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Die
Erfindung betrifft eine Gliederstruktur, insbesondere Spiralgliederband
für eine Papiermaschinenbespannung, umfassend eine Mehrzahl
paralleler Reihen in Längsrichtung hintereinander angeordneter
Windungen, wobei zwei einander benachbarte Reihen jeweils über
zumindest ein Anlenkelement miteinander gekoppelt sind. Die Erfindung
betrifft ferner Verwendungen einer derartigen Gliederstruktur.
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Gliederstrukturen
in Form von Spiralgliederbändern sind in einer Vielzahl
von Ausführungen aus dem Stand der Technik vorbekannt.
Diese umfassen im Wesentlichen eine Mehrzahl von parallel zueinander
in Reihen hintereinander angeordneten Windungen, wobei die einzelnen
Reihen über Anlenkelemente in Form von Anlenkfäden
oder Anlenkdrähten miteinander verbunden sind. Die Anlenkdrähte
werden dabei auch als Scharnierdrähte beziehungsweise Scharnierglieder
bezeichnet. Die Reihen aus hintereinander angeordneten Windungen
sind in der Regel aus länglichen Gebilden, insbesondere
Filamenten geformt, welche sich helisch um eine imaginäre Mittenachse
unter Ausbildung eines Wendelelementes schlingen und somit die einzelnen
Windungen ausbilden. Bei der Ausbildung als spiralförmige
Wendelelemente, die eine Mehrzahl von miteinander gekoppelten Windungen
enthalten, sind die dabei ausgebildeten Windungsschenkel, die die
einzelnen Windungsbögen zwischen den benachbarten Windungen
bilden, in zueinander geneigt ausgerichteten Ebenen angeordnet.
Derartige Ausführungen sind beispielsweise aus der Druckschrift
US 4,345,730 vorbekannt.
Die in dieser Druckschrift offenbarte Ausführung eines
Spiralgliederbandes beschreibt eine grundlegende Form dessen. Dabei
werden einzelne spiralförmige Wendelelemente parallel zueinander
angeordnet, so dass die einander benachbarten Wendelelemente mit
ihren Windungen ineinander greifen unter Ausbildung eines sich in
Längsrichtung des jeweiligen Wendelelementes erstreckenden Durchgangskanals,
der jeweils vom Innenumfang im Bereich der Windungsbögen
der einander benachbarten Windungen gebildet wird und durch welche das
Anlenkelement in Form eines Anlenkdrahtes geführt ist.
Um insbesondere eine ebene, die Faserstoffbahn stützende
Oberfläche am Spiralgliederband zu erreichen, sind Windungen
mit einer flachen Struktur, insbesondere zumindest einer ebenen
Ober- und/oder Unterseite erforderlich. Zur Erzeugung dieser, wird
die derart gekoppelte Anordnung einer thermischen Behandlung sowie
einer Streckkraft in Längsrichtung der Wendelelemente ausgesetzt,
wobei sich das Anlenkelement an den entsprechenden Verbindungsstellen
der Windungsbögen mit den Anlenkdrähten verformt
und die im Ursprungszustand kreisförmigen oder mit ovaler
Struktur beziehungsweise Querschnittsgeometrie ausgebildeten Wendelelemente
in eine abgeflachte Struktur überführt, so dass
hier eine nahezu ebene Oberfläche zur zumindest indirekten
Abstützung der Materialbahn ausgebildet werden kann. Dies
erfolgt in der Regel durch ein thermisches Verfahren, bei welchem
gleichzeitig die Lage der Windungen in Längsrichtung bezogen auf
die Erstreckung der Anlenkelemente durch Verformung dieser thermisch
fixiert wird. Die, die Windung bildenden Elemente werden daher aus
entsprechend thermoplastischem Material ausgeführt.
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Derartige
Spiralgliederbänder werden als Bespannungen in Maschinen
zur Herstellung von Materialbahnen, insbesondere Faserstoffbahnen
in Trockenpartien in Trockensieben oder in Pressenpartien in Pressfilzen
integriert eingesetzt. In beiden Fällen ist eine geringe
Permeabilität erforderlich. Aufgrund der zwischen den Windungen
einer Reihe, insbesondere eines Wendelelementes vorliegenden Zwischenräume
zwischen einer Ober- und Unterseite des über die Spiralgliederstruktur
gebildeten Bandes liegen jedoch hohe Permeabilitäten vor.
