EP2686480A2 - Laminiertes endlosband - Google Patents

Laminiertes endlosband

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Publication number
EP2686480A2
EP2686480A2 EP12709599.0A EP12709599A EP2686480A2 EP 2686480 A2 EP2686480 A2 EP 2686480A2 EP 12709599 A EP12709599 A EP 12709599A EP 2686480 A2 EP2686480 A2 EP 2686480A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
film
shaped
bands
layer
layers
Prior art date
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Granted
Application number
EP12709599.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2686480B1 (de
Inventor
Michael Straub
Robert Eberhardt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Patent GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Voith Patent GmbH filed Critical Voith Patent GmbH
Publication of EP2686480A2 publication Critical patent/EP2686480A2/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2686480B1 publication Critical patent/EP2686480B1/de
Not-in-force legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F1/00—Wet end of machines for making continuous webs of paper
    • D21F1/0027—Screen-cloths
    • D21F1/0036—Multi-layer screen-cloths
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F1/00—Wet end of machines for making continuous webs of paper
    • D21F1/66—Pulp catching, de-watering, or recovering; Re-use of pulp-water
    • D21F1/80—Pulp catching, de-watering, or recovering; Re-use of pulp-water using endless screening belts
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F1/00—Wet end of machines for making continuous webs of paper
    • D21F1/0027—Screen-cloths
    • D21F1/0054—Seams thereof

Definitions

  • the present invention relates to fabrics for paper machines and more particularly relates to non-woven fabrics and their manufacture.
  • Paper machines are used to produce nonwoven webs such as papers of various types, cartons, cardboard and similar nonwovens.
  • the term "paper” is used herein to represent these types of nonwoven fibrous webs.
  • the production of a nonwoven web begins in the Formierpartie a paper machine with the application of a pulp suspension on a fabric or with the introduction of a pulp suspension in the gap formed between two fabrics.
  • Coverings are usually designed in the form of endless belts, which are deflected via rollers and in each case circulate within a specific section or section of the paper machine.
  • the paper-side surface of the fabric carries the pulp suspension or the resultant by dewatering pulp or nonwoven web.
  • the guided over the rollers surface of the fabric is hereinafter referred to as the running side.
  • the coverings have passages through which water can be sucked from the paper-side surface to the running side.
  • the fabrics currently used as forming fabrics in the forming section of paper machines consist of woven material.
  • Woven fabrics have regular structures with a repeating basic pattern.
  • the forming fabrics are usually constructed of several layers of different thread thickness and yarn guide. Because of their different weave structure, the individual layers of such fabrics not only differ from each other in permeability to water, but also cause lateral local variations in the permeability of the layer, as apertures formed in the paper side layers are regularly obscured by yarns of underlying web layers Forming fabric. Since a laterally varying permeability leads to a locally varying dewatering speed of the fibrous web, visible markings of the paper web with a regular pattern following the weave pattern result. In addition, since lower dewatered areas of a paper web also have a lower fiber density, lateral permeability fluctuations also impair the paper quality achieved by this effect.
  • Woven fabrics have a low flexural rigidity and therefore often tend to wrinkle during circulation in paper machines.
  • the use of monofilaments of different materials such.
  • strings can not be woven as an endless belt, the two ends of a finite length of woven tape must be joined together to form an endless belt.
  • the connection is made via a complicated woven seam structure in which the ends of mutually associated ends of warp and weft yarns at the junction of the webbing are offset from each other by a certain pattern versplissen. This connection technique is very complex and is reflected in correspondingly high production costs for woven endless coverings.
  • polymer tapes are used to produce coverings for paper machines, they must be stretched in the running direction of the fabric. Otherwise, the clothing is irreversibly stretched under the tensile stresses prevailing during operation and thus unusable after a short time.
  • fabrics with widths of about eight to twelve and a half meters are currently commonly used.
  • unidirectionally stretched polymer tapes are currently available only in widths of about one to about two meters. Biaxially stretched are currently offered to about four meters wide.
  • several polymer tapes have to be laterally connected to each other.
  • the ends of the band must be joined together. At theviersl. Jointing is reduced mechanical stability compared to solid material.
  • a covering for use in paper machines is proposed, which is produced from a helically wound polymer tape.
  • the width of the polymer strip is substantially less than the width of the fabric produced therefrom, the longitudinal direction of the polymer strip, with the exception of the inclined position given by the winding height, coinciding with the running direction of the fabric.
  • the mutually opposite side edges of adjacent Windungs réelle of the polymer tape are welded together to form a closed tread. Since the weld seam at a relatively small angle to the direction of the Covering is arranged, the transverse to the weld portions of the tensile stress are low, so that the material in the region of the weld is ideally not charged excessively.
  • the production of a covering from a helically laid polymer tape is very expensive, since it requires a special welding device in which either the welding apparatus with high precision along the welding line must be performed several times around the fabric around, or the covering with the circumferential weld line relative to Welding apparatus must be moved.
  • the edges of the fabric must be trimmed after the welding process to obtain a uniform width stringing.
  • the weld meets at an acute angle to one of the side edges of the fabric, which is due to the opposite to the polymer tape structurally weaker weld a point of attack for tearing of the fabric is given.
  • a covering for paper machines which is designed in the form of a film, has a high mechanical stability and tensile strength, is sufficiently wide for use in industrially used paper machines, and which can be produced by conventional means.
  • Embodiments of such fabrics for a paper machine are in the form of a closed loop in the circumferential direction, which has a first layer and a second layer disposed on the first layer, which is connected to the first layer over the entire surface, and wherein first and second layer each of a are formed film-shaped band or of a plurality, in the direction transverse to the direction of rotation juxtaposed and adjacent film-like bands.
  • a foil-shaped band is to be understood as meaning a thin monolithic body of limited width compared to its lateral dimensions.
  • the first and second layers are each formed by a plurality of film-shaped strips arranged next to one another and adjoining one another in the direction transverse to the direction of rotation.
  • the film-like bands of the two layers are arranged so that adjacent side edges of two film-shaped bands one of two layers always between the side edges of a foil-shaped band of the other of the two layers, and adjacent end edges of foil-shaped bands of one of the two layers between the end edges of subsequent foil-like bands of the other of the two layers.
  • a method comprising a step of providing a first film-like tape and a second film-like tape of equal or approximately equal length and width, at least one of the bands being transparent to light in a particular near infrared wavelength range.
  • both bands are transparent to light in the particular near infrared wavelength range
  • a coating is applied to one of the surfaces of one of the bands, the coating absorbing light of a wavelength from the particular wavelength range.
  • the second film-shaped strip is arranged on the first film-shaped strip so that the two strips touch the optionally coated area.
  • infrared light is irradiated by the or one of the transparent band-shaped bands transparent to the particular wavelength range to the region where both bands overlap, the wavelength range of the infrared light corresponding to a wavelength absorbable by the absorbing band or coating.
  • the infrared light incident on the coating is moved relative to the bands arranged on top of each other such that each area of the contact area formed between the two bands is melted, while pressure is exerted simultaneously on the melting area.
  • the second film-shaped tape is placed on the first film-shaped tape with a lateral offset, and if the first and second film-shaped are transparent to light in the particular wavelength range, preferably touch the two bands within the coated area.
  • a plurality of the film-shaped tapes connected in accordance with the preceding steps are arranged side by side and adjacent to one another, and connected in a planar manner to an endless belt by analogous application of the preceding steps.
  • Embodiments of the coverings comprise film-shaped strips of a polymer which is unidirectionally stretched in the circumferential direction of the covering or of a bi-directionally stretched polymer. As a result, a high dimensional stability of the fabric is achieved in the intended use.
  • the foil-shaped bands of one of the two layers are connected in embodiments of the clothing with the foil-shaped bands of the other of the two layers cohesively.
  • the tension occurring during intended use of the fabric tension is completely absorbed by the film-shaped substrate of the bands.
  • adjoining side edges and / or adjoining end edges of the film-shaped bands are also connected to one another in a material-locking manner, so that no gaps can form at the edges.
  • a cohesive connection is understood to mean a holding together of the connection partners by atomic or molecular forces.
  • Embodiments of the fabric have a, applied to the paper-side surface of the first and second layer, third layer whose thickness is preferably smaller than that of the first layer, and also smaller than that of the second layer, so that on the one hand a smooth paper-side surface is created On the other hand, the water permeability of the fabric can be made laterally varying.
  • Embodiments of the clothing can also have a, applied to the run-side surface of the first or second layer, fourth layer, the z. For example the circulation on the rolls of the paper machine is optimized.
  • Third and / or fourth layer may each contain their material properties determining additives, wherein in embodiments thereof, the fourth layer preferably contains wear-reducing additives for reducing the abrasion of the fabric to the machine elements to achieve a longer life.
  • the thickness of the covering in embodiments is preferably selected from the range of 300 to 1600 pm and in particular from the range of 500 to 800 pm.
  • the film-shaped strips are formed in embodiments of the covering on the basis of a material comprising polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polyphenylene sulfide (PPS), polyetheretherketones (PEEK), polyamide (PA) or polyolefins.
  • PET polyethylene terephthalate
  • PEN polyethylene naphthalate
  • PPS polyphenylene sulfide
  • PEEK polyetheretherketones
  • PA polyamide
  • PA polyolefins
  • FIG. 1 shows a string designed as an endless band
  • FIG. 2 shows a cross section through the endless belt of FIG. 1 along the
  • Figure 3 is an assembled from individual parts endless belt
  • Figure 4 is a schematic representation of a plan view
  • FIG. 3 shows a schematic representation of a cross section through the semifinished product of Figure 4 shows a schematic representation of a plan view of another embodiment of a semifinished product for producing an endless belt of Figure 3 shows a schematic representation of an arrangement of semi-finished products for producing an endless belt in a plan view shows a shows a schematic representation of another arrangement of semifinished products for producing an endless belt in a plan view, a schematic representation of another arrangement of semi-finished products for producing an endless belt in a plan view shows a schematic representation of a comparison with the representation of Figure 9 modified arrangement of semi-finished products for producing a Endlosbands in a plan view shows a cross section through an endless belt made of semi-finished products with further layers illustrated in a schematic representation, an arrangement for welding two parts to a semi-finished in a schematic perspective view shows a holding device for receiving parts for the production of semi-finished products in a schematic perspective view shows an attached from a helical wound tape endless belt in a schematic representation, Figure 15 shows a perforated endless belt in
  • the width of the endless belt 1 is limited by the side edges 2 and 3. In the direction parallel to the two side edges 2 and 3, the band 1 is self-contained and is therefore referred to as an endless belt.
  • the direction in which the endless belt is closed in itself is referred to below as the running direction LR or circumferential direction LR of the band 1 or the clothing 10; the direction along the shortest connection between the two side edges 2 and 3 as the transverse direction QR.
