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WO2024028029A1 - Verfahren, grundstruktur und bespannung - Google Patents

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WO2024028029A1
WO2024028029A1 PCT/EP2023/068530 EP2023068530W WO2024028029A1 WO 2024028029 A1 WO2024028029 A1 WO 2024028029A1 EP 2023068530 W EP2023068530 W EP 2023068530W WO 2024028029 A1 WO2024028029 A1 WO 2024028029A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
wire
seam
electrically conductive
fabric
plug
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2023/068530
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Robert Eberhardt
Torsten Wich
Evan DRAEGER
John GERTZ
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
Priority claimed from DE102022121769.8A external-priority patent/DE102022121769A1/de
Application filed by Voith Patent GmbH filed Critical Voith Patent GmbH
Priority to CN202380057425.3A priority Critical patent/CN119816637A/zh
Priority to EP23740968.5A priority patent/EP4565740A1/de
Publication of WO2024028029A1 publication Critical patent/WO2024028029A1/de
Priority to US19/044,058 priority patent/US20250179734A1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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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
    • D21F1/0054—Seams thereof
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F7/00—Other details of machines for making continuous webs of paper
    • D21F7/08—Felts
    • D21F7/10—Seams thereof

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a basic structure for a covering of a paper machine, in particular for a seam felt.
  • the invention also relates to the basic structure produced and a covering with such a basic structure.
  • press felts usually comprise a woven base structure (ground weave) on which one or more layers of nonwoven fibers are attached.
  • ground weave woven base structure
  • the flat fabrics are generally pre-fixed thermally on a fixing device downstream of the loom. This releases tension in the fabric threads caused by weaving and also deforms the threads. A fabric thread that is removed from the fabric after pre-fixing is then no longer straight, but has a wavy shape.
  • the fabric is first connected to form an endless belt and weft threads or cross threads are usually removed at two points on the fabric tape.
  • the seam loops for the pin wire seam are formed at these points.
  • the seam area is often secured with a sewn seam.
  • the seam loops formed from the threads/monofilaments running in the machine direction still have the waves or bends caused by the fixing of the fabric structure, which only allow the formation of a functioning pin-wire seam to a limited extent.
  • the pin-wire seam of the fabric is closed with a pin-wire provided for this purpose and the entire fabric is heat-fixed again in a second fixation process.
  • the deformations caused by the twisting of the fabric can be removed and cleanly formed seam loops are obtained that have adapted to the cross section of the plug-in wire. This makes it possible to open and close the plug-wire seam comparatively easily.
  • This re-fixation process is carried out on a stretching system with rollers under tension and requires the lengthy heating of at least one oil-heated roller to temperatures of up to 140-170°C.
  • the process time for a fabric is approx. 30-60 minutes plus approx. 30 minutes of setup time. Attached to This process involves high energy consumption and high occupancy of the heat fixing systems.
  • the object of the invention is to further improve the manufacturing process known from the prior art.
  • the object is achieved by a method for thermally fixing a seam loop of a basic structure for a covering, in particular for a seam felt of a paper machine, comprising steps a. Providing a flat fabric comprising longitudinal threads and transverse threads, wherein the flat fabric has in particular undergone a first thermal fixing process, b. Folding the flat fabric into a two-layer structure at at least one fold point, forming a seam loop at the respective fold point, c. Insert a pin wire into the suture loop According to the invention it is further provided that d. the plug-in wire is designed as an electrically conductive plug-in wire, and the electrically conductive plug-in wire is heated by applying an electrical voltage to thermally fix the night loop.
  • the inventors have recognized that the thermal fixing of the fabric in the second fixing step is of no significant importance for the functionality of the basic structure.
  • the second fixing step only serves to improve the structure of the seam or the seam loops.
  • the heating of the basic structure can also be limited to the area of the seam loops. This makes it possible to fundamentally change the process of heating.
  • the energy is introduced into the seam loop from the inside. This is done using an electrically conductive plug-in wire that is inserted into the suture loop. By applying a voltage, a current flows through this pin wire, causing the pin wire to heat up, and thus also the threads of the seam loop or loops surrounding it.
  • the heat generated here spreads largely homogeneously in the seam loops because the pin wire runs centrally in the seam loops. Since the current flow through the conductor is constant at all points, if the resistance is constant over the length of the wire, the same electrical heat loss is generated at every point on the entire plug-in wire. In principle, this enables a locally very limited, homogeneous heat distribution in the seam loops as well as uniform and simultaneous heating of all seam loops of the pin wire seam.
  • the lengthy heating of at least one oil-heated roller to temperatures of up to 140-170 ° C is no longer necessary.
  • the process duration for one Fabric is shortened from 30-60 minutes plus about 30 minutes of setup time to just a few minutes.