Um diese zu vermeiden beziehungsweise zu reduzieren, beschreibt
die
US 5,364,692 eine
Ausführung, bei der im Innenraum der Windungen, insbesondere
dem verbleibenden Innenraum zwischen einander benachbarten Anlenkelementen
Füllmaterial eingebracht wird, vorzugsweise in Form von
Füllfäden, die nach Möglichkeit den Innenraum
des jeweils spiralförmigen Wendelelementes weitestgehend
zwischen Ober- und Unterseite abdichten beziehungsweise eine Dichtwirkung
zwischen Ober- und Unterseite der Gliederstruktur erzielen. Mit
dieser Lösung kann zwar die Luftdurchlässigkeit
verringert werden. Diese Lösung ist jedoch sehr aufwendig
in der Herstellung und ferner auch kostenintensiv, da das Gewicht
des jeweiligen aus einer derartigen Struktur gebildeten Bandes entsprechend
durch das verwendete Füllmaterial zunimmt. Eine weitere
Schwachstelle sind die zwischen den einander benachbarten Windungen
im Bereich der Anlenkelemente ausgebildeten dreiecksförmigen Öffnungsbereiche,
insbesondere in den jeweiligen zueinander weisenden Bereichen, die
durch die Übergänge zwischen den Windungsbögen
und Windungsschenkeln charakterisiert sind und die auch über
das Füllmaterial nicht vollständig abdichtbar
sind, da dessen Erstreckung im Innenraum eines Wendelelementes in
Breitenrichtung einer Windung betrachtet durch die Erstreckung der
Windungen des benachbarten Wendelelementes in das jeweilige Wendelelement
begrenzt ist.
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Die
Druckschrift
WO 2006/065
454 beschreibt eine Ausbildung eines Spiralgliederbandes mit
großer Windungslänge, um die Anzahl der Anlenkdrähte
und damit pro Flächeneinheit die Anzahl der Reihen an Windungen
und der Verbindungsstellen zwischen den einander benachbart angeordneten Wendelelementen
zu minimieren. Diese Ausführung umfasst Füllmaterialien
zur Vermeidung beziehungsweise Verringerung der Luftdurchlässigkeit
aufgrund der langen Windungslängen.
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Die
Druckschrift
EP 7 636
23 B1 offenbart eine Gliederstruktur, welche aus von in
Reihe hintereinander angeordneten Einzelwindungen besteht, die von
ringförmigen Elementen gebildet werden und als separate
Elemente ausgeführt sind, die in analoger Weise über
Anlenkelemente gekoppelt sind. Bei dieser Ausführung sind
die einzelnen Windungsschenkel und Windungsbögen jeweils
in einer Ebene angeordnet und auch hier wird eine möglichst
große Windungsbreite angestrebt. Das Verhältnis
der Breite der Windung zur Höhe, welches genutzt werden kann,
um die Permeabilität zu verstellen, beträgt hier 5:1.
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Weitere
Spiralgliederbandstrukturen sind aus der Druckschrift
US 4,662,994 bekannt. Diese Druckschrift
beschreibt ferner vorteilhafte Abmessungen für die jeweiligen
windungsbildenden Elemente, wobei Breiten im Bereich von 0,5 mm
bis 0,9 mm vorbekannt sind.
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Ein
wesentliches Problem stellen jedoch bei allen Lösungen
die zwischen zwei ineinander greifenden Windungen entstehenden Zwischenräume dar,
die je nach Ausführung und Ausrichtung der einzelnen Windungen
unterschiedlich groß sein können. Diese auch als
Triangel bezeichneten und bei Projizierung in eine Ebene dreiecksförmigen
Durchlässe zwischen den Windungen benachbarter Reihen im Bereich
der Anlenkelemente ermöglichen ein Durchdringen und damit
eine Erhöhung der Permeabilität.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Gliederstruktur,
insbesondere ein Spiralgliederband der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln,
dass die genannten Nachteile vermieden werden. Die erfindungsgemäße
Lösung soll sich dabei durch eine geringe Permeabilität
sowie eine kostengünstige und einfache Herstellung und
ein geringes Gewicht pro Flächeneinheit auszeichnen.