  • the fabric 10 has a paper-side surface 5, on which the pulp suspension or the fibrous web formed therefrom rests when the fabric 10 is used as intended.
  • the paper-side surface 5 of the fabric 10 is the outwardly directed surface of the fabric 10.
  • the inwardly directed surface facing the volume enclosed by the fabric 10 is referred to as the running side 6 in this document. It lies against the rollers (not shown in the figures), which cause the circulation of the clothing 10.
  • the directions pointing from the running side to the paper-side surface of the clothing 10 are referred to below as the vertical direction of the clothing 10 or of the endless belt 1.
  • the promotion of pulp suspension or fibrous web on the fabric 10 takes place in the machine direction MR on the paper side Surface 5 of the fabric 10.
  • Figure 2 illustrates the structure of the endless belt 1 according to a first embodiment.
  • the band comprises two layers arranged on top of each other, an inner layer 20 and an outer layer 30.
  • the two layers are connected to one another at the contact surfaces.
  • Each of the layers is single-layered, ie monolithic, with respect to the vertical direction of the endless belt 1, the thickness of each layer being substantially less than the length and width of the endless belt 1, so as to obtain a film-like configuration of the layers.
  • the ends of each layer have each to each other, wherein the thus formed joint 31 of the outer layer 30 advantageously with respect to the running direction LR of the endless belt 1 offset from the joint formed in the same manner 21 of the inner layer 20 is arranged to the mechanical load of the individual joints 21 and 31 reduce the operational use of the fabric.
  • the joints 21 and 31 are each shown as a double line to illustrate the juxtaposition of the two ends of each layer.
  • this illustration is not intended to suggest that a gap is formed at the joints between the ends. Rather, the end faces of the ends abut each other directly and are preferably connected to one another in a material-locking manner.
  • each of the layers 20 and 30 may be formed by one or more film-shaped bands that extend over the entire width of the endless belt 1 extend.
  • the individual layers may be formed by a single film-shaped band 20 or 30, or by two or more film elements adjoining one another in the circumferential direction of the belt.
  • each of the layers consists of a plurality of film-shaped parts 22 and 32, which are arranged side by side so that the side edges of adjacent parts adjacent to each other.
  • a corresponding structure of an endless belt 1 is illustrated in FIG.
  • the side edges of the individual parts 22 and 32 are preferably oriented parallel to the side edges 2 and 3 of the endless belt 1, so that the individual parts in the transverse direction QR, ie transverse to the direction of rotation of the endless belt 1, next to each other.
  • the side edges of the outer layer 30 forming parts 32 are illustrated in the illustration of Figure 3 by solid lines, the inner layer 20 forming parts 22 by dashed lines.
  • joints 31 of the individual parts 32 are offset in the embodiment shown in Figure 3 as well as the joints 21 of the individual parts 22 in the direction of rotation of the endless belt 1 to each other.
  • this is not mandatory. Rather, all joints of a layer next to each other, ie with respect to the direction of rotation LR at the same height, be arranged, but the joints formed in one layer with respect to the circumferential direction of the band are always offset so arranged to those of the other layer that joints of different layers not are arranged one above the other in the vertical direction.
  • joints of one layer with respect to the direction of rotation LR can then be arranged at the same height as joints of the other layer when they are spaced apart with respect to the transverse direction of the strip 1.
  • two or more parts 32 and 22 may be arranged one behind the other in the direction of rotation LR.
  • care must also be taken in such an embodiment that the joints in one of the layers do not adjoin abutments in the respective other layer. For multiple layers, it is recommended not to place a joint of a layer vertically above or below a joint of another layer.
  • FIG. 4 shows a semi-finished product 29 for producing a composite of several parts 22 and 32 endless belt 1 in a plan view.
  • FIG. 5 illustrates a cross-section through the semifinished product 29 of FIG. 4 along the line A-A.
  • the semifinished product 29 shown consists of two parts 22 and 32 of the same length and the same width, which are arranged with a lateral offset from each other.
  • the proportion of the lateral offset in the direction LR of the endless belt 1 is AL, in the transverse direction QR of the endless belt 1 AQ.
  • the hidden by the part 32 edges of the underlying part 22 are in the representation of Figure 4 shown in phantom.
  • the two parts 22 and 32 are integrally connected to one another at the contact or contact surface 39.
  • the width of the parts 22 and 32 is preferably between about 10 cm and one meter. Preferred are widths of more than 30 cm and in particular more than 50 cm.
  • the length of the band-shaped parts 22 and 32 is not limited and depends on the circumferential length of the endless belt 1 to be produced. Thicknesses in the range of 150 to 500 ⁇ m, and in particular around 300 ⁇ m, are preferred as material thicknesses, so that the parts 22 and 32 are in the form of films.
  • the end edges 24 and 34 of the parts 22 and 32 are oriented parallel to the transverse direction QR of the endless belt 1 to be produced.
  • the end edges extend at an angle of up to 45 ° obliquely to the transverse direction QR.
  • a corresponding oblique position of the end edges can be provided not only with respect to the transverse direction QR, but also with respect to the vertical direction of the layers 20 and 30.
  • the end edges of a part 22 and 32 are always arranged parallel to each other, the skew of the end edges of one part may differ from that of the other part. An example of this is shown in FIG. In this figure, the contact surface 39, to which the two parts 22 and 32 are integrally connected to each other, characterized by a dotted hatching.
  • a plurality of semi-finished products 29 are placed against each other with their side edges 23 and 33 in such a way that a closed surface is formed both on the upper side and on the lower side of the arrangement. Subsequently, the contiguous surfaces of the parts 22 and 32, which are not already part of a contact surface 39, are bonded together in a material-locking manner.
  • Figure 7 illustrates a suitably made band. The upper layer portions 32 are shown therein by solid lines, the lower layer portions 22 by dashed lines.
  • the ends 24 and 34 of the parts are abutted one on the other before the areas of the parts 22 and 32 which are superimposed on one another are joined together.
  • the Semi-finished products 29 are arranged offset in the direction LR to each other.
  • the offset can be selected continuously as illustrated in FIG. 3 or alternately as illustrated in FIG. If the endless belt to be produced is longer than the parts 22 and 32 used for its production, then not only two or more semi-finished products in the transverse direction QR of the endless belt but also two or more semi-finished products in the direction of rotation LR of the endless belt are strung together.
  • Figure 9 shows a possible embodiment of this. Of course, even in such embodiments in the transverse direction of QR adjacent semi-finished products can be arranged offset from one another in the direction LR.
  • Figure 10 illustrates one of the possible embodiments thereof.
  • a sheet-like substrate formed of thermoplastic resin based on, for example, polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polyphenylene sulfide (PPS), polyether ether ketones (PEEK), polyamide (PA) or polyolefins is preferably used.
  • the sheet substrate may be single-layered or, for. B. be carried out by coextrusion, multi-layered.
  • additives can be added to the base materials, for example as protection against hydrolysis, for improving light stability and temperature resistance, or else for the formation of certain surface energies of the layer substrates for achieving hydrophobic or hydrophilic properties.
  • sheet-like plates or rolls are produced by extrusion or casting of one of these materials, which are then unidirectionally stretched in the direction of LR or bidirectionally.
  • the endless belt 1 may have further layers.
  • another polymeric layer 40 may cover the layer 30.
  • the run-side surface of the layer 20 may be covered with a further polymeric layer 50.
  • a corresponding construction of an endless belt is illustrated in the cross-sectional view of FIG. 11.
  • the Paper-side surface layer 40 is preferably thinner than layer 30 or 20 and is advantageously formed from a one-piece polymer film.
  • the layer 40 covers joints formed at the side and front edges of the parts 22 and thus ensures a smooth paper-side surface of the fabric 10, when the parts 22 are not connected to each other at the joints and thus can open under the operational loads , Since the surface layer 40 does not have to absorb tensile stresses, the material of this layer can be selected with regard to optimized abrasion resistance.
  • the run-side layer 50 may be provided to reduce the abrasion occurring during the passage of the various machine elements abrasion-reducing additives, whereby a higher mileage of the fabric 10 can be achieved.
  • press section or dryer section 10 holes are placed in the endless belt, can be sucked through the paper-side surface on the running side of the fabric 10 water.
  • the fabric 10 preferably has a total thickness or total thickness in the range of about 400 to 1 100 pm.
  • total thicknesses in the range from about 500 pm to about 600 pm are preferred.
  • parts 22 and 32 with material thicknesses in the range from about 200 to about 500 pm are used.
  • the cohesive connection of two parts 22 and 32 on the contact surface 39 for producing a semifinished product 29 can be produced by ultrasonic welding, high frequency welding, thermal welding or gluing, in particular using hotmelt adhesives.
  • the connection preferably takes place over the entire area, which includes both connections extending over the entire contact area and connections occupying only parts of the contact area. The latter are distributed over the contact surface so that the contacting surfaces are held together.
  • the material bond between the two parts can be realized in the course of the formation of drainage pores using a laser drilling method described below. In this Method, the film material is melted at the edges of the pore holes, whereby at the contacting surfaces of the superimposed film parts 22 and 33, a material connection is created.
  • the two parts 22 and 32 are connected to one another in a surface-active manner via a multiplicity of annular sealing regions surrounding the pores.
  • a transmission laser welding method is used in which material is melted at the contact surface 39 by means of an NIR laser (laser with an emission wavelength in the near infrared range) while simultaneously applying pressure to the reflow region.
  • NIR laser laser with an emission wavelength in the near infrared range
  • At least one of the parts 22 or 32 is made of a material that is virtually non-absorbing the light emitted by the laser. If the other part consists of a material absorbing the laser light, then the laser light melts the surface irradiated on the contact surface 39, and can be adhesively bonded to the opposite surface of the other part by applying pressure.
  • additives corresponding to the starting materials prior to extrusion or casting of the precursor used in the manufacture of one of the plates in the simplest case carbon black, may be incorporated.
  • both parts are made of a material that does not absorb the laser light
  • the surface of at least one of the parts 22 or 32 on the contact side is provided with a thin, laser-light-absorbing coating. It can also be the contact sides of both parts are coated.
  • the absorber layer absorbs the light of the laser used for welding and thereby melts the adjacent surface areas of the two superimposed parts 22 and 32.
  • the simultaneous application of pressure finally leads to a cohesive connection.
  • Suitable lasers include, for example, diode lasers having emission wavelengths in the range of 808 to 980 nm and Nd: YAG lasers having an emission wavelength of 1064 nm.
  • lasers with emissions in the range of 940 to 1064 nm are used.
  • the schematic representation of Figure 12 shows an arrangement for surface welding of the two parts 22 and 32 at the contact surface 39.
  • the radiated by a laser 60 fan-shaped light beam 61 is transparent to the wavelength used for a roller 63 by the material transparent to the laser light of upper part 32 linearly converges on the contact surface 39.