  • the time for the thermal treatment in processes according to the present invention is usually between 90 seconds and 10 minutes, in particular between 2 minutes and 5 minutes.
  • only a fraction of the energy is required for the process proposed in the context of the invention, since heating the heating rollers can be dispensed with.
  • steps b. and c. be carried out as follows: b. Folding the flat fabric into a two-layer structure at two fold points, forming two seam loops at the respective fold points, and connecting the two front edges of the flat fabric together. c. Bringing the two seam loops together and connecting them by inserting a pin wire to form a two-layer fabric loop,
  • Both seam loops can be thermally fixed at the same time.
  • the method also includes step a2. Removing a plurality of adjacent transverse threads in the area of the folds
  • Step a2. can in particular between steps a. and b. be performed.
  • the resulting window also creates larger seam loops, which, among other things, simplifies the insertion of the pin wire.
  • the temperature of the plug-in wire or the seam loops can be achieved by means of temperature-monitored regulation of the tension and thus a temperature program can be implemented during the thermal treatment.
  • At least one sensor is provided for determining the temperature of the electrically conductive plug-in wire and/or the seam loops, with determined temperature values being used in particular to regulate the electrical voltage.
  • Non-contact infrared sensors are suitable for this.
  • a defined temperature heating and cooling ramp before and after the thermal treatment at the target temperature is also possible. This is not possible or only possible to a limited extent with the methods known from the prior art.
  • the heating rollers can be operated with predetermined temperature curves - limited by the inertia of the roller temperature.
  • the base fabric must be moved over the hot roller and thus cools down with each cycle and heats up again when it comes into contact with the heating roller again. If the thermal treatment is carried out in a belt circulation, the heating and cooling ramp is also fixed; the fabric cools down after leaving the hot roller, influenced by the ambient temperature.
  • the cooling rate in particular has a strong influence on the morphology of the material after thermal treatment and targeted control of the cooling ramp enables the material parameters in the seam loops to be optimized.
  • cooling can be achieved in a very targeted manner by reducing the voltage - if necessary, monitored by a temperature measurement.
  • plug-in wires with largely temperature-independent resistance can be used, such as constantand wires, or twists or strands that contain constantand wires. Temperature monitoring may be unnecessary here.
  • wire or “wire” is intended to be understood very broadly. As is common in the area of paper machine clothing, the term is used not only for metallic wires but also for “plastic wires”, i.e. stronger plastic filaments.
  • the electrically conductive plug wires can be implemented in different ways.
  • the electrically conductive plug-in wire is designed as a metallic plug-in wire.
  • the electrically conductive plug-in wire is designed as a metallic plug-in wire that has a polymer coating.
  • the electrically conductive plug-in wire is designed as a polymer wire that is coated with conductive material, in particular metal.
  • the electrically conductive plug-in wire is designed as a polymer wire which contains conductive particles v. the electrically conductive plug-in wire is designed as a polymer wire which comprises or consists of electrically conductive polymers.
  • Suitable metals for a plug wire or a coating are, for example, copper, silver, gold or alloys, in particular alloys such as Konstanten®, Manganin® or Isotan®, in which the electrical resistance changes only slightly with temperature.
  • Suitable polymers for a polymer wire are, for example, polyamides or PET. Ideally, such polymers have a melting point well above the temperature used when thermally treating the seam loops. Regardless of the choice of material of the plug-in wire, the structure of the same is different.
  • the electrically conductive plug-in wire is a monowire, which in particular has a circular cross section
  • the electrically conductive plug wire is designed as a thread made of several yarns, whereby the thread can in particular be formed exclusively from electrically conductive yarns, or can consist of a combination of electrically conductive yarns and non-electrically conductive yarns.
  • the electrically conductive plug-in wire is designed as a braided structure, in particular as a strand or cord, wherein the braided structure can in particular be formed exclusively from electrically conductive yarns, can consist of a combination of electrically conductive yarns and non-electrically conductive yarns.
  • the electrically conductive plug wire is designed as a thread or braided structure, the individual threads being not electrically conductive, but the thread or the braided structure as a whole is coated with a conductive material, in particular a metal.
  • the electrically conductive plug-in wire can only be made from conductive individual threads or already twisted yarns. However, non-conductive individual threads can also be contained in the thread or strand.
  • Conductive individual threads can also consist entirely of electrically conductive material or include a portion of a polymer.
  • the individual threads can be made of a polymer, with conductive material added inside or in the form of a coating, or can consist of a metal thread that is coated with a polymer.
  • the effective cross-section of the conductive material in the plug-in wire and thus the electrical resistance of the plug-in wire can be adjusted. This avoids Larger plug-in wire diameters result in too low a resistance and, as a result, a high current flow.
  • the electrically conductive plug wire consists entirely of conductive material or not can also be selected depending on the diameter of the seam loop to be achieved, and thus depending on the required diameter of the plug wire.