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Die
erfindungsgemäße Lösung ist durch die Merkmale
des Anspruchs 1 charakterisiert. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind
jeweils in den Unteransprüchen beschrieben. Die erfindungsgemäße
Verwendung ist in Anspruch 20 beansprucht.
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Erfindungsgemäß ist
eine Spiralgliederstruktur, insbesondere Papiermaschinenbespannung,
umfassend eine Mehrzahl paralleler Reihen hintereinander angeordneter
Windungen, wobei jeweils zwei einander benachbart angeordnete Reihen über
zumindest ein Anlenkelement miteinander verbunden sind dadurch gekennzeichnet,
dass die einzelne Windung aus zumindest einem Filament erzeugt wird, das
eine Querschnittsfläche aufweist, deren maximale Breite
im Bereich von ≥ 0,7 bis ≤ 1,4 mm, bevorzugt > 0,9 mm bis ≤ 1,4
mm, besonders bevorzugt 0,99 mm bis 1,3 mm, ganz besonders bevorzugt
ca. 1,0 mm beträgt.
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Unter
Filament wird dabei ein im unverformten Zustand längliches
flexibles oder starres Gebilde verstanden, dessen Längserstreckung
entlang einer imaginären Achse beziehungsweise der Längsachse erheblich
größer ist als die Abmessungen in Breiten- und
Höhenrichtung. Im verformten Zustand ist das Filament durch
eine Führung und damit Erstreckung in Umfangsrichtung um
eine Achse charakterisiert. Das Filament ist dabei im verformten
Zustand betrachtet durch eine, den Innenumfang einer Windung beschreibende
Unterseite und eine, den Außenumfang der Windung beschreibende
Oberseite charakterisiert.
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Die
erfindungsgemäße Lösung ermöglicht
in einfacher Art und Weise eine Reduzierung der Permeabilität
durch Reduzierung der Anzahl der in Reihe angeordneten Windungen
einer Gliederstruktur, um so die Anzahl der kritischen Übergangsstellen
zwischen den einzelnen benachbart angeordneten Reihen von Windungen
am Anlenkelement und damit die Anzahl der dreiecksförmigen
Durchlässe zu reduzieren, da diese insbesondere auch durch
das Vorsehen von Füllmaterial aufgrund der Nichterstreckung
dessen in diese Bereiche nicht beseitigt werden können.
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Ferner
erlauben die größeren Breiten der einzelnen Filamente
auch bei geringer Höhe dieser eine hohe Festigkeit und
Steifigkeit der jeweiligen Gliederstrukturen.
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Um
eine möglichst großflächige Anlage an den
Anlenkdrähten zu gewährleisten, wird das Filament
gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführung
mit zumindest einem in Breitenrichtung ebenen und die Anlagefläche
am Anlenkelement bildenden Bereich ausgeführt. Vorzugsweise
weist das Filament dazu einen Querschnitt auf, der in Breitenrichtung
betrachtet durch die Ausbildung einer im wesentlichen ebenen Fläche
an der den Innenumfang der Windung bildenden Unterseite charakterisiert
ist, beispielsweise in Form eines Polygons, Rechteckquerschnittes
oder Trapezoids.
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Gemäß einer
besonders vorteilhaften Ausgestaltung weist die Querschnittsfläche
des Filamentes im Bereich des Außenumfanges der Windung
die maximalste Breite auf. Bei entsprechender Auslegung fungiert
dieser Bereich als Dichtbereich gegenüber den Filamenten
der Windungen der benachbarten Reihen von Windungen.
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Denkbar
ist jedoch auch eine Ausführung mit Ausbildung der maximalsten
Erstreckung im Bereich des Innenumfanges der Windungen.