  • the thus concentrated laser energy is absorbed at the contact surface 39 in the region of the line 62 and converted into thermal energy.
  • the transparent roller presses with a predetermined force on the surface of the upper part 32, so that the two parts 32 and 22 are pressed together in the area around the line-shaped melting zone 62.
  • the two parts in the area of the contact surface 39 are connected to one another over the entire surface and with a material fit.
  • the method can be implemented both by moving the parts 22 and 23 received in a holding device and by the method of the irradiation arrangement.
  • the absorber coating should be repeatedly applied either after welding the parts 22 and 32 to a semifinished product 29 on the remaining surface of the contact surface 39 of one of the parts 22 or 32, or if the surface before the welding at the contact surface 39 coated over the entire surface was, at least on the possibly melted edge areas around the contact surface 39th
  • the lateral offset AQ in the transverse direction of the two bands 22 and 32 is preferably between 10 and 90% of the width of the bands in order to obtain sufficiently large areas for a durable connection of the two layers 20 and 30. Particularly preferred is an offset of about 50% of the part width, creating equal connections on both sides of the longitudinal edges are created. If the width of the bands 20 and 30 corresponds to the width of the endless band to be produced therefrom, no offset between the two bands is required.
  • the lateral offset AL in the running direction of the two band-shaped parts 22 and 32 is analogously preferably between 5 and 95% of the part lengths, with an offset of about 50% being particularly preferred if the length of the parts 22 and 32 corresponds to the circumferential length of the endless belt 1 ,
  • the side edges 23, 33, 24 and 34 of the semifinished products 29 are coated with an absorber layer before being juxtaposed.
  • the fan-shaped laser beam 61 when connecting the semifinished product 29 to an endless belt 1 other than shown in Figure 12, not vertically, but obliquely directed to the surfaces of the semi-finished products 29, whereby a flat illumination of the side edges and thus a surface melting of the contact region of the side edges is achieved.
  • the laser beam is preferably tilted both in the transverse direction QR and in the direction of travel LR, so that both the frontal edges 24 and 34 and the longitudinal edges 23 and 33 are welded.
  • the side edges are pressed together by the pressure of the transparent roller 63 and thus securely connected. To ensure that the side edges of the lower layer are welded together, the process at the Bottom of the endless belt can be repeated.
  • an absorber coating is preferably used which loses its infrared absorption capacity after the first reflow process.
  • the side edges may also be formed obliquely to the vertical of an endless belt 1, as already mentioned above, and thus allow vertical irradiation.
  • broadband radiators emitting broadband emitters for example quartz radiators, in the near infrared range from about 700 to 1200 nm.
  • the wavelength range of the light directed to the welding regions is preferably matched to the absorber properties using filters.
  • the side edges may also be welded using a monofilament, filled with a resin, or preferably joined with a hot melt adhesive, rather than with an IR laser or IR radiator. So that the edges of adjacent parts 22 and 32 directly adjoin one another in the production of an endless belt 1 from semi-finished products 29 as described, both the lateral dimensions of the individual parts 22 and 32 and the size and position of the contact surfaces 39 must be exactly the same for all semi-finished products , To ensure this, a holding device is advantageously used, in which the parts 22 and 32 are held in a fixed position relative to each other during the welding operation. An example of a corresponding holding device is shown schematically in FIG.
  • the holding device 70 has two depressions 71 and 72, which are formed in the form of a negative mold of the semifinished product 29.
  • the holding device 70 to the recesses 71 and 72 subsequent (not shown in the figure) recessed grips have.
  • To protect the corners of the semifinished product 29 may be superimposed on the corners of the wells a hole.
  • the dot-dashed arrow lines indicate in the figure, the insertion of the parts 22 and 32 in the holding device 70 at.
  • the length of the belts 22 and 32 is a multiple of the circumferential length of the endless belt 1 to be produced therefrom.
  • the two bands are connected to one another with a lateral offset.
  • This can be done, for example, in a continuous process in which the two superimposed belts 22 and 32 are passed between two interacting rollers.
  • One of the two rollers is the transparent roller 63 illustrated in FIG. 12, via which the laser light is introduced into the overlapping area of the two belts.
  • the profiled strip produced is wound helically in such a way that the opposite side edges touch one another.
  • the side edges are welded together, for example with a transmission laser welding method as described above, wherein the laser beam is preferably coupled at vertically formed side edges obliquely in the side edges.
  • the edges of the endless belt 1 are also failed, that is, they are broken. H. cut or trimmed according to the desired width of the endless belt 1.
  • the water permeability of the fabric 10 is, as shown schematically in Figure 15, set by introducing holes in the endless belt 1, for example by means of a laser drill.
  • the number of holes 4 shown in the figure was chosen with a view to a clear presentation and corresponds as well as the size of the holes shown not the realities. In general, the holes 4 in about 100 pm to several hundred microns in size and also spaced in this order of magnitude.
  • the covering does not run during operation, which is to be understood as a shortening of the circumferential length and width of the band 1 by thermal action, the covering is finally heat-set.
  • the joints where local changes in the polymer structure can occur are distributed in such a way that they are always supported by regions with an unchanged polymer structure. This ensures that the tensile loads occurring during normal operation of the clothing are absorbed completely by the undisturbed regions of the clothing, whereby folds are avoided and a high longitudinal load of the clothing is achieved.
  • FIG. 16 summarizes the essential steps of a method according to the invention for producing an endless belt 1 as described above.
  • step SO first two film-shaped bands 22 and 32 of equal length and width are provided.
  • the bands are for light in a certain wavelength range in the near infrared, i. H. within a range selected from the range of 800 to 1,100 nm, transparent.
  • step S1 a coating is applied to a surface of one of the two belts 22 or 32. The coating absorbs light from the specific wavelength range.
  • the second film-shaped tape 32 is arranged with a lateral offset on the first film-shaped tape 22 so that the two tapes touch within the coated area.
  • step S3 laser light 61 is irradiated through one of the foil-shaped bands onto the coating in the overlapping region of the two bands, the wavelength of the laser light corresponding to a wavelength absorbable by the coating.
  • the laser light irradiated onto the coating is moved in step S4 in such a way that each region of the contact surface 39 formed between the two bands 22 and 32 is melted while pressure is simultaneously exerted on the melting region.
  • step S5 a plurality of the film-shaped bands connected in accordance with the preceding steps are arranged next to each other and adjacent to one another and are connected in area to an endless belt 1 by analogous application of steps S1 to S4.

Landscapes

  • Laminated Bodies (AREA)
  • Paper (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bespannung für eine Papiermaschine, wobei die Bespannung (10) in Form eines in Umlaufrichtung (LR) geschlossenen Endlosbands (1) ausgebildet ist, das eine erste Lage (20) und eine auf der ersten Lage angeordnete zweite Lage (30) aufweist, von denen jede von einem, oder von mehreren, in Richtung quer zur Umlaufrichtung nebeneinander angeordneten und aneinandergrenzenden folienförmigen Bändern (22, 32) gebildet ist. Die aneinandergrenzenden Seitenkanten (23, 33) zweier folienförmiger Bänder einer der beiden Lagen (20, 30) sind zwischen den Seitenkanten (33, 23) eines folienförmigen Bands der anderen der beiden Lagen (30, 20) angeordnet, und aneinandergrenzende Stirnkanten (24, 34) folienförmiger Bänder (22, 32) einer der beiden Lagen (20, 30) sind zwischen den Stirnkanten (34, 24) daran anschließender folienförmige Bänder (32, 22) der anderen der beiden Lagen (30, 20) angeordnet. Die folienförmigen Bänder (22, 32) der einen der beiden Lagen (20, 30) sind mit den folienförmigen Bändern (32, 22) der anderen der beiden Lagen (30, 20) ganzflächig verbunden.

Description

LAMINIERTES ENDLOSBAND
Die vorliegende Erfindung betrifft Bespannungen für Papiermaschinen und bezieht sich im Besonderen auf nichtgewebte Bespannungen und deren Herstellung. Papiermaschinen dienen der Herstellung von Faservliesbahnen wie beispielsweise Papieren verschiedenster Sorten, Kartonen, Pappen und ähnlichen Vliesstoffen. Der Begriff "Papier" wird in dieser Schrift stellvertretend für diese Arten von Faservliesbahnen verwendet. Die Herstellung einer Faservliesbahn beginnt in der Formierpartie einer Papiermaschine mit dem Aufbringen einer Faserstoffsuspension auf eine Bespannung bzw. mit dem Einbringen einer Faserstoffsuspension in den zwischen zwei Bespannungen ausgebildeten Spalt. Bespannungen sind üblicherweise in Form von Endlosbändern ausgeführt, die über Walzen umgelenkt jeweils innerhalb einer bestimmten Partie oder Sektion der Papiermaschine umlaufen. Die papierseitige Oberfläche der Bespannung trägt die Faserstoffsuspension bzw. die daraus durch Entwässerung entstehende Faserstoff- bzw. Faservliesbahn. Die über die Walzen geführte Oberfläche der Bespannung wird im Folgenden als Laufseite bezeichnet. Zur Entwässerung weisen die Bespannungen Durchgänge auf, über die Wasser von der papierseitigen Oberfläche zur Laufseite hin abgesaugt werden kann.
Die in der Formierpartie von Papiermaschinen gegenwärtig als Formiersiebe eingesetzten Bespannungen bestehen aus gewobenem Material. Gewobene Bespannungen weisen regelmäßige Strukturen mit sich wiederholendem Grundmuster auf. Die Formiersiebe sind üblicherweise aus mehreren Weblagen unterschiedlicher Fadenstärke und Fadenführung aufgebaut. Aufgrund ihrer unterschiedlichen Webstruktur weisen die einzelnen Lagen solcher Bespannungen nicht nur voneinander abweichende Permeabilitäten für Wasser auf, sondern führen, da in den papierseitigen Lagen ausgebildete Öffnungen bzw. Durchgänge regelmäßig von Garnen darunter liegender Weblagen verdeckt werden, auch zu lateralen lokalen Variationen in der Permeabilität des Formiersiebs. Da eine lateral variierende Permeabilität zu einer örtlich variierenden Entwässerungsgeschwindigkeit der Faserstoffbahn führt, sind sichtbare Markierungen der Papierbahn mit einer dem Webmuster folgenden regelmäßigen Anordnung die Folge. Da geringer entwässerte Bereiche einer Papierbahn außerdem auch eine geringere Faserdichte aufweisen, beeinträchtigen laterale Permeabilitätsschwankungen auch durch diesen Effekt die erzielte Papierqualität.
