eines
gemäß der offenbarten
Erfindung hergestellten 2-Lagen-Gurtes, eines herkömmlichen
3-Lagen-Gurtes und eines herkömmlichen
2-Lagen-Gurtes ausgeführt,
deren Ergebnisse in der Tabelle 1 angeführt sind.
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Lagenhaftung. Die Lagenhaftung von
77 Pfund (13,5 kN/m) für
den erfindungsgemäßen Gurt
gegenüber
den 45 Pfund (7,9 kN/m) für
den herkömmlichen
3-Lagen-Gurt äußert sich
in einer längeren
Nutzungsdauer für
den offenbarten Gurt und verhindert die Lagenlösung entlang den Gurtkanten.
Die im Wesentlichen gleich großen
Haftungswerte für
den erfindungsgemäßen 2-Lagen-Gurt
und den herkömmlichen
2-Lagen-Gurt zeigen,
dass beim erfindungsgemäßen Gurt
wegen des Einschlusses des kleineren Prozentsatzes an Monofilamentkorden
kein Lagenhaftungsvermögen
verlorengeht.
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Bruchfestigkeit. Bei Heupreßgurten
wird eine größere Bruchfestigkeit
bevorzugt. Eine höhere
Bruchfestigkeit hilft, eine Beschädigung infolge einer missbräuchlichen
Benutzung zu verhindern. Die Bruchfestigkeit ist beim erfindungsgemäßen Gurt
höher als
bei den herkömmlichen
2- oder 3-Lagen-Gurten.
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Querreißen. Wenn Gurte während ihres
Betriebs "brechen" oder auseinander gehen, ist die gewöhnliche
Art des Schadens ein Reißen
in Querrichtung. Die exemplarische erfindungsgemäße Verwendung von Nylongarnen
in der Kettrichtung und die Kombination von Nylongarnen und Monofilamentkorden
führt zu
einer Festigkeit gegenüber
dem Querreißen,
die mehr als das Doppelte der Festigkeit des herkömmlichen
Gurtmaterials beträgt.
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Längsreißen und
Abreißen.
Diese zwei Prüfungen
messen die Fähigkeit
des Gurtes, Kräften
zu widerstehen, die ihn einreißen
und den Bruch in seiner Längsrichtung
weiterführen.
Solche Risse werden in erster Linie durch Steine, Knüppel und
andere solche Gegenstände,
die vom Gurt während
des Pressenbetriebs aufgenommen werden, hervorgerufen. Der erfindungsgemäße Gurt
weist Werte auf, die mehr als das Zweifache der Werte des herkömmlichen
3-Lagen-Gurtes ausmachen.
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Halt der Verbindungsstücke. Der
offenbarte Gurt weist höhere
Ausreißwerte
als der herkömmliche 3-Lagen-Gurt
und einem herkömmlichen
2-Lagen-Gurt vergleichbare Werte auf.
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Längssteifigkeit.
Der erfindungsgemäße Gurt
besitzt eine Längssteifigkeit,
die halb so groß wie
die eines herkömmlichen
3-Lagen-Gurtes ist. Diese Elastizität in Längsrichtung, d. h. niedrigere
Längssteifigkeit,
ist eine wichtige Eigenschaft, die als wesentlich für die Bewegung
des Gurtes um die relativ kleinen Riemenscheiben der Heupressmaschinen
erkannt worden ist.
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Quersteifigkeit. Der erfindungsgemäße Gurt
weist eine Quersteifigkeit auf, die um 54% größer als jene des herkömmlichen
2-Lagen-Gurtes ist. Obwohl der erfindungsgemäße Gurt eine Quersteifigkeit
aufweist, die kleiner als jene des 3-Lagen-Gurtes ist, bringen die
höheren
Reißwerte
einen Ausgleich für
die geringere Steifigkeit.
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Das offenbarte erfindungsgemäße Gurtmaterial
erreicht das Ziel höherer
Werte in Querrichtung unter Beibehaltung anderer, für eine hohe
Gurtleistung notwendiger physikalischer Eigenschaften.