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Die
einzelne Windung der Gliederstruktur umfasst zwei Windungsbögen,
die über Windungsschenkel miteinander verbunden sind. Die
Breite der einzelnen Windung wird dabei durch den maximalen Abstand
zwischen dem Außenumfang der eine Windung bildenden Windungsbögen
im Umschlingungsbereich mit dem jeweiligen Anlenkelement charakterisiert.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführung
beträgt die Breite der Windung im Bereich zwischen einschließlich
5 mm bis einschließlich 11 mm, bevorzugt einschließlich
6 mm bis einschließlich 10 mm, besonders bevorzugt einschließlich
7 mm bis einschließlich 9 mm. Dadurch wird ferner die Anzahl der
erforderlichen Anlenkelemente gering gehalten. Vorteilhafte Maße
sind ferner 5,3 und 7,1 mm.
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In
einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung weist die Querschnittsfläche
des eine Windung bildenden Filamentes eine Höhe im Bereich
zwischen einschließlich 0,2 mm bis einschließlich
0,1 mm, vorzugsweise einschließlich 0,3 mm bis einschließlich
0,7 mm auf. Dadurch werden flache und breite Windungsstrukturen
erzeugt, die den Anforderungen an die Stabilität der Gliederstruktur
bei reduziertem Gewicht gerecht werden. Das Filament ist dazu durch
eine Querschnittsfläche charakterisiert, deren Breiten/Höhen-Verhältnis
im Bereich von einschließlich 1,63 bis einschließlich
4,24, vorzugsweise im Bereich von einschließlich 1,7 bis
einschließlich 3 beträgt.
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Bezüglich
der Ausführung der Reihen von Windungen bestehen grundsätzlich
zwei Möglichkeiten, welche durch die Ausbildung entweder
separater Windungen oder aber Windungsstrukturen in Form von Wendelelementen
charakterisiert sind. Im ersten Fall liegen die Windungsbögen
und Windungsschenkel einer Windung vorzugsweise in einer Ebene und bilden
separate Windungsglieder, die vorzugsweise als in Umfangsrichtung
geschlossene ringförmige Elemente ausgeführt sind.
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Im
zweiten Fall sind die beiden eine Windung beschreibenden Windungsschenkel
in, in einem Winkel zueinander ausgerichteten Ebenen angeordnet und
jeweils mit weiteren diesen nach und vorgeordneten Windungen unter
Ausbildung von spiralförmigen Wendelelementen verbunden.
Dadurch werden bei der Fertigung der Gliederstrukturen einfach handelbare
Bauteile bereitgestellt, die einfach positionierbar sind, insbesondere
da die Wendelelemente parallel zueinander angeordnet sind und Windungen einander
benachbarter Wendelelemente ineinander greifen.
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Der
Querschnitt des eine Windung bildenden Filamentes kann kreisförmig
ausgebildet sein. In diesem Fall beschreibt der Durchmesser die
maximalste Abmessung. Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführung
zur Erzielung flacher Windungsstrukturen weist das Filament einen
polygonalen, trapezoiden, ovalen oder ellipsoiden Querschnitt auf.
Diese Querschnittsform kann vor der thermischen Fixierung vorliegen
und bleibt auch nach dieser bestehen oder aber wird durch diese
ausgebildet.
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Das
Filament kann als Monofilament, Multifilament, Faden, Zwirn oder
Garn und/oder zur Einstellung und Steuerbarkeit weiterer mechanischer
oder physikalischer Eigenschaften in einer Ummantelung eingelagerten
Mono- oder Multifilamenten ausgebildet sein.
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Der
Querschnitt der einzelnen Windungen ist bei Projizierung in eine
Ebene oval oder rechteckig mit gerundeten Seitenflächen
ausgeführt.
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Bezüglich
der verwendeten Materialien für das Filament bestehen keine
Restriktionen. Denkbar sind Ausführungen aus Materialien,
die durch eine Komponente charakterisiert sind oder auch Mehrkomponentenwerkstoffe.
Vorzugsweise wird ein thermoplastisches synthetisches Material verwendet.
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Gemäß einer
besonders vorteilhaften Ausführung enthält das
die Windung bildende Filament wenigstens eines der nachfolgenden
Komponenten: ein Einzelpolymer eines Polyesters, ein Copolymer eines
Polyesters, ein Einzelpolymer eines Polyamides, ein Copolymer eine
Polyamides.
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Die
Verwendung einer derartigen Gliederstruktur, insbesondere eines
Spiralgliederbandes erfolgt vorzugsweise in einer Bespannung einer
Papiermaschine, insbesondere einem endlosen Band.