  • Usual plug wire diameters are between 0.2 and 2.5 mm, preferably 0.5 and 2.0 mm.
  • the diameter of the pin wire should be close to the diameter of the suture loop. Usually these diameters of the seam loops - and therefore also the plug wires - are between 1.1 mm and 1.8 mm; especially at 1.55 mm ii.
  • the resistance of the plug wire should be between 0.5 O/m and 200 O/m at room temperature, in particular between 1 O/m and 50 O/m iii.
  • the pin wire should be able to withstand bending stresses without plastically deforming. This is important to avoid kinks in the seam. iv. Integrity of the plug wire.
  • the pin wire should act as a unit, even if it is made up of a large number of individual yarns.
  • a well-known problem is the formation of wire nests. Individual games twist or become entangled in the wire and form nests or nodules. This makes it difficult to pull in and remove the pin wire.
  • the tensile strength of the plug wire should be greater than 50N, especially greater than 100N. This is advantageous, among other things, because the plug-in wire then simply folds again after the seam loop has been thermally treated can be pulled out without the risk of the pin wire breaking and parts remaining in the seam loop, which would then have to be laboriously removed, vi.
  • the material should remain stable over a wide temperature range, for example between room temperature (20°C) and 190°C. In this context, “stable” means that properties such as deformation, dimensional stability, conductivity or physical state do not change or only change to a small extent.
  • a simple metallic wire made of NiCr with a diameter of e.g. 1.55mm is generally sufficient. and ii., but not iii. (kinks!)
  • An improvement to a metallic monowire could, for example, be to use a metallic twist or rope-like pin wire made of a large number of thinner metal threads. This increases the flexibility of the resulting pin wire.
  • twist is always used to refer to structures with multi-stage twisting, such as rope-like structures.
  • the individual metal wires of these ropes can have diameters between 0.05mm and 0.1mm.
  • the plug-in wire can have a polymer core around which metallic threads or strands are arranged.
  • the plug-in wire has a metallic core (a wire, a braid, a twine, in particular a rope), this core being surrounded by a sheath made of polymer material.
  • the polymer material is a good conductor of heat.
  • the polymer jacket protects the metallic core, prevents kinks and makes it easier to insert or remove the plug-in wire.
  • Graphene certain carbon filaments or sputtered/plated game are possible, depending on what resistance is needed.
  • Sputtered or plated polymeric games have a metallic coating, and the typical size of such games is often very small (e.g. 0.1 mm) because the coating process is inefficient for larger diameter games with good electrical properties. Therefore, a combination of sputtered/plated yarns is required to achieve the required pin wire diameters.
  • the integrity of the pinwire requires that the combination of small coated games act as a single unit. Therefore, a pin wire with coated polymeric yarns can consist of a braid, a rope, a braid of braids, a cable, etc.:
  • An improvement to the conductive game can be a solid polymer core, which can also be coated or left uncoated.
  • the solid polymer core can serve as a tensile load support, but can also increase the stiffness of the outer braids or game and reduce the overall cost of the pin wire.
  • Polymers for use in plug wires can consist of polyamides, PET, PEEK and other materials within specified temperature specifications.
  • polymer yarn systems as pin wire has a surprising advantage for the heat setting process.
  • the polymer yarn shrinks in length and slightly increases in diameter. Increasing the diameter can result in a round, Contribute to even seam loop formation. Ideally, the diameter increases during the heat cycle and returns to the original diameter after cooling.
  • the process of thermally fixing loops using a conductive pin wire can advantageously be regulated.
  • the control can be either temperature-controlled via thermocouples or current-controlled.
  • Thermocouples are used as a control feedback loop to regulate the current strength of the circuit.
  • the timed heat setting can also be automated.
  • Thermocouples can be omitted if the resistivity of the pins is known.
  • the resistance of most conductive games is quite stable within the specified temperature range (room temperature - 190C).
  • Base fabric Flat weave plain weave with longitudinal and transverse threads made of PA6
  • the plug-in wire is designed as a thread made from Constants ®.
  • Duration of thermal treatment 2 minutes to 10 minutes, e.g. 5 minutes.
  • the weaving pintle prefferably be designed as an electrically conductive pintle wire according to one of the aspects described above.
  • the methods described above can be used for a variety of applications. For example, it can be used to produce base fabrics for paper machine clothing, e.g. seam felts, but also for other fabric belts with pin-wire seams, such as conveyor belts, conveyor belts, functional belts, etc.
  • FIGS. 1a to 1d explain steps of a method according to one aspect of the invention
  • FIGS. 2a to 2d 1d explain steps of a method according to a further aspect of the invention
  • FIGS 3 and 4 show seam loops with plug wires for carrying out method steps according to various aspects of the invention.
