EP0261488B1 - Maschinenfilz sowie Verfahren zur Herstellung desselben - Google Patents
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Definitions
- Machine felts are used for a wide variety of purposes.
- a main area of application for machine felts is paper machines. There they are used particularly in the press area. They usually consist of a backing material, which absorbs the tensile forces acting on the machine felt, as well as a needled nonwoven fabric, which ensures a smooth and soft surface and a defined water permeability.
- the carrier material is often made up of multiple layers.
- Paper machine felts with a warp knit structure as carrier material are described in DE-A 2 436 293.
- the warp knit structure is provided with a needled fiber fleece, creating a felt-like surface on both sides.
- connection of the ends of the paper machine felt belt is problematic since the warp knitting structure at its ends provides only little support for coupling links, for example in the form of wire helices, even if the carrier material is formed in multiple layers.
- DE-U 8 510 220.2 therefore goes a different way and the proposal is made to build up the carrier material from a two-layer spirally wound material web.
- the joint between the ends of a material web is bridged over a wide area, specifically by changing the position of the material web from the inside to the outside or vice versa. It is advantageous here that a direct connection of the ends of the material web can be dispensed with (see also US Pat. No. 3,331,140).
- connection has the disadvantage that the machine felt in the seam area is twice as thick as in the rest of the area, which leads to considerable vibrations. Otherwise, this connection is not suitable for a carrier material consisting of knitted fabric.
- the invention has for its object to design a multilayer machine felt of the type mentioned above, that is to say with a carrier material from a knitted fabric, in such a way that vibrations in the machine are avoided even at high machine speeds, but it can also be opened for assembly .
- the layers of the carrier material are formed by turning over both end sections of the excess length material web so far onto the central region that at least two layers are formed.
- the envelope edges that are formed then lie far from the folded end edges of the material web, so that wire helices can be attached to the envelope edges.
- a finite machine felt is created, the end edges of which consist of the cover edges are connected to one another via the coupling members or - if the connection is opened after the needling of the nonwoven fabric - can be connected.
- this means that the machine felt can be inserted into the machine in the open state and only then closed. With this design, vibrations in the machine are also avoided.
- the machine felt according to the invention is characterized by better tensile strength.
- the individual layers are formed by turning over the end sections of only one material web.
- the carrier material can be simply placed one on top of the other or nested one inside the other, the first alterna tive has the advantage that the layers of the outer material web are made from a finer knitted fabric than that of the inner material web to avoid markings.
- the folded end sections of the material web are opposite with their front edges, this should be done for reasons of symmetry in such a way that they lie in the middle of the machine felt, so the folded end sections have the same longitudinal extent.
- the front edges of the folded end sections can extend exactly transverse to the direction of travel of the machine felt. However, it is preferable that the front edges run obliquely to the transverse direction of the machine felt, especially if the machine felt is to be used in the press area of a paper machine. This prevents any vibrations or impacts that may still occur in the press.
- a three-ply carrier material results when the folded end sections of the material web overlap over the entire length of the machine felt. If the carrier material is formed from more than one material web, four, five and six-layer carrier materials can be produced with a corresponding combination of the material webs.
- end sections of the material web are expediently turned over to the same side, even if it is possible to turn the end sections once to one side and to the other side.
- Polyamide has proven to be a particularly suitable material for the wire coils.
- a mesh-resistant warp knitted fabric is preferably suitable as the carrier material for the machine felt according to the invention.
- the end edges of the end sections should be provisionally attached to the adjacent layer and / or to one another.
- a method for producing the machine felt according to the invention is characterized in that both end sections of the material web are folded over and brought together with their front edges at least to the same height and that wire coils are inserted in the area of the cover edges before or after turning over and that the coupling members then form a seam be connected to each other before the nonwoven is placed and needled.
- the nonwoven fabric is cut into the top and bottom sides of the seam after needling and lifted off the seam area and the seam is then opened again.
- This method is characterized by simplicity and also by the fact that the needling of the nonwoven fabric in the manner described also provides a soft covering of the seam, although the seam can then be opened and closed again.