Gewobene Bespannungen weisen eine geringe Biegesteifigkeit auf und neigen beim Umlauf in Papiermaschinen daher häufig zu Faltenbildung. Die Verwendung von Monofilamenten unterschiedlicher Materialien wie z. B. eine Kombination von Garnen aus Polyethylenterephthalat (PET) und Polyamid (PA) auf der Laufseite einer Bespannung führt aufgrund der unterschiedlichen Eigenschaften dieser Materialien bezüglich Wasseraufnahme, Dehnung etc. häufig zu auf- bzw. abstehenden Formiersiebkanten.
Da Bespannungen nicht als Endlosband gewoben werden können, müssen zur Ausbildung eines Endlosbands die beiden Enden eines endlich langen Webbandes miteinander verbunden werden. Um Irregularitäten an der Verbindungsstelle zu vermeiden, die zu Markierungen der Papierbahn führen können, erfolgt die Verbindung über eine komplizierte Webnahtstruktur, bei der die Enden einander zugeordneter Enden von Kett- und Schussfäden an der Verbindungsstelle des Webbands nach einem bestimmten Muster versetzt zueinander versplissen werden. Diese Verbindungstechnik ist sehr aufwändig und schlägt sich in entsprechend hohen Herstellungskosten für gewebte Endlosbespannungen nieder.
Als Alternative zu gewobenen Bespannungen wurden Bespannungen vorgeschlagen, die aus nichtgewebten Materialbahnen hergestellt werden. In den Patentschriften CA 1 230 51 1 und US 4,541 ,895 wird beispielsweise eine Bespannung angegeben, die von einem Laminat aus mehreren Lagen nichtgewebter wasserundurchlässiger Materialien gebildet ist, in das Öffnungen zur Entwässerung eingebracht sind. Die Verbindung der einzelnen Lagen des Laminats erfolgt flächig durch z. B. Ultraschallschweißen, Hochfrequenzschweißen oder thermisches Schweißen. Die Entwässerungslöcher werden in das Laminat vorzugsweise mittels Laserbohren eingebracht. Die Schweißnaht einer Lage kann versetzt zu denen anderer Lagen angeordnet sein, wobei die Schweißnähte darüber hinaus noch unter einem Winkel zur Laufrichtung des Endlosbands angeordnet sein können, um merkliche Verdickungen der Bespannung zu vermeiden. Solche Folienlaminate in den für Formiersiebe erforderlichen Dimensionen herzustellen ist jedoch mit einem hohen Aufwand verbunden. Außerdem sind solche Mehrschichtfolienlaminate relativ steif und neigen unter den beim Einsatz in der Formiersektion einer Papiermaschine vorherrschenden Bedingungen zum Delaminieren.
Werden Polymerbänder zur Herstellung von Bespannungen für Papiermaschinen verwendet, so müssen diese in Laufrichtung der Bespannung verstreckt sein. Ansonsten wird die Bespannung unter den im Betrieb vorherrschenden Zugspannungen irreversibel gedehnt und somit nach kurzer Zeit unbrauchbar. Bei im industriellen Maßstab genutzten Papiermaschinen werden derzeit üblicherweise Bespannungen mit Breiten von etwa acht bis zwölfeinhalb Metern eingesetzt. Unidirektional verstreckte Polymerbänder sind derzeit jedoch typischerweise nur mit Breiten von ungefähr einem bis etwa zwei Metern erhältlich. Biaxial verstreckte werden zur Zeit bis etwa vier Meter Breite angeboten. Zur Herstellung einer Bespannung müssen daher mehrere Polymerbänder seitlich aneinander anschließend miteinander verbunden werden. Um eine Bespannung in Form eines Endlosbands zu erhalten, müssen zudem die Enden des Bands zusammengefügt werden. An den Verbindungsbzw. Fügestellen ist die mechanische Stabilität im Vergleich zum Vollmaterial verringert.
Zu Lösung des Problems wird in der Patentanmeldung US 2010/0230064 eine Bespannung zur Verwendung in Papiermaschinen vorgeschlagen, die aus einem wendeiförmig gewickelten Polymerband hergestellt wird. Die Breite des Polymerbands ist wesentlich geringer als die Breite der daraus hergestellten Bespannung, wobei die Längsrichtung des Polymerbands, abgesehen von der durch die Windungshöhe gegebenen Schräglage, mit der Laufrichtung der Bespannung übereinstimmt. Die sich jeweils einander gegenüberliegenden Seitenkanten benachbarter Windungsgänge des Polymerbands sind zur Ausbildung einer geschlossen Lauffläche miteinander verschweißt. Da die Schweißnaht unter einem verhältnismäßig kleinen Winkel zur Laufrichtung der Bespannung angeordnet ist, sind die quer zur Schweißnaht wirkenden Anteile der Zugspannung gering, so dass das Material im Bereich der Schweißnaht im Idealfall nicht über Gebühr belastet wird. Die Herstellung einer Bespannung aus einem wendeiförmig gelegten Polymerband ist allerdings sehr aufwendig, da sie eine spezielle Schweißvorrichtung erfordert, bei der entweder die Schweißapparatur mit hoher Präzision entlang der Schweißlinie mehrmals um die Bespannung herum geführt werden muss, oder die Bespannung mit der umlaufenden Schweißlinie relativ zur Schweißapparatur verschoben werden muss. Außerdem müssen die Kanten der Bespannung nach dem Verschweißvorgang getrimmt werden, um eine gleichmäßig breite Bespannung zu erhalten. In der Folge stößt die Schweißnaht unter einem spitzen Winkel auf eine der Seitenkanten der Bespannung, wodurch aufgrund der gegenüber dem Polymerband strukturell schwächeren Schweißnaht ein Angriffspunkt zum Einreißen der Bespannung gegeben ist.
Ausgehend von dem Dargelegten ist es daher wünschenswert eine Bespannung für Papiermaschinen anzugeben, die folienförmig ausgebildet ist, eine hohe mechanische Stabilität und Zugfestigkeit besitzt, für den Einsatz in industriell genutzten Papiermaschinen ausreichend breit ist, und die mit herkömmlichen Mitteln gefertigt werden kann.
Ausführungsformen solcher Bespannungen für eine Papiermaschine sind in Form eines in Umlaufrichtung geschlossenen Endlosbands ausgebildet, das eine erste Lage und eine auf der ersten Lage angeordnete zweite Lage aufweist, die mit der ersten Lage ganzflächig wirkend verbunden ist, und wobei erste und zweite Lage jeweils von einem folienförmigen Band gebildet sind oder von mehreren, in Richtung quer zur Umlaufrichtung nebeneinander angeordneten und aneinandergrenzenden folienförmigen Bändern. Unter einem folienförmigen Band ist hierbei ein im Vergleich zu seinen lateralen Ausdehnungen dünner monolithischer Körper mit begrenzter Breite zu verstehen.
Insbesondere bei breiteren Bespannungen sind erste und zweite Lage jeweils von mehreren, in Richtung quer zur Umlaufrichtung nebeneinander angeordneten und aneinandergrenzenden folienförmigen Bändern gebildet. Die folienförmigen Bänder der beiden Lagen sind dabei so angeordnet, dass sich aneinandergrenzende Seitenkanten zweier folienförmiger Bänder einer der beiden Lagen stets zwischen den Seitenkanten eines folienförmigen Bands der anderen der beiden Lagen, und aneinandergrenzende Stirnkanten folienförmiger Bänder einer der beiden Lagen zwischen den Stirnkanten daran anschließender folienförmige Bänder der anderen der beiden Lagen befinden.
In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, dass die in dieser Schrift und den Ansprüchen zur Aufzählung von Merkmalen verwendeten Begriffe "umfassen", "aufweisen", "beinhalten", "enthalten" und "mit", sowie und deren grammatikalischen Abwandlungen, generell eine nichtabschließende Aufzählung von Merkmalen, wie z.B. Verfahrensschritten, Einrichtungen, Bereichen, Größen und dergleichen bezeichnen, und in keiner Weise das Vorhandensein weiterer und anderer Merkmale oder Gruppierungen anderer oder zusätzlicher Merkmalen ausschließen. Zur Herstellung solcher Bespannungen wird ein Verfahren angegeben, das einen Schritt aufweist zum Bereitstellen eines ersten folienförmigen Bands und eines zweiten folienförmigen Bands gleicher oder in etwa gleicher Länge und Breite, wobei wenigstens eines der Bänder für Licht in einem bestimmten Wellenlängenbereich im nahen Infrarot transparent ist. In einem weiteren Schritt wird, im Falle, dass beide Bänder für Licht in dem bestimmten Wellenlängenbereich im nahen Infrarot transparent sind, auf eine der Oberflächen eines der Bänder eine Beschichtung aufgebracht, wobei die Beschichtung Licht einer Wellenlänge aus dem bestimmten Wellenlängenbereich absorbiert. In einem nachfolgenden Schritt wird das zweite folienförmige Band so auf dem ersten folienförmigen Band angeordnet, dass sich die beiden Bänder am gegebenenfalls beschichteten Bereich berühren. In einem weiteren Schritt wird durch das oder eines der für den bestimmten Wellenlängenbereich transparenten folienförmigen Bänder auf den Bereich, an dem sich beide Bänder überlappen, Infrarotlicht eingestrahlt, wobei der Wellenlängenbereich des Infrarotlichts einer von dem absorbierenden Band oder der Beschichtung absorbierbaren Wellenlänge entspricht. Das auf die Beschichtung eingestrahlte Infrarotlicht wird dabei so relativ zu den aufeinander angeordneten Bändern verfahren, dass jeder Bereich der zwischen den beiden Bändern ausgebildeten Kontaktfläche aufgeschmolzen wird, während auf den Schmelzbereich Druck gleichzeitig ausgeübt wird. Bei Verwendung von mehreren, in Richtung quer zur Umlaufrichtung nebeneinander angeordneten und aneinandergrenzenden folienförmigen Bändern erfolgt das Anordnen des zweiten folienförmigen Bands auf dem ersten folienförmigen Band mit einem lateralen Versatz, wobei sich, wenn erstes und zweites folienförmiges für Licht in dem bestimmten Wellenlängenbereich transparent sind, die beiden Bänder vorzugsweise innerhalb des beschichteten Bereichs berühren. Schließlich werden mehrere der gemäß den vorangegangenen Schritten verbundenen folienförmigen Bänder nebeneinander und aneinander angrenzend angeordnet, und durch analoge Anwendung der vorhergehenden Schritte flächig wirkend zu einem Endlosband verbunden.
Ausführungsformen der Bespannungen weisen folienförmige Bänder aus einem in Umlaufrichtung der Bespannung unidirektional verstreckten Polymer oder aus einem bidirektional verstreckten Polymer auf. Hierdurch wird eine hohe Formstabilität der Bespannung im bestimmungsgemäßen Einsatz erzielt.