  • FIGS 1a to 1d explain steps of a method according to one aspect of the invention.
  • a flat fabric 3 is provided, which is woven from longitudinal threads 4 and transverse threads 5.
  • Such flat fabrics 3 can, in contrast to Round fabrics can be produced very quickly.
  • the flat fabric 3 was subjected to a thermal fixation process (“heat setting”). This removes the tension in the fabric threads 4.5, but also deforms these fabric threads 4.5.
  • 3 plain weave fabrics can be used as flat fabrics. It is also conceivable that one or more parameters of the weaving pattern change at one point on the flat fabric 3. Such a change is sensibly planned at the future folding point.
  • an electrically conductive plug-in wire 1 is inserted into the seam loop 2, as shown in FIG. 1 d.
  • An electrical voltage source 11 can then be connected to this electrically conductive plug-in wire 2.
  • a current therefore flows through the electrically conductive plug-in wire 1.
  • This acts as a resistance and heats up.
  • the longitudinal threads 4 of the seam loop 2 are heated. This allows the deformations in the longitudinal wires 4 to be solved.
  • a temperature sensor not explicitly shown in the figure, which monitors the temperature of the seam loop 2. Based on the temperature values determined, the strength of the electrical voltage 11 can be adjusted. This can be done manually or in the form of an automated control loop.
  • Figures 2a to 2d show an alternative embodiment of the method in which two seam loops 2 - similar to the conventional process - can be thermally fixed simultaneously - .
  • a flat fabric 3 is again provided, comprising longitudinal threads 4 and transverse threads 5, the flat fabric 3 in particular having undergone a first thermal fixing process.
  • the flat fabric 3 in particular has twice the length of the later basic structure.
  • windows 6 are now formed in two places by removing transverse threads 5. These windows 6 have a distance in the longitudinal direction of the flat fabric 3 that corresponds to the length of the later basic structure.
  • the plug wire can be designed as an electrically conductive plug wire 1. It is again provided that the electrically conductive plug-in wire 1 is heated by applying an electrical voltage source 11 to thermally fix the two night loops 2. As can be seen in Figure 2d, here both seam loops 2 are connected to the electrically conductive plug-in wire 1 and are simultaneously thermally fixed by heating the electrically conductive plug-in wire 1.
  • a temperature sensor can be provided and the voltage 11 can be regulated based on the measured temperatures.
  • the thermal fixation of the seam loops 2 in the form of a closed endless band can be advantageous because, for example, a desired pre-tension can be applied to the seam loops very easily. This means that the shape of the seam loops 2 can be influenced within certain limits.
  • FIG. 1 shows, as a possible alternative, an electrically conductive plug-in wire 1, which is designed as twine 7.
  • the thread 7 is made up of four yarns 8 as an example, with all four yarns 8 being designed as electrically conductive yarns 8.
  • the yarns shown here are plastic filaments which are coated with a conductive layer, in particular a metallic layer. This has the advantage that the thread 7 as such is electrically conductive, but the resistance of the thread 7 is only slightly reduced even with larger diameters, since the individual conductive Game 8 have an electrically non-conductive plastic core.
  • the electrically conductive plug-in wire 1 is again designed as a thread 7 made of four individual yarns.
  • the thread 7 here consists of a combination of conductive yarns 8 and non-electrically conductive yarns 9.
  • these are two conductive 7 and non-conductive 9 games.
  • other ratios and other numbers of yarns 8, 9 in thread 7 are also possible. In this way, too, it can be prevented
  • the resistance of the electrically conductive plug wire 1 drops too much as the diameter increases.
  • the metal-coated plastic filaments shown in FIG. 3 can again be used as the electrically conductive game 8.
  • other conductive Game 8 for example metallic monowires, can also be used.

Landscapes

  • Ropes Or Cables (AREA)
  • Yarns And Mechanical Finishing Of Yarns Or Ropes (AREA)
  • Woven Fabrics (AREA)

Abstract

Verfahren zur thermischen Fixierung einer Nahtschlaufe einer Grundstruktur für eine Bespannung, insbesondere für einen Nahtfilz einer Papiermaschine, umfassend die Schritte a. Bereitstellen eines Flachgewebes, umfassend Längsfäden und Querfäden, wobei das Flachgewebe insbesondere einen ersten thermischen Fixierprozess durchlaufen hat, b. Falten des Flachgewebes zu einer zweilagigen Struktur an zumindest einer Faltstelle unter Ausbildung einer Nahtschlaufe an der jeweiligen Faltstelle, c. Einführen eines Steckdrahts in die Nahtschlaufe dadurch gekennzeichnet, dass d. der Steckdraht als elektrisch leitfähiger Steckdraht ausgeführt ist, und der elektrisch leitfähige Steckdraht durch Anlegen einer elektrischen Spannung zum thermischen