- the raised part of the nonwoven then lies again over the seam during operation, the direction of travel should always be chosen so that the incision is behind the seam.
- the end edges of the end sections are temporarily fastened.
- end edges of the end sections overlap up to the cover edges in order to produce a three-layer construction of the material web.
- a warp knitted fabric is used for the carrier material, the end sections of which are turned over in such a way that the transverse threads of one layer run on a gap to the transverse threads of the other.
- the carrier material (1) shown in FIG. (1) is produced from a single knitted material web (2).
- the material web (2) has approximately twice the length of that of the finished paper machine felt shown in FIG. (2).
- a further upper layer (6) is formed, the end edges (7, 8) being opposite one another. Wire coils are inserted into the material web (2) over their entire length in the cover edges (9, 10), this already happening during the manufacturing process.
- the continuations (13, 14) shown in dashed lines represent a three-layer variant of the carrier material (1). If the material web (2) is produced in a length that corresponds to three times the finished paper machine felt, the end sections (3, 4) overlap completely with the then existing extensions (13, 14), one end section (3) on the Outside and an end section (4) come to lie on the inside.
- the carrier material (1) is closed to form an endless band by the two wire coils (11, 12), which are matched in thickness to that of the carrier material (1), are brought into engagement in a comb-like manner in such a way that a plug wire can be passed through both as a coupling wire.
- a nonwoven fabric is then needled and needle-punched onto the outside of the carrier material (1).
- the needling process then creates the in Figure (2) shown paper machine felt (15), wherein the expansion of the nonwoven fabric (16) by the boundary lines (17, 18) - although oversized in relation to the length and width of the paper machine felt (15) - is shown.
- the plug wire (23) is removed and the fiber fleece (16) above and below the wire helices (11, 12) is provided with incisions (20, 21).
- the paper machine felt (15) can then be inserted into a paper machine and, after bringing together the ends provided with the wire helices (11, 12), can be coupled again by inserting the plug wire (23).
- the loose flaps of the nonwoven fabric (16) then lie over the seam (19).
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Description
- Die Erfindung betrifft einen Maschinenfilz, insbesondere Papiermaschinenfilz, mit folgenden Merkmalen,
- a) der Maschinenfilz weist ein sich über seine gesamte Länge erstreckendes Trägermaterial auf;
- b) das Trägermaterial ist über seine gesamte Erstreckung mehrlagig ausgebildet;
- c) die einzelnen Lagen sind von zumindest einer Materialbahn aus einem Gewirke gebildet;
- d) die Materialbahn bzw. zumindest eine der Materialbahnen hat im Vergleich zur Erstreckung des Maschinenfilzes Überlänge und überlappt sich selbst unter Bildung von wenigstens zwei vollständigen Lagen;
- e) die Lagen des Trägermaterials sind durch zumindest ein aufgenadeltes Faservlies miteinander verbunden.
- Maschinenfilze werden für die verschiedensten Zwecke eingesetzt. Ein Hauptanwendungsgebiet von Maschinenfilzen sind Papiermaschinen. Dort werden sie insbesondere im Pressenbereich eingesetzt. Sie bestehen gewöhnlich aus einem Trägermaterial, das vor allem die auf den Maschinenfilz einwirkenden Zugkräfte aufnimmt, sowie aus einem darauf aufgenadelten Faservlies, das für eine glatte und weiche Oberfläche und für eine definierte Wasserdurchlässigkeit sorgt. Das Trägermaterial wird häufig mehrlagig ausgebildet.
- Papiermaschinenfilze mit einer Kettenwirkstruktur als Trägermaterial sind in der DE-A 2 436 293 beschrieben. Die Kettenwirkstruktur ist mit einem aufgenadelten Faservlies versehen, wodurch beidseitig eine filzartige Oberfläche entsteht.