Die folienförmigen Bänder der einen der beiden Lagen sind bei Ausführungsformen der Bespannungen mit den folienförmigen Bändern der anderen der beiden Lagen stoffschlüssig verbunden. Hierdurch wird die beim bestimmungsgemäßen Einsatz der Bespannung auftretende Zugspannung vollständig vom folienförmigen Substrat der Bänder aufgenommen. Bei weiteren Ausführungsformen sind auch aneinandergrenzende Seitenkanten und/oder aneinandergrenzende Stirnkanten der folienförmigen Bänder stoffschlüssig miteinander verbunden, so dass sich an den Kanten keine Spalten bilden können. Unter einer stoffschlüssigen Verbindung wird ein Zusammenhalten der Verbindungspartner durch atomare oder molekulare Kräfte verstanden.
Ausführungen der Bespannung weisen eine, auf die papierseitige Oberfläche von erster und zweiter Lage aufgebrachte, dritte Lage auf, deren Dicke vorzugsweise kleiner als die der ersten Lage, und auch kleiner als die der zweiten Lage ist, so dass einerseits eine glatte papierseitige Oberfläche geschaffen wird, andererseits die Wasserpermeabilität der Bespannung lateral variierend gestaltet werden kann. Ausführungen der Bespannung können auch eine, auf die laufseitige Oberfläche von erster bzw. zweiter Lage aufgebrachte, vierte Lage aufweisen, die z. B. für den Umlauf auf den Walzen der Papiermaschine optimiert ist. Dritte und/oder vierte Lage können jeweils ihre Materialeigenschaften bestimmende Additive enthalten, wobei bei Ausführungen hiervon die vierte Lage vorzugsweise verschleissmindernde Additive zum Vermindern der Abrasion der Bespannung an den Maschinenelementen enthält, um eine längere Lebensdauer zu erzielen.
Zur Verwendung in Papiermaschinen ist die Dicke der Bespannung bei Ausführungsformen vorzugsweise aus dem Bereich von 300 bis 1600 pm und insbesondere aus dem Bereich von 500 bis 800 pm gewählt.
Um für den Einsatz in Papiermaschinen geeignet zu sein, sind die folienförmigen Bänder bei Ausführungsformen der Bespannung auf Basis eines Materials gebildet, das unter Polyethylenterephthalat (PET), Polyethylennaphthalat (PEN), Polyphenylensulfid (PPS), Polyetheretherketone (PEEK), Polyamid (PA) oder Polyolefinen ausgewählt ist.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nach-folgenden Beschreibung bestimmter Ausführungsbeispiele, den Ansprüchen und den Figuren. Bei der nachfolgenden Erläuterung einiger Ausführungsbeispiele der Erfindung wird auf die beiliegenden Figuren Bezug genommen, von denen
Figur 1 eine als Endlosband ausgeführte Bespannung
schematischen Darstellung zeigt, Figur 2 einen Querschnitt durch das Endlosband von Figur 1 entlang der
Maschinenrichtung in einer schematischen Darstellung veranschaulicht,
Figur 3 ein aus Einzelteilen zusammengesetztes Endlosband
schematischen Darstellung zeigt,
Figur 4 eine schematische Darstellung einer Draufsicht auf
Ausführungsform eines Halbzeugs zur Fertigung
Endlosbands nach Figur 3 zeigt, eine schematischen Darstellung eines Querschnitts durch das Halbzeug von Figur 4 zeigt, eine schematische Darstellung einer Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform eines Halbzeugs zur Fertigung eines Endlosbands nach Figur 3 zeigt, eine schematische Darstellung einer Anordnung von Halbzeugen zur Herstellung eines Endlosbands in einer Draufsicht zeigt, eine schematische Darstellung einer anderen Anordnung von Halbzeugen zur Herstellung eines Endlosbands in einer Draufsicht zeigt, eine schematische Darstellung einer weiteren Anordnung von Halbzeugen zur Herstellung eines Endlosbands in einer Draufsicht zeigt, eine schematische Darstellung einer gegenüber der Darstellung von Figur 9 abgewandelten Anordnung von Halbzeugen zur Herstellung eines Endlosbands in einer Draufsicht zeigt, einen Querschnitt durch ein aus Halbzeugen hergestelltes Endlosband mit weiteren Lagen in einer schematischen Darstellung veranschaulicht, eine Anordnung zum Verschweißen zweier Teile zu einem Halbzeug in einer schematischen perspektivischen Darstellung zeigt, eine Haltevorrichtung zur Aufnahme von Teilen für die Herstellung von Halbzeugen in einer schematischen perspektivischen Darstellung zeigt, ein aus einem wendeiförmig gewickelten Band gefügtes Endlosband in einer schematischen Darstellung zeigt, Figur 15 ein mit Löchern versehenes Endlosband in einer schematischen Darstellung zeigt, und Figur 16 die wesentlichen Schritte eines Verfahrens zur Herstellung eines
Endlosbands aus mehreren folienförmigen Bändern skizziert.
Es sei darauf hingewiesen, dass die Erfindung nicht auf die Ausführungsformen der beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern durch den Umfang der beiliegenden Patentansprüche bestimmt ist. Insbesondere können die einzelnen Merkmale bei erfindungsgemäßen Ausführungsformen in anderer Anzahl und Kombination als bei den untenstehend angeführten Beispielen verwirklicht sein. In den Figuren werden gleiche oder ähnliche Bezugszeichen für funktionell gleichwertige oder ähnliche Charakteristiken unabhängig von speziellen Ausführungsformen verwendet.
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer als Endlosband 1 ausgeführten Bespannung 10. Die Breite des Endlosbands 1 ist durch die Seitenkanten 2 und 3 begrenzt. In Richtung parallel zu den beiden Seitenkanten 2 und 3 ist das Band 1 in sich geschlossen und wird deshalb als Endlosband bezeichnet. Die Richtung in der das Endlosband in sich geschlossen ist, wird im Folgenden als Laufrichtung LR oder Umlaufrichtung LR des Bands 1 bzw. der Bespannung 10 bezeichnet; die Richtung entlang der kürzesten Verbindung zwischen den beiden Seitenkanten 2 und 3 als Querrichtung QR. Die Bespannung 10 weist eine papierseitige Oberfläche 5 auf, auf der die Faserstoffsuspension bzw. die sich daraus bildende Faserstoffbahn bei bestimmungsgemäßer Nutzung der Bespannung 10 aufliegt. Die papierseitige Oberfläche 5 der Bespannung 10 ist die nach außen gerichtete Oberfläche der Bespannung 10. Die dem von der Bespannung 10 umschlossenen Volumen zugewandte, nach innen gerichtete Oberfläche, wird in dieser Schrift als Laufseite 6 bezeichnet. Sie liegt an den (in den Figuren nicht gezeigten) Walzen an, die den Umlauf der Bespannung 10 bewirken. Die von der Laufseite zur papierseitigen Oberfläche der Bespannung 10 weisenden Richtungen werden nachfolgend als vertikale Richtung der Bespannung 10 bzw. des Endlosbands 1 bezeichnet. Die Förderung von Faserstoffsuspension bzw. Faserstoffbahn auf der Bespannung 10 erfolgt in Maschinenrichtung MR auf der papierseitigen Oberfläche 5 der Bespannung 10.
Figur 2 veranschaulicht den Aufbau des Endlosbands 1 gemäß einer ersten Ausführungsform. Das Band umfasst zwei aufeinander angeordnete Lagen, eine innere Lage 20 und eine äußere Lage 30. Die beiden Lagen sind an den Berührungsflächen miteinander verbunden. Jede der Lagen ist bezüglich der vertikalen Richtung des Endlosbands 1 einschichtig, also monolithisch aufgebaut, wobei die Dicke jeder Lage wesentlich geringer ist, als Länge und Breite des Endlosbands 1 , so dass man eine folienförmige Ausprägung der Lagen erhält. Die Enden einer jeden Lage weisen jeweils zueinander, wobei die hierdurch gebildete Stoßstelle 31 der äußeren Lage 30 günstigerweise bezüglich der Laufrichtung LR des Endlosbands 1 versetzt zu der in gleicher Art gebildeten Stoßstelle 21 der inneren Lage 20 angeordnet ist, um die mechanische Belastung der einzelnen Stoßstellen 21 und 31 beim betriebsgemäßen Einsatz der Bespannung zu verringern. In Figur 2 sind die Stoßstellen 21 und 31 jeweils als Doppellinie dargestellt, um das Aneinandergrenzen der beiden Enden jeder Lage zu verdeutlichen. Diese Darstellung soll jedoch nicht nahelegen, dass an den Stoßstellen zwischen den Enden ein Spalt ausgebildet wird. Vielmehr stoßen die Stirnflächen der Enden direkt aneinander und sind vorzugsweise stoffschlüssig miteinander verbunden.
Bei schmalen Endlosbändern von derzeit bis etwa maximal 4 m Breite, bei Verwendung sehr dünner Folien für die einzelnen Lagen derzeit auch bis etwa 6 m Breite, kann jede der Lagen 20 bzw. 30 von einem oder mehreren folienförmigen Bändern gebildet sein, die sich über die gesamte Breite des Endlosbands 1 erstrecken. Je nach Länge des Endlosbands 1 können die einzelnen Lagen von einem einzigen folienförmigen Band 20 bzw. 30 gebildet sein, oder von zwei oder mehreren in Umlaufrichtung des Bands aneinander anschließenden Folienelementen.
Vorzugsweise besteht jede der Lagen aus mehreren folienförmigen Teilen 22 bzw. 32, die so nebeneinander angeordnet sind, dass die Seitenkanten benachbarter Teile aneinander angrenzen. Ein entsprechender Aufbau eines Endlosbands 1 ist in Figur 3 veranschaulicht. Die Seitenkanten der einzelnen Teile 22 und 32 sind vorzugsweise parallel zu den Seitenkanten 2 und 3 des Endlosbands 1 orientiert, so dass die einzelnen Teile in Querrichtung QR, also quer zur Umlaufrichtung des Endlosbands 1 , nebeneinander liegen. Die Seitenkanten der die äußere Lage 30 bildenden Teile 32 sind in der Darstellung von Figur 3 mittels durchgezogener Linien veranschaulicht, die der die innere Lage 20 bildenden Teile 22 durch gestrichelte Linien. Die Stoßstellen 31 der einzelnen Teile 32 sind in der in Figur 3 dargestellten Ausführungsform ebenso wie die Stoßstellen 21 der einzelnen Teile 22 in Umlaufrichtung des Endlosbands 1 zueinander versetzt. Dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich. Vielmehr können auch alle Stoßstellen einer Lage nebeneinander, d. h. bezüglich der Umlaufrichtung LR auf gleicher Höhe, angeordnet sein, wobei jedoch die in einer Lage ausgebildeten Stoßstellen bezüglich der Umlaufrichtung des Bands immer so versetzt zu denen der anderen Lage angeordnet sind, dass Stoßstellen unterschiedlicher Lagen nicht in vertikaler Richtung übereinander angeordnet sind. In einer weiteren Ausführungsform können Stoßstellen einer Lage bezüglich der Umlaufrichtung LR dann auf gleicher Höhe mit Stoßstellen der anderen Lage angeordnet sein, wenn sie bezüglich der Querrichtung des Bands 1 zueinander beabstandet sind.