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Gemäß einer
ersten vorteilhaften Ausführung wird die Gliederstruktur
als Bestandteil in einem Formierband oder als Formierband, insbesondere Siebband
eingesetzt.
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Gemäß einer
weiteren zweiten vorteilhaften Verwendung wird die erfindungsgemäße
Gliederstruktur als Bestandteil in einem Trockensieb oder als Trockensieb
eingesetzt.
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Eine
weitere vorteilhafte Anwendung besteht in der Integration in einer
Lage in einem Pressfilz, wobei die Lage ferner aus beispielsweise
wenigstens einem Flächengebilde in Form eines Gewebes,
Gewirkes, Geleges, Vlieses oder einer Fadenschar, gegebenenfalls
uni- oder multidirektional orientiert oder einer Kombination aus
diesen besteht.
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Die
erfindungsgemäße Lösung wird nachfolgend
anhand von Figuren erläutert. Darin ist im Einzelnen Folgendes
dargestellt:
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1a verdeutlicht
eine Gliederstruktur in Form eines Spiralgliederbandes;
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1b verdeutlicht
eine Schnittdarstellung A-A gemäß 1a;
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1c verdeutlicht
einen Schnitt B-B.
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2a bis 2d verdeutlichen
beispielhaft mögliche Querschnittsflächenausführungen
eines Filamentes.
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Die 1a bis 1c verdeutlichen
einen Ausschnitt aus einer erfindungsgemäß ausgeführten Gliederstruktur 1,
wie als Bespannung oder Bestandteil einer Bespannung einer Maschine
zur Herstellung von Faserstoffbahnen einsetzbar. Diese Gliederstruktur 1 ist
gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführung
als Spiralgliederstruktur 2 in Form eines Spiralgliederbandes
ausgebildet. Die Gliederstruktur 1 umfasst eine Mehrzahl
paralleler Reihen 3.1 bis 3.n mit n > 1 von in Reihe angeordneten
Windungen 4.11 bis 4.1n beziehungsweise 4.n1 bis 4.nn,
hier 4.11 bis 4.1n, 4.21 bis 4.2n und 4.31 bis 4.3n bildenden
Gliedern. Bei Ausführung als Spiralgliederstruktur 2 werden
die einzelnen Reihen 3.1 bis 3.n von hintereinander
in Reihe angeordneten Windungen 4.11 bis 4.nn von
spiralförmigen Wendelelementen 5.1 bis 5.n,
hier 5.1 bis 5.3 gebildet. Die einzelnen Wendelelemente 5.1 bis 5.n bestehen
dabei aus zumindest einem Filament 6.1, 6.2 bis 6.3,
das um eine imaginäre Achse, welche im Endzustand des Wendelelementes 5.1 bis 5.n in
der Regel auch die Mittenachse des Wendelelementes M5.1 bis
M5.3 geführt ist. Die Führung
erfolgt schraubenlinienförmig beziehungsweise helisch.
Je nach Neigungsrichtung können somit bezüglich
der Ausrichtung der einzelnen Windungen 4.11 bis 4.3n beziehungsweise
der durch die Windungen beschreibbaren Windungsgänge unterschiedliche
Steigungen realisiert werden, die einen Einfluss auf die gesamte
Wendelelementstruktur hinsichtlich der Festigkeitseigenschaften
haben. Die Führung erfolgt dabei nicht zwangsläufig
direkt in Umfangsrichtung unter Ausbildung eines kreisrunden Querschnittes des
einzelnen Wendelelementes 5.1 bis 5.n. Denkbar
sind auch ovale oder mit im Querschnitt anderweitig ausgestattete
Wendelelemente 5.1 bis 5.n. Die Kopplung der Wendelelemente 5.1 bis 5.n erfolgt über
Anlenkelemente 7.1 bis 7.n, hier 7.1 bis 7.3 wobei
jeweils zwei hinsichtlich ihrer Mittenachse M5.n und
M5.n+1 parallel zueinander angeordnete benachbarte
Wendelelemente 5.1 und 5.2 beziehungsweise 5.n und 5.n
+ 1 jeweils über ein derartiges Anlenkelement 7.1 bis 7.n,
hier 7.1 und 7.2 miteinander gekoppelt sind. Die
Kopplung erfolgt in der Regel über einen Stoffschluss,
wobei dieser thermisch oder durch zusätzliche Hilfsmittel
erzeugt wird. Die Anlenkelemente 7.1 bis 7.3 beziehungsweise 7.n sind
in der Regel als Anlenkfäden oder Anlenkdrähte
ausgebildet. Dabei umschlingt beispielsweise eine Windung 4.2n in
Umfangsrichtung zwei parallel zueinander angeordnete Anlenkelemente 7.1, 7.2.