- Problematisch gestaltet sich das Verbinden der Enden des Papiermaschinenfilzbandes, da die Kettenwirkstruktur an ihren Enden nur geringen Halt für Kupplungsglieder, beispielsweise in Form von Drahtwendeln bietet, selbst wenn das Trägermaterial mehrlagig ausgebildet wird. In dem DE-U 8 510 220.2 wird deshalb ein anderer Weg gegangen und der Vorschlag gemacht, das Trägermaterial aus einer zweilagig spiralförmig gewickelten Materialbahn aufzubauen. Hierdurch wird der Stoß zwischen den Enden einer Materialbahn weiträumig überbrückt, und zwar durch Wechsel der Lage der Materialbahn von innen nach außen bzw. umgekehrt. Vorteilhaft ist dabei, daß auf eine direkte Verbindung der Enden der Materialbahn verzichtet werden kann (siehe auch US-A 3 331 140).
- Dieser herstellungsmäßige Vorteil bringt jedoch Nachteile bei der Montage des Filzes in der Papiermaschine, da der Maschinenfilz nicht geöffnet werden kann. Außerdem verursachen die Enden der Lagen starke Vibrationen.
- Zum Verbinden der Stirnkanten der Maschinenfilze sind verschiedene Lösungen bekannt. Eine der Lösungen besteht darin, den gesamten Maschinenfilz in Uberlänge herzustellen, so daß in beiden Endabschnitten kurze Überstände entstehen, die dann auf die Rückseite des Maschinenfilzes umgeschlagen werden (vgl. EP-A 0 099 836 und DE-A 2 700 390). Im Bereich der Umschlagkante sind zuvor eine Reihe von Schußfäden herausgenommen worden, so daß aus Kettfäden bestehende Schlaufen entstehen. Die Schlaufen beider Stirnkanten werden dann zum Überlappen gebracht und es kann dann ein Steckdraht hindurchgesteckt werden. Es können aber auch besondere Kupplungsglieder, wie Drahtwendeln oder dergleichen vorgesehen werden, die dann in die Kettfadenschlaufen eingesetzt werden.
- Diese Art der Verbindung hat den Nachteil, daß der Maschinenfilz im Nahtbereich doppelt so dick ist wie im übrigen Bereich, was zu erheblichen Vibrationen führt. Im übrigen eignet sich diese Verbindung nicht für ein aus Wirkware bestehendes Trägermaterial.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen mehrlagigen Maschinenfilz der eingangs genannten Art derart, also mit einem Trägermaterial aus einem Gewirke, derart zu gestalten, daß einerseits Vibrationen in der Maschine auch bei hoher Maschinengeschwindigkeit vermieden werden, er sich andererseits aber für die Montage öffnen läßt.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch folgende Merkmale gelöst:
- f) zur Bildung der durch Überlappung hergestellten Lagen ist bzw. sind die Endabschnitte der betreffenden Materialbahn(en) auf den dazwischenliegenden, sich über den gesamten Maschinenfilz erstreckenden Mittenabschnitt dieser Materialbahn(en) umgeschlagen;
- g) die bzw. zumindest eine der Umschlagkanten auf jeder Stirnseite des Maschinenfilzes sind über in das Trägermaterial eingelegte Drahtwendeln miteinander verbindbar oder verbunden.
- Erfindungsgemäß werden also die Lagen des Trägermaterials dadurch gebildet, daß beide Endabschnitte der in Überlänge hergestellten Materialbahn so weit auf deren Mittenbereich umgeschlagen werden, daß zumindest zwei Lagen entstehen. Die sich dabei bildenden Umschlagkanten liegen dann weit ab von den umgeschlagenen Stirnkanten der Materialbahn, so daß an den Umschlagkanten Drahtwendeln befestigt werden können. Auf diese Weise entsteht ein endlicher Maschinenfilz, dessen aus den Umschlagkanten bestehenden Stirnkanten über die Kupplungsglieder miteinander verbunden oder - wenn die Verbindung nach dem Aufnadeln des Faservlieses geöffnet wird- verbindbar sind. Im letzteren Fall bedeutet dies, daß man den Maschinenfilz in geöffnetem Zustand in die Maschine einlegen kann und erst dann schließen muß. Bei dieser Ausbildung werden zudem Vibrationen in der Maschine vermieden. Außerdem zeichnet sich der erfindungsgemäße Maschinenfilz durch bessere Zugfestigkeit aus.