Ferner können in Abweichung zur Darstellung der Figur 3 des Endlosbands 1 auch zwei oder mehrere Teile 32 bzw. 22 in Umlaufrichtung LR hintereinander angeordnet sein. Wie bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen ist im Hinblick auf eine hohe Reißfestigkeit der Bespannung 10 auch bei einer solchen Ausführungsform darauf zu achten, dass die Stoßstellen in einer der Schichten nicht an Stoßstellen in der jeweils anderen Schicht angrenzen. Bei mehreren Schichten ist es empfehlenswert eine Stoßstelle einer Schicht nicht vertikal ober- oder unterhalb einer Stoßstelle einer anderen Schicht anzuordnen.
Die schematische Darstellung der Figur 4 zeigt ein Halbzeug 29 zur Herstellung eines aus mehreren Teilen 22 und 32 zusammengesetzten Endlosbands 1 in einer Draufsicht. Figur 5 veranschaulicht einen Querschnitt durch das Halbzeug 29 von Figur 4 entlang der Linie A-A.
Das dargestellte Halbzeug 29 besteht aus zwei Teilen 22 und 32 gleicher Länge und gleicher Breite, die mit einem lateralen Versatz aufeinander angeordnet sind. Der Anteil des lateralen Versatzes in Laufrichtung LR des Endlosbands 1 beträgt AL, der in Querrichtung QR des Endlosbands 1 AQ. Die von dem Teil 32 verdeckten Kanten des darunter liegenden Teils 22 sind in der Darstellung von Figur 4 gestrichelt dargestellt. Zur Ausbildung des Halbzeugs 29 sind die beiden Teile 22 und 32 an der Berührungs- bzw. Kontaktfläche 39 stoffschlüssig miteinander verbunden. Die Breite der Teile 22 und 32 beträgt vorzugsweise zwischen etwa 10 cm und einem Meter. Bevorzugt sind Breiten von mehr als 30 cm und insbesondere von mehr als 50 cm. Die Länge der bandförmigen Teile 22 und 32 ist nicht beschränkt und richtet sich nach der Umlauflänge des herzustellenden Endlosbands 1 . Als Materialstärken werden Dicken im Bereich um 150 bis 500 pm, und insbesondere um 300 pm bevorzugt, so dass die Teile 22 und 32 folienförmig ausgebildet sind.
Bei der in Figur 4 veranschaulichten Ausführungsform eines Halbzeugs sind die Stirnkanten 24 und 34 der Teile 22 bzw. 32 parallel zur Querrichtung QR des herzustellenden Endlosbands 1 orientiert. Bei anderen Ausführungsformen verlaufen die Stirnkanten unter einem Winkel von bis zu 45° schräg zur Querrichtung QR. Eine entsprechende Schräglage der Stirnkanten kann nicht nur bezüglich der Querrichtung QR, sondern auch gegenüber der vertikalen Richtung der Lagen 20 und 30 vorgesehen sein. Während die Stirnkanten eines Teils 22 bzw. 32 stets parallel zueinander angeordnet sind, kann die Schräglage der Stirnkanten eines Teils von der des anderen Teils abweichen. Ein Beispiel hierfür ist in Figur 6 dargestellt. In dieser Figur ist auch die Kontaktfläche 39, an der die beiden Teile 22 und 32 stoffschlüssig miteinander verbunden sind, durch eine punktierte Schraffur gekennzeichnet.
Zur Herstellung eines Endlosbands werden mehrere Halbzeuge 29 mit ihren Seitenkanten 23 und 33 so aneinandergelegt, dass sowohl auf der Oberseite als auch auf der Unterseite der Anordnung eine geschlossene Oberfläche entsteht. Im Anschluss daran werden die aneinandergrenzenden Oberflächen der Teile 22 und 32, die nicht bereits Teil einer Kontaktfläche 39 sind, stoffschlüssig miteinander verbunden. Figur 7 veranschaulicht ein entsprechend hergestelltes Band. Die Teile 32 der oberen Lage sind darin mit durchgezogenen Linien, die Teile 22 der unteren Lage mit gestrichelten Linien dargestellt. Entspricht die Länge der Teile 22 und 32 der Länge des daraus herzustellenden Endlosbands 1 , so werden die Enden 24 bzw. 34 der Teile jeweils auf Stoß aneinandergefügt, bevor die hierbei aufeinandergelegten Flächenbereiche der Teile 22 und 32 miteinander verbunden werden. Um eine durchgehende Stoßstelle in einer oder beiden Lagen 20 oder 30 zu vermeiden, können die Halbzeuge 29 in Laufrichtung LR zueinander versetzt angeordnet werden. Der Versatz kann fortlaufend wie in Figur 3 illustriert oder abwechselnd wie in Figur 8 illustriert gewählt werden. Ist das herzustelle Endlosband länger als die zu seiner Herstellung verwendeten Teile 22 und 32, so werden nicht nur zwei oder mehr Halbzeuge in Querrichtung QR des Endlosbands, sondern auch zwei oder mehr Halbzeuge in Laufrichtung LR des Endlosbands aneinandergereiht. Figur 9 zeigt ein mögliches Ausführungsbeispiel hierfür. Selbstverständlich können auch bei solchen Ausführungsformen in Querrichtung QR nebeneinanderliegende Halbzeuge in Laufrichtung LR zueinander versetzt angeordnet werden. Figur 10 illustriert eine der möglichen Ausführungsformen hierfür.
Als Material zur Ausbildung der Lagen 20 und 30 wird vorzugsweise ein aus thermoplastischem Kunststoff beispielsweise auf Basis von Polyethylenterephthalat (PET), Polyethylennaphthalat (PEN), Polyphenylensulfid (PPS), Polyetheretherketone (PEEK), Polyamid (PA) oder Polyolefinen gebildetes flächiges Substrat verwendet. Das flächige Substrat kann einschichtig oder, z. B. mittels Coextrusion, mehrschichtig ausgeführt sein. Zum Einstellen bestimmter Materialeigenschaften können den Basismaterialien Additive beigemengt sein, beispielsweise als Hydrolyseschutz, zum Verbessern der Lichtbeständigkeit und Temperaturbeständigkeit, oder auch für die Ausbildung bestimmter Oberflächenenergien der Lagensubstrate zum Erzielen hydrophober oder hydrophiler Eigenschaften.
Zur Herstellung der Teile 22 und 32 werden durch Extrudieren oder Gießen aus einem dieser Materialien flächige Platten oder Rollenware hergestellt, die anschließend unidirektional in Laufrichtung LR oder bidirektional verstreckt werden.
Zusätzlich zu den zwei Lagen 20 und 30 kann das Endlosband 1 noch weitere Lagen aufweisen. Beispielsweise kann an der papierseitigen Oberfläche eine weitere polymere Lage 40 die Lage 30 abdecken. Ferner kann alternativ oder zusätzlich auch die laufseitige Oberfläche der Lage 20 mit einer weiteren polymeren Lage 50 abgedeckt sein. Ein entsprechender Aufbau eines Endlosbands ist in der Querschnittsdarstellung von Figur 1 1 veranschaulicht. Die papierseitige Oberflächenlage 40 ist vorzugsweise dünner als die Lage 30 oder 20 und wird vorteilhaft von einer einstückigen Polymerfolie gebildet. Die Lage 40 deckt an den Seiten- und Stirnkanten der Teile 22 gebildete Stoßstellen ab und sorgt somit auch dann für eine glatte papierseitige Oberfläche der Bespannung 10, wenn die Teile 22 an den Stoßstellen nicht miteinander verbunden sind und sich somit unter den betriebsbedingten Belastungen öffnen können. Da die Oberflächenlage 40 keine Zugspannungen aufnehmen muss, kann das Material dieser Lage im Hinblick auf eine optimierte Abriebfestigkeit ausgewählt werden. Die laufseitige Lage 50 kann zur Verringerung der beim Passieren der verschiedenen Maschinenelemente auftretenden Abrasion mit verschleissmindernden Additiven versehen sein, wodurch eine höhere Laufleistung der Bespannung 10 erzielt werden kann.
Zur Herstellung einer Bespannung 10 für die Formierpartie, Pressenpartie oder Trockenpartie werden in das Endlosband 10 Löcher eingebracht, über die an der Laufseite der Bespannung 10 Wasser von deren papierseitiger Oberfläche abgesaugt werden kann.
Die Bespannung 10 weist vorzugsweise eine Gesamtstärke bzw. Gesamtdicke aus dem Bereich von etwa 400 bis 1 100 pm auf. Für den Einsatz in der Formierpartie oder in der Trockenpartie werden Gesamtstärken aus dem Bereich von etwa 500 pm bis etwa 600 pm bevorzugt. Dementsprechend finden für die Ausbildung der Halbzeuge 29 vorzugsweise Teile 22 und 32 mit Materialstärken aus dem Bereich von etwa 200 bis etwa 500 pm Verwendung.
Die stoffschlüssige Verbindung zweier Teile 22 und 32 an der Kontaktfläche 39 zur Herstellung eines Halbzeugs 29 kann durch Ultraschallscheißen, Hochfrequenzschweißen, thermisches Schweißen oder Verkleben, insbesondere unter Verwendung von Schmelzklebstoffen, hergestellt werden. Die Verbindung erfolgt vorzugsweise ganzflächig wirkend, worunter sowohl sich über die gesamte Kontaktfläche erstreckende Verbindungen als auch nur Teile der Kontaktfläche belegende Verbindungen zu verstehen sind. Letztere sind hierbei so über die Kontaktfläche verteilt, dass die sich kontaktierenden Flächen zusammengehalten werden. Beispielsweise kann der Stoffschluss zwischen den beiden Teilen im Zuge der Ausbildung von Entwässerungsporen mithilfe eines weiter unten beschriebenen Laserbohrverfahrens realisiert werden. Bei diesem Verfahren wird das Folienmaterial an den Rändern der Porenlöcher aufgeschmolzen, wodurch an den sich berührenden Oberflächen der aufeinanderliegenden Folienteile 22 und 33 eine stoffschlüssige Verbindung geschaffen wird. Im Ergebnis sind die beiden Teile 22 und 32 über eine Vielzahl die Poren umschließender ringförmiger Verschweißbereiche flächenwirksam miteinander verbunden.