Die einzelnen Wendelelemente 5.1, 5.2, 5.3 sind
dazu einander überlappend, das heißt, das die
einander benachbarten Windungen 4.21 bis 4.2n und 4.11 bis 4.1n beziehungsweise 4.21 bis 4.2n und 4.31 bis 4.3n in
ineinander eingreifender Anordnung angeordnet sind und die ineinander
greifenden Windungen jeden Paares benachbarter Wendelelemente 5.n und 5.n
+ 1 beziehungsweise 5.n und 5.n – 1,
hier 5.1, 5.2 und 5.2, 5.3 mit
ihren Innenumfängen einen Führungskanal 8.1 bis 8.n,
hier 8.1 bis 8.2 bilden, durch den das jeweilige
Anlenkelement 7.1 bis 7.2 führbar ist.
Die Fixierung der Wendelelemente 5.1 bis 5.n, hier 5.3 an
den Anlenkelementen 7.1 bis 7.n, hier 7.2 und
die Ausbildung einer mit Eignung für den Einsatz als Papiermaschinenbespannung
zum Tragen beziehungsweise Abstützen einer Materialbahn,
insbesondere Faserstoffbahn geeigneten ebenen Oberfläche 9 wird
eine derart gebildete Struktur einem Fixierungsverfahren, in der
Regel einem thermischen Fixierungsverfahren und einer Längsspannung
ausgesetzt. Die 1a verdeutlicht dabei den Zustand
der Gliederstruktur 1 nach der thermischen Fixierung und dem
Einfluss der Längsspannung. Die Filamente 6.1 bis 6.3 sind
hier in einem geformten Zustand in Form des Wendelelementes 5.1 beziehungsweise 5.n wiedergegeben.
Dieses ist hinsichtlich seiner Dimensionierung als verformtes Längengebilde 10 mit
einem Querschnitt 11 ausgebildet. Der Querschnitt 11 ist vorzugsweise über
die gesamte Erstreckung des einzelnen Filamentes 6.1 beziehungsweise 6.2, 6.3 konstant.
Andere Ausführungen sind denkbar. Das Längengebilde 10 ist
dabei durch eine Länge charakterisiert, sowie die Abmessungen
der Querschnittsfläche 11 in Form einer Breite
b6 und einer Höhe h6.
In der geformten und in der Gliederstruktur 1 integrierten Form
ist die Breite b6 durch die Abmessung in
Richtung des Anlenkelementes 7.n realisiert. Legt man ein
Koordinatensystem x, y, z in die Gliederstruktur 1, ist
die Gliederstruktur 1 zwar hinsichtlich ihrer Anordnung
aufgrund der Anlenkung an den Anlenkelementen 7.1 bis 7.n in
gewisser Weise flexibel, das heißt gelenkig. Jedoch bildet
die Gliederstruktur 1 ein flächiges Gebilde. In
diese aufgespannte Ebene wird ein Koordinatensystem gesetzt, welches
durch eine X- und eine Y-Komponente beschreibbar ist. Im dargestellten
Fall beschreibt hier die Breite b6 des Filamentes 6,
insbesondere der Filamente 6.1 bis 6.3 in Einbaulage
die Erstreckung in X-Richtung, während die Breite in Richtung
der parallelen Anordnung der einzelnen Wendelelemente 5.1 bis 5.n die
Y-Richtung charakterisiert. Die Z-Richtung, das heißt die Richtung
vertikal zur durch die Gliederstruktur 1 aufgespannten
Ebene ist durch die Dicke des Filamentes 6, 6.1 bis 6.3 charakterisiert.