- Gewöhnlich wird schon ausreichen, wenn die einzelnen Lagen durch Umschlagen der Endabschnitte nur einer Materialbahn gebildet werden. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, das Trägermaterial aus zwei oder sogar noch mehr übereinanderliegenden Materialbahnen mit jeweils umgeschlagenen Endabschnitten zu bilden. Diese Materialbahnen können einfach übereinandergelegt oder auch ineinandergeschachtelt werden, wobei die erste Alternative den Vorteil hat, daß man die Lagen der außenliegenden Materialbahn aus einem feineren Gewirke herstellt als die der innenliegenden Materialbahn, um Markierungen zu vermeiden.
- In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die umgeschlagenen Endabschnitte der Materialbahn mit ihren Stirnkanten gegenüberliegen, wobei dies aus Symmetriegründen derart geschehen sollte, daß sie in der Mitte des Maschinenfilzes liegen, die umgeschlagenen Endabschnitte also die gleiche Längserstreckung haben. Dabei können sich die Stirnkanten der umgeschlagenen Endabschnitte genau quer zur Laufrichtung des Maschinenfilzes erstrecken. Vorzuziehen ist jedoch, daß die Stirnkanten schräg zur Querrichrung des Maschinenfilzes verlaufen, insbesondere wenn der Maschinenfilz im Pressenbereich einer Papiermaschine eingesetzt werden soll. Hierdurch werden eventuell noch auftretende Vibrationen bzw. Schläge in der Presse vermieden.
- Ein dreilagiges Trägermaterial ergibt sich dann, wenn sich die umgeschlagenen Endabschnitte der Materialbahn über die gesamte Länge des Maschinenfilzes überlappen. Wird das Trägermaterial aus mehr als einer Materialbahn gebildet, so können bei entsprechender Kombination der Materialbahnen vier-, fünf- und sechslagige Trägermaterialien hergestellt werden.
- Die Endabschnitte der Materialbahn sind zweckmäßigerweise zur selben Seite hin umgeschlagen, auch wenn die Möglichkeit besteht, die Endabschnitte einmal zur einen und einmal zur anderen Seite hin umzuschlagen.
- Als besonders geeignetes Material für die Drahtwendeln hat sich dabei Polyamid erwiesen. Für den erfindungsgemäßen Maschinenfilz vorzugsweise geeignet ist eine maschenfeste Kettenwirkware als Trägermaterial.
- Damit die umgeschlagenen Endabschnitte beim Aufnadeln des Faservlieses ihre Lage behalten, sollten die Stirnkanten der Endabschnitte provisorisch an der benachbarten Lage und/oder miteinander befestigt sein.
- Ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Maschinenfilzes ist dadurch gekennzeichnet, daß beide Endabschnitte der Materialbahn umgeschlagen und mit ihren Stirnkanten zumindest bis auf gleiche Höhe zusammengeführt werden und daß vor oder nach dem Umschlagen Drahtwendeln im Bereich der Umschlagkanten eingelegt und daß dann die Kupplungsglieder unter Bildung einer Naht miteinander verbunden werden, bevor das Faservlies aufgelegt und vernadelt wird. Für den Fall, daß der Maschinenfilz in geöffnetem Zustand in die Maschine eingebracht werden soll, wird das Faservlies nach dem Aufnadeln auf einer Seite der Naht an Ober- und Unterseite eingeschnitten und vom Nahtbereich abgehoben und die Naht anschließend wieder geöffnet.
- Dieses Verfahren zeichnet sich durch Einfachheit und ferner durch die Tatsache aus, daß durch das Aufnadeln des Faservlieses in der beschriebenen Art auch eine weiche Abdeckung der Naht erfolgt, obwohl die Naht anschließend geöffnet und wieder geschlossen werden kann. Der abgehobene Teil des Faservlieses legt sich dann im Betrieb wieder über die Naht, wobei die Laufrichtung stets so gewählt sein soll, daß die Einschnittstelle hinter der Naht liegt.