Bei einer weiterhin bevorzugten Ausführungsform wird ein Transmissions- Laserschweißverfahren angewandt, bei dem mithilfe eines NIR-Lasers (Laser mit einer Emissionswellenlänge im nahen Infrarotbereich) Material an der Kontaktfläche 39 aufgeschmolzen wird, während auf den Aufschmelzbereich gleichzeitig Druck ausgeübt wird.
Um nur den Bereich der Kontaktfläche 39 aufzuschmelzen, muss der Energieeintrag in das vom Laser durchstrahlte Teil minimal sein. Daher ist wenigstens eines der Teile 22 oder 32 aus einem das vom Laser emittierte Licht praktisch nicht absorbierenden Material gefertigt. Besteht das andere Teil aus einem das Laserlicht absorbierenden Material, dann schmilzt das Laserlicht dessen an der Kontaktfläche 39 bestrahlte Oberfläche auf, und kann durch Druckanwendung stoffschlüssig mit der gegenüberliegenden Oberfläche des anderen Teils verbunden werden. Zum Sicherstellen einer Lichtabsorption im nahen Infrarotbereich können den Ausgangsmaterialien vor dem Extrudieren oder Gießen der für die Herstellung einer der Platten verwendeten Vorfabrikate entsprechende Additive, im einfachsten Fall Ruß, beigemengt werden.
Sind beide Teile aus einem das Laserlicht nicht absorbierenden Material gefertigt, so wird die Oberfläche von wenigstens einem der Teile 22 oder 32 an der Kontaktseite mit einer dünnen, das Laserlicht absorbierenden Beschichtung versehen. Es können auch die Kontaktseiten beider Teile beschichtet werden. Die Absorberschicht absorbiert das Licht des zum Schweißen verwendeten Lasers und schmilzt hierdurch die angrenzenden Oberflächenbereiche der beiden aufeinanderliegenden Teile 22 und 32 auf. Die gleichzeitige Druckanwendung führt schließlich zu einer stoffschlüssigen Verbindung. Als Laser eignen sich beispielsweise Diodenlaser mit Emissionswellenlängen im Bereich von 808 bis 980 nm und Nd:YAG-Laser mit einer Emissionswellenlänge von 1064 nm. Vorzugsweise werden Laser mit Emissionen im Bereich von 940 bis 1064 nm verwendet.
Die schematische Darstellung der Figur 12 zeigt eine Anordnung zum flächigen Verschweißen der beiden Teile 22 und 32 an der Kontaktfläche 39. Der von einem Laser 60 abgestrahlte fächerförmige Lichtstrahl 61 wird über eine für die verwendete Wellenlänge durchsichtige Walze 63 durch das für das Laserlicht transparente Material des oberen Teils 32 linienförmig auf die Kontaktfläche 39 konvergiert. Die so konzentrierte Laserenergie wird an der Kontaktfläche 39 im Bereich der Linie 62 absorbiert und in thermische Energie umgewandelt. Die durchsichtige Walze drückt mit einer vorgegebenen Kraft auf die Oberfläche des oberen Teils 32, so dass die beiden Teile 32 und 22 im Bereich um die linienförmige Aufschmelzzone 62 aneinandergedrückt werden. Durch Verfahren der Teile 22 und 32 relativ zu der aus Laser 60 und durchsichtiger Druckwalze 63 gebildeter Bestrahlungsanordnung werden die beiden Teile im Bereich der Kontaktfläche 39 ganzflächig und stoffschlüssig miteinander verbunden. Das Verfahren kann sowohl durch Verfahren der in einer Haltevorrichtung aufgenommenen Teile 22 und 23, als auch durch Verfahren der Bestrahlungsanordnung implementiert werden.
Bei dem beschriebenen Laserschweißverfahren wird nur ein dünner Oberflächenbereich aufgeschmolzen. Die Temperaturen unterhalb bzw. oberhalb der Schmelzzone 62 sind stets niedriger als die Glasübergangstemperatur der verschweißten Polymere, so dass die strukturelle Integrität der Teile 22 und 32 durch den Schweißvorgang nicht beeinträchtigt wird. Ein eventuelles Aufschmelzen von an die Kontaktfläche 39 angrenzenden Oberflächenbereichen durch den Laserstrahl 61 hat keine negativen Auswirkungen, da aufgrund der sehr dünnen Aufschmelzzone keine Verwerfungen an den Oberflächen entstehen können. Zudem werden diese Oberflächenbereiche bei dem nachfolgenden flächigen Verschweißen mehrerer Halbzeuge 29 zu einem Endlosband 1 erneut aufgeschmolzen, während sie gleichzeitig gegen die Oberfläche eines anderen Teils gepresst werden. Eventuell auftretende Veränderungen an den Oberflächenbereichen werden hierdurch egalisiert. In der Folge kann bei Verwendung einer Absorberbeschichtung ein etwas größerer Bereich als die Kontaktfläche 39 beschichtet werden. Da viele der gängigen Absorberbeschichtungen ihre Infrarotabsorptionsfähigkeit mit dem Aufschmelzen verlieren, sollte die Absorberbeschichtung entweder nach dem Verschweißen der Teile 22 und 32 zu einem Halbzeug 29 auf die außerhalb der Kontaktfläche 39 gelegene Restoberfläche eines der Teile 22 oder 32 wiederholt aufgetragen werden, oder, falls die Oberfläche vor dem Verschweißen an der Kontaktfläche 39 ganzflächig beschichtet wurde, zumindest auf die eventuell aufgeschmolzenen Randbereiche um die Kontaktfläche 39.
Der laterale Versatz AQ in Querrichtung der beiden Bänder 22 und 32 beträgt vorzugsweise zwischen 10 und 90 % der Breite der Bänder, um ausreichend große Flächen für eine haltbare Verbindung der beiden Lagen 20 und 30 zu erhalten. Besonders bevorzugt ist ein Versatz von etwa 50 % der Teilebreite, wodurch beiderseits der Längskanten gleich starke Verbindungen geschaffen werden. Entspricht die Breite der Bänder 20 und 30 der Breite des daraus zu fertigenden Endlosbands, so ist kein Versatz zwischen den beiden Bändern erforderlich. Der laterale Versatz AL in Laufrichtung der beiden bandförmigen Teile 22 und 32 beträgt analog vorzugsweise zwischen 5 und 95 % der Teilelängen, wobei ein Versatz um etwa 50 % insbesondere dann bevorzugt wird, wenn die Länge der Teile 22 und 32 der Umlauflänge des Endlosbands 1 entspricht.
Um auch die aneinander angrenzenden Seitenkanten der Teile 22 und 23 eines Endlosbands 1 stoffschlüssig miteinander zu verschweißen, werden die Seitenkanten 23, 33, 24 und 34 der Halbzeuge 29 vor dem Aneinanderlegen mit einer Absorberschicht beschichtet. Um einen festen Stoffschluss der Seitenkanten zu erzielen, kann der fächerförmige Laserstrahl 61 beim Verbinden der Halbzeuge 29 zu einem Endlosband 1 anders als in Figur 12 dargestellt, nicht senkrecht, sondern schräg auf die Oberflächen der Halbzeuge 29 gerichtet werden, wodurch eine flächige Ausleuchtung der Seitenkanten und damit ein flächiges Aufschmelzen des Kontaktbereichs der Seitenkanten erreicht wird. Vorzugsweise wird der Laserstrahl hierzu sowohl in Querrichtung QR als auch in Laufrichtung LR verkippt, damit sowohl die stirnseitigen Kanten 24 und 34, als auch die längsseitigen Kanten 23 und 33 verschweißt werden. Da Halbzeuge 29 aus flexiblem Polymermaterial bestehen, werden auch die Seitenkanten durch den Druck der durchsichtigen Walze bzw. Rolle 63 aneinandergedrückt und damit sicher verbunden. Um sicherzugehen, dass auch die Seitenkanten der unteren Lage fest miteinander verschweißt werden, kann der Vorgang an der Unterseite des Endlosbands wiederholt werden. Damit ein erneutes Aufschmelzen der Kontaktflächen zwischen den Lagen 20 und 30 hierbei vermieden werden kann, wird vorzugsweise eine Absorberbeschichtung verwendet, die ihre Infrarotabsorptionsfähigkeit nach dem ersten Aufschmelzvorgang verliert. Statt das Infrarotlicht schräg auf vertikale Seitenkanten zu richten, können die Seitenkanten auch wie zuvor bereits erwähnt schräg zur Vertikalen eines Endlosbands 1 ausgebildet sein, und so eine vertikale Bestrahlung ermöglichen. Als Alternative zum Laserschweißen können auch im nahen Infrarotbereich von etwa 700 bis 1200 nm emittierende Breitbandstrahler, beispielsweise Quarzstrahler verwendet werden. Der Wellenlängenbereich des auf die Schweißbereiche gerichteten Lichts wird vorzugsweise unter Verwendung von Filtern auf die Absorbereigenschaften abgestimmt.
Die Seitenkanten können statt mit einem IR-Laser- oder IR-Strahler auch mithilfe eines Monofilaments verschweißt, mit einem Harz verfüllt, oder vorzugsweise mit einem Schmelzklebstoff verbunden werden. Damit die Kanten benachbarter Teile 22 und 32 bei der Herstellung eines Endlosbands 1 aus wie beschrieben hergestellten Halbzeugen 29 unmittelbar aneinander angrenzen, müssen sowohl die lateralen Dimensionen der einzelnen Teile 22 und 32, als auch Größe und Lage der Kontaktflächen 39 bei allen Halbzeugen exakt gleich sein. Um dies sicherzustellen wird günstigerweise eine Haltevorrichtung verwendet, in der die Teile 22 und 32 während des Verschweißvorgangs in einer fixen Position relativ zueinander gehalten werden. Ein Beispiel für eine entsprechende Haltevorrichtung ist in Figur 13 schematisch dargestellt. Die Haltevorrichtung 70 weist zwei Vertiefungen 71 und 72 auf, die in Gestalt einer Negativform des Halbzeugs 29 ausgebildet sind. Zum leichten Einlegen der Teile 22 und 32 in die Vertiefungen 71 und 72 wie auch zum besseren Herausnehmen des fertigen Halbzeugs 29 aus der Form 70 kann die Haltevorrichtung 70 an die Vertiefungen 71 und 72 anschließende (in der Figur nicht gezeigte) Griffmulden aufweisen. Zur Schonung der Ecken des Halbzeugs 29 kann den Ecken der Vertiefungen eine Bohrung überlagert sein. Die strichpunktierten Pfeillinien deuten in der Figur das Einsetzen der Teile 22 und 32 in die Haltevorrichtung 70 an. Bei einem anderen vorteilhaften Verfahren beträgt die Länge der Bänder 22 und 32 ein Mehrfaches der Umlauflänge des daraus herzustellenden Endlosbands 1 . In einem ersten Verfahrensschritt werden die beiden Bänder mit einem seitlichen Versatz zueinander verbunden. Dies kann beispielsweise in einem kontinuierlichen Prozess erfolgen, bei dem die beiden aufeinanderliegenden Bänder 22 und 32 zwischen zwei aufeinanderwirkenden Walzen hindurchgeführt werden. Eine der beiden Walzen ist die in Figur 12 veranschaulichte durchsichtige Walze 63, über die das Laserlicht in den Überlappungsbereich der beiden Bänder eingebracht wird.