Die Breitenabmessung b6 des Filamentes 6,
hier 6.1 bis 6.3 entspricht dabei der Abmessung, über
die der Kontakt mit den Anlenkelementen 7.n realisiert
wird.
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Die
Breite b5 eines Wendelelementes 5.1 bis 5.n wird
hier durch die Erstreckung, insbesondere den Abstand der maximalen
Außenabmessungen im Umschlingungsbereich der Windungen 4.11 beziehungsweise 4.nn an
den Anlenkelementen 7.1 bis 7.n charakterisiert.
Aus dieser ist die Breite b5 des Wendelelementes 5.1 beziehungsweise 5.n ersichtlich
und damit die Windungsbreite. Jede einzelne Windung 4.11 bis 4.nn wird
dabei durch einen Windungsbogen beziehungsweise zwei Windungsbögen,
die den Umschlingungsbereich für die Anlenkelemente 7.n bilden,
gebildet und ferner zwei Windungsschenkeln. Die Windungsbreite beziehungsweise
die Breite b5 des einzelnen Wendelelementes 5.1 bis 5.n wird
dabei an den äußeren Abmessungen der Windungsbögen
bestimmt. Die Windungsbögen sind hier beispielhaft für
eine Windung 4.11 mit 13.11 und 13.1.2 bezeichnet,
während die die Windungsbögen verbindenden Windungsschenkel
mit 14.11 beziehungsweise 14.12 bezeichnet sind.
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Die 1b verdeutlicht
eine Schnittdarstellung A-A gemäß 1a.
Die 1c verdeutlicht eine Schnittdarstellung B-B gemäß 1b durch
das Filament 6.1. Erkennbar ist hier eine Ausbildung des
Filamentes 6.1 mit einer im Wesentlichen rechteckigen Querschnittsfläche,
das heißt, das Filament 6 ist als flaches Längengebilde
ausgeführt. Die Breite ist mit b6 bezeichnet.
Die Höhe mit h6.
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Erfindungsgemäß ist
vorgesehen, dass für die Ausbildung der Windungen Filamente
genutzt werden, die eine Breite größer als 0,7,
bevorzugt größer 0,9 mm, vorzugsweise größer
0,99 mm, besonders bevorzugt größer/gleich 1 mm
charakterisiert sind, wobei die maximale Breite b6 1,4
mm beträgt. Mittels dieser Abmessungen ist es möglich,
Wendelelemente 5 zu erzeugen, die durch eine Vergrößerung
der Windungsbreite b5 charakterisiert sind,
so dass die Anzahl der Windungen 4.11 bis 4.nn pro Gliederstruktur 1 sich
proportional bei Minimierung der Fertigungszeit reduziert und ferner
als besonderen Vorteil einer erheblichen Reduzierung der Permeabilität,
insbesondere der Luftdurchlässigkeit an den Windungsbögen
beziehungsweise dem Bereich des Aneinandergrenzens der Windungsbögen
benachbarter Windungselemente.
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Die
Höhe des einzelnen Filamentes 6 liegt vorzugsweise
im Bereich zwischen 0,2 und 1 mm, besonders bevorzugt 0,2 bis 0,7
mm, ganz besonders bevorzugt 0,2 bis 0,5 mm, ganz besonders bevorzugt
0,3 bis 0,5 mm. Dies bedeutet ein Verhältnis zwischen der
Breite b6 zur Höhe h6 zwischen
1:1 bis 5:1, ganz besonders bevorzugt 1,63:1 bis 4,24:1. Die Länge
der Windung beträgt 5 bis 11 mm, bevorzugt 7 bis 9 mm.
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Mit
dieser Dimensionierung ist es möglich, eine Gewichtsreduzierung
zu erzielen, die Gewichte gegenüber der zeitlichen Standardgewichten
für Gliederstrukturen realisiert, die bei etwa 70% liegen.
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Bezüglich
der Auswahl der geometrischen Formen der Querschnittsfläche
des Filamentes 6 besteht eine Vielzahl von Möglichkeiten.