- In Ausbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, daß die Stirnkanten der Endabschnitte provisorisch befestigt werden.
- Desweiteren ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß die Stirnkanten der Endabschnitte sich überlappend bis zu den Umschlagkanten geführt werden, um eine dreilagige Ausbildung der Materialbahn herzustellen.
- Schließlich ist gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß für das Trägermaterial eine Kettenwi rkware verwendet wird, deren Endabschnitte derart umgeschlagen werden, daß die Querfäden der einen Lage auf Lücke zu den Querfäden der anderen verlaufen. Dies hat den Vorteil, daß die Querfäden bei einer Komprimierung des Maschinenfilzes formschlüssig ineinandergreifen und auf diese Weise unterstützend dergestalt wirken, daß die Lagen sich nicht zueinander verschieben.
- In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen näher veranschaulicht. Es zeigen:
- Figur (1) die Seitenansicht eines Trägermaterials für einen Papiermaschinenfilz und
- Figur (2) die Seitenansicht eines Papiermaschinenfilzes mit dem Trägermaterial nach Figur (1).
- Das in Figur (1) dargestellte Trägermaterial (1) ist aus einer einzigen gewirkten Materialbahn (2) hergestellt. Die Materialbahn (2) hat etwa die doppelte Länge wie die des fertigen, in Figur (2) dargestellten Papiermaschinenfilzes. Durch Umschlagen der beiderseitigen Endabschnitte (3, 4) in der Weise, daß diese auf den Mittenbereich (5) und. damit auf die untere Lage zu liegen kommen, wird eine weitere, obere Lage (6) gebildet, wobei die Stirnkanten (7, 8) sich gegenüberliegen. In die Umschlagkanten (9, 10) sind über deren gesamte Länge gehende Drahtwendeln in die Materialbahn (2) eingelegt, wobei dies schon während des Herstellungsprozesses geschieht.
- Durch die gestrichelt dargestellten Fortsetzungen (13, 14) ist eine dreilagige Variante des Trägermaterials (1) dargestellt. Wird nämlich die Materialbahn (2) in einer Länge hergestellt, die dem Dreifachen des fertigen Papiermaschinenfilzes entspricht, so überlappen sich die Endabschnitte (3, 4) mit den dann vorhandenen Fortsetzungen (13, 14) vollständig, wobei ein Endabschnitt (3) an der Außenseite und ein Endabschnitt (4) innen zu liegen kommen.
- Für die weitere Verarbeitung zu einem Papiermaschinenfilz wird das Trägermaterial (1) zu einem endlosen Band geschlossen, indem die beiden Drahtwendeln (11, 12), die in ihrer Dicke derjenigen des Trägermaterials (1) angepaßt sind, kammartig derart in Eingriff gebracht werden, daß durch beide ein Steckdraht als Kupplungsdraht geführt werden kann. Auf die Außenseite des Trägermaterials (1) wird dann ein Faservlies auf- und durchgenadelt. Durch den Nadelungsvorgang entsteht dann der in Figur (2) dargestellte Papiermaschinenfilz (15), wobei die Ausdehnung des Faservlieses (16) durch die Begrenzungslinien (17, 18) - wenn auch im Verhältnis zur Längen- und Breitenausdehnung des Papiermaschinenfilzes (15) überdimensioniert - dargestellt ist.
- Um die Verbindung der Umschlagkanten (9, 10) wieder lösen zu können, wird der Steckdraht (23) entfernt und das Faservlies (16) oberhalb und unterhalb der Drahtwendeln (11, 12) mit Einschnitten (20, 21) versehen.
- Der Papiermaschinenfilz (15) kann anschließend in eine Papiermaschine eingeführt und nach Zusammenführen der mit den Drahtwendeln (11, 12) versehenen Enden durch Einführen des Steckdrahtes (23) wieder gekuppelt werden. Die losen Klappen des Faservlieses (16) legen sich dann über die Naht (19).
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