Das erstellte Profilband wird nachfolgend wie in Figur 14 veranschaulicht so wendeiförmig gewickelt, dass sich die einander gegenüberliegenden Seitenkanten berühren. Anschließend werden die Seitenkanten miteinander verschweißt, beispielsweise mit einem wie oben beschriebenen Transmissionslaserschweißverfahren, wobei der Laserstrahl bei vertikal ausgebildeten Seitenkanten vorzugsweise schräg in die Seitenkanten eingekoppelt wird. Bei schräg zur Vertikalen des Bands 1 ausgebildeten Seitenkanten dagegen vertikal. Schließlich werden die Ränder des Endlosbands 1 , wie bei den oben beschriebenen Herstellungsverfahren auch, versäumt, d. h. entsprechend der gewünschten Breite des Endlosbands 1 abgeschnitten bzw. getrimmt.
Die Wasserpermeabilität der Bespannung 10 wird, wie in Figur 15 schematisch dargestellt ist, durch Einbringen von Löchern in das Endlosband 1 , beispielsweise mithilfe eines Laserbohrers, eingestellt. Die in der Figur dargestellte Anzahl an Löchern 4 wurde im Hinblick auf eine übersichtliche Darstellung gewählt und entspricht wie auch die Größe der dargestellten Löcher nicht den wirklichen Gegebenheiten. In der Regel sind die Löcher 4 in etwa 100 pm bis einige hundert Mikrometer groß und auch in dieser Größenordnung zueinander beabstandet.
Damit die Bespannung während des Betriebs nicht einläuft, worunter eine Verkürzung von Umlauflänge und Breite des Bands 1 durch thermische Einwirkung zu verstehen ist, wird die Bespannung abschließend thermofixiert. Bei den beschriebenen Bespannungen 10 sind die Fügestellen, bei denen lokale Veränderungen der Polymerstruktur auftreten können, so verteilt, dass sie immer von Bereichen mit unveränderter Polymerstruktur gestützt sind. Hierdurch ist gewährleistet, dass die im bestimmungsgemäßen Betrieb der Bespannung auftretenden Zugbelastungen vollständig von den ungestörten Bereichen der Bespannung aufgenommen werden, wodurch Faltenlauf vermieden und eine hohe Längsbelastbarkeit der Bespannung erreicht wird.
Figur 16 fasst die wesentlichen Schritte eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines wie oben beschriebenen Endlosbands 1 zusammen. In Schritt SO werden zunächst zwei folienförmige Bänder 22 und 32 gleicher Länge und Breite bereitgestellt. Die Bänder sind für Licht in einem bestimmten Wellenlängenbereich im nahen Infrarot, d. h. innerhalb eines aus dem Bereich von 800 bis 1 100 nm ausgewählten Bereichs, transparent. Im folgenden Schritt S1 wird auf eine Oberfläche eines der beiden Bänder 22 oder 32 eine Beschichtung aufgebracht. Die Beschichtung absorbiert Licht aus dem bestimmten Wellenlängenbereich. Anschließend wird in Schritt S2 das zweite folienförmige Band 32 mit einem lateralen Versatz auf dem ersten folienförmigen Band 22 so angeordnet, dass sich die beiden Bänder innerhalb des beschichteten Bereichs berühren. Im nachfolgenden Schritt S3 wird Laserlicht 61 durch eines der folienförmigen Bänder auf die Beschichtung im Überlappungsbereich der beiden Bänder eingestrahlt, wobei die Wellenlänge des Laserlichts einer von der Beschichtung absorbierbaren Wellenlänge entspricht. Das auf die Beschichtung eingestrahlte Laserlicht wird in Schritt S4 so verfahren, dass jeder Bereich der zwischen den beiden Bändern 22 und 32 ausgebildeten Kontaktfläche 39 aufgeschmolzen wird, während auf den Schmelzbereich gleichzeitig Druck ausgeübt wird. Schließlich werden in Schritt S5 mehrere der gemäß den vorangegangenen Schritten verbundenen folienförmigen Bänder nebeneinander und aneinander angrenzend angeordnet und durch analoge Anwendung der Schritte S1 bis S4 flächig zu einem Endlosband 1 verbunden.

Claims

Patentansprüche
1 . Bespannung für eine Papiermaschine, wobei die Bespannung (10) in Form eines in Umlaufrichtung (LR) geschlossenen Endlosbands (1 ) ausgebildet ist, das zumindest eine erste Lage (20) und zumindest eine auf der ersten Lage angeordnete zweite Lage (30) aufweist, die mit der ersten Lage (20) ganzflächig wirkend verbunden ist, und wobei erste (20) und zweite (30) Lage jeweils von einem folienförmigen Band (22, 32) oder von mehreren, in Richtung quer zur Umlaufrichtung nebeneinander angeordneten und aneinandergrenzenden folienförmigen Bändern (22, 32) gebildet sind.
2. Bespannung nach Anspruch 1 , worin erste (20) und zweite (30) Lage jeweils von mehreren, in Richtung quer zur Umlaufrichtung nebeneinander angeordneten und aneinandergrenzenden folienförmigen Bändern (22, 32) gebildet ist, und worin
- die aneinandergrenzenden Seitenkanten (23, 33) zweier folienförmiger Bänder einer der beiden Lagen (20, 30) zwischen den Seitenkanten (33, 23) eines folienförmigen Bands der anderen der beiden Lagen (30, 20) angeordnet sind, und wobei
- aneinandergrenzende Stirnkanten (24, 34) folienförmiger Bänder (22, 32) einer der beiden Lagen (20, 30) zwischen den Stirnkanten (34, 24) daran anschließender folienförmige Bänder (32, 22) der anderen der beiden Lagen (30, 20) angeordnet sind, und wobei
- die folienförmigen Bänder (22, 32) der einen der beiden Lagen (20, 30) mit den folienförmigen Bändern (32, 22) der anderen der beiden Lagen (30, 20) ganzflächig wirkend verbunden sind.
3. Bespannung nach Anspruch 2, worin die folienförmigen Bänder (22, 32) aus einem in Umlaufrichtung (LR) der Bespannung (10) unidirektional verstreckten Polymer oder aus einem bidirektional verstreckten Polymer gebildet sind.
4. Bespannung nach Anspruch 1 , 2 oder 3, worin die folienförmigen Bänder (22, 32) der einen der beiden Lagen (20, 30) mit den folienförmigen Bändern (32, 22) der anderen der beiden Lagen (30, 20) stoffschlüssig verbunden sind.
5. Bespannung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, worin aneinandergrenzende Seitenkanten (23, 33) und/oder aneinandergrenzende Stirnkanten (24, 34) der folienförmigen Bänder (22, 32) stoffschlüssig miteinander verbunden sind.
6. Bespannung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die Bespannung (10) eine, auf die papierseitige Oberfläche (5) von erster (20) und zweiter (30) Lage aufgebrachte, dritte Lage (40) aufweist, deren Dicke vorzugsweise sowohl kleiner als die der ersten Lage (20), als auch kleiner als die der zweiten Lage (30) ist.
7. Bespannung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die Bespannung (10) eine, auf die laufseitige Oberfläche (6) von erster (20) und zweiter (30) Lage aufgebrachte, vierte Lage (50) aufweist.
8. Bespannung nach Anspruch 7, worin die dritte und/oder vierte Lage (50) Materialeigenschaften bestimmende Additive enthält.
9. Bespannung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die Dicke der Bespannung (10) aus dem Bereich von 300 bis 1600 m und vorzugsweise aus dem Bereich von 500 bis 800 m gewählt ist.
10. Bespannung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die folienförmigen Bänder (22, 32) auf Basis eines Materials gebildet sind, das unter Polyethylenterephthalat (PET), Polyethylennaphthalat (PEN), Polyphenylensulfid (PPS), Polyetheretherketone (PEEK), Polyamid (PA) oder Polyolefinen ausgewählt ist.
1 1 . Verfahren zur Herstellung einer Bespannung (10) für eine Papiermaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren Schritte aufweist zum
- Bereitstellen (SO) eines ersten folienförmigen Bands (22) und eines zweiten folienförmigen Bands (32) im Wesentlichen gleicher Länge und Breite, wobei wenigstens eines der Bänder für Licht in einem bestimmten Wellenlängenbereich im nahen Infrarot transparent ist, Aufbringen (S1 ) einer Beschichtung auf eine der Oberflächen eines der Bänder für den Fall, dass beide Bänder (22, 32) für Licht in dem bestimmten Wellenlängenbereich im nahen Infrarot transparent sind, wobei die Beschichtung Licht einer Wellenlänge aus dem bestimmten Wellenlängenbereich absorbiert,
Anordnen (S2) des zweiten folienförmigen Bands (22) auf dem ersten folienförmigen Band (22) so, dass sich die beiden Bänder (22, 32) am gegebenenfalls beschichteten Bereich berühren,
Einstrahlen (S3) von Infrarotlicht durch das oder eines der für den bestimmten Wellenlängenbereich transparenten folienförmigen Bänder auf den Bereich, an dem sich die beiden Bänder überlappen, wobei der Wellenlängenbereich des Infrarotlichts einer von dem absorbierenden Band oder der Beschichtung absorbierbaren Wellenlänge entspricht, Verfahren (S4) des Einstrahlbereichs des Infrarotlichts relativ zu den aufeinander angeordneten Bändern (22, 32) so, dass jeder Bereich der zwischen den beiden Bändern (22, 32) ausgebildeten Kontaktfläche (39) aufgeschmolzen wird, während auf den Schmelzbereich Druck ausgeübt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 1 1 , worin das Anordnen (S2) des zweiten folienförmigen Bands (22) auf dem ersten folienförmigen Band (22) mit einem lateralen Versatz erfolgt.
13. Verfahren nach Anspruch 12, worin sich, wenn erstes und zweites folienförmiges für Licht in dem bestimmten Wellenlängenbereich transparent sind, die beiden Bänder (22, 32) innerhalb des beschichteten Bereichs berühren.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 oder 13, das ferner Schritte umfasst zum
Anordnen (S5) der gemäß den vorangegangenen Schritten verbundenen folienförmigen Bänder nebeneinander und aneinander angrenzend, und zum
flächig wirkendes Verbinden (S5) der nebeneinander angeordneten folienförmigen Bänder zu einem Endlosband durch analoge Anwendung der vorhergehenden Schritte.
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