Ganz besonders bevorzugt werden jedoch flache Strukturen gewählt,
die ein flächiges Anliegen am Anlenkelement 7 aufgrund
ihrer Ausbildung am Filament ermöglichen. Besonders bevorzugt
wird ein Filament 6 mit einem im Wesentlichen polygonen,
d. h. mehreckigen, insbesondere viereckigen Querschnitt, wobei die
Erstreckung in Breitenrichtung und damit die Breite b6 wesentlich
größer als die Höhenrichtung ist. Das
Verhältnis zwischen Höhe zur Breite beträgt
vorzugsweise 0,5.
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2a verdeutlicht
eine Ausführung mit trapezoidem Querschnitt, wobei hier
beispielhaft die den Innenumfang der Windung beschreibende Seitenbreite
größer ist als die den Außenumfang bildende.
Denkbar wäre jedoch auch die umgekehrte Anordnung.
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Weitere
Ausführungen bestehen in der Ausbildung eines ovalen Querschnittes
gemäß 2b, wobei
auch hier die Breite b6 größer
ist, als die maximale Erstreckung in Höhenrichtung h6. Vorteilhaft sind ferner abgeflachte, jedoch
in Breitenrichtung abgerundete Querschnittgeometrien, wie beispielsweise
in 2c wiedergegeben oder aber gemäß 2d ein
runder Querschnitt, wobei hier die maximale Erstreckung in Breitenrichtung
b6 dem Durchmesser D6 entspricht.
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Bezüglich
der verwendeten Materialien für das Filament 6 bestehen
soweit keine Restriktionen. Entscheidend ist, dass in diesem Bereich
auch eine entsprechende Formgebung durch Erstellen der Windungen
durch Umwickeln, beispielsweise eines Formkörpers, realisierbar
ist. Vorzugsweise finden Polymere Verwendung, insbesondere umfassend
zumindest ein Polyamid. Je nach Ausführung und Verwendung
der Gliederstrukturen können als Materialien neben Kunststoff
auch Metalle zum Einsatz gelangen.
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Vorzugsweise
finden als Filamente 6 Monofilamente Verwendung. Denkbar
sind auch Multifilamente, Fäden oder Garne. Ferner besteht
die Möglichkeit, durch entsprechende Werkstoffzusammensetzung
beziehungsweise Ausbildung des einzelnen Filamentes die Eigenschaften
in der am Anlenkelement anliegenden Seite, das heißt in
Breitenrichtung gegenüber der Längenrichtung unterschiedlich
zu realisieren.
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Die
erfindungsgemäße Lösung ist nicht auf die
in der 1 dargestellte Ausführung
oder Struktur beschränkt. In Analogie gelten diese Aussagen auch
für Ausführungen von Gitterstrukturen, bei denen
die einzelnen Windungen nicht durch zueinander versetzte Windungsschenkel
beziehungsweise in winklig zueinander ausgerichteten Ebenen angeordnete
Windungsschenkel ausgebildet werden, sondern bei denen die Windungen
vollständig in einer Ebene angeordnet sind und die einzelnen
Windungen nicht miteinander gekoppelt sind, wobei in diesem Fall
jedoch der konstruktive Aufwand erheblich höher ist, insbesondere
bei der Ausbildung der Gliederstruktur 1.
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- 1
- Gliederstruktur
- 2
- Spiralgliederstruktur
- 3.1,
3.2, 3.3
- Reihe
- 3.n
- Reihe
- 4.11–4.1n
- Windungen
- 4.21–4.2n
- Windungen
- 4.31–4.3n
- Windungen
- 5.1–5.3,
5.n
- Wendelelemente
- 6.1–6.n,
6
- Filament,
lineares Gebilde
- 7.1–7.n
- Anlenkelemente
- 8.1–8.n
- Führungskanal
- 9
- Oberfläche
- 10
- Längengebilde
- 11
- Querschnitt
- 13.11
- Windungsbogen
- 13.12
- Windungsbogen
- 14.11
- Windungsschenkel
- 14.12
- Windungsschenkel
- b5
- Wendelbreite
- b6
- Breite
des Filamentes
- h6
- Höhe
des Filamentes
- M5.1–M5.n
- Mittenachse
- X-,
Y-, Z
- Koordinatensystem
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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Zitierte Patentliteratur
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- - US 4345730 [0002]
- - US 5364692 [0003]
- - WO 2006/065454 [0004]
- - EP 763623 B1 [0005]
- - US 4662994 [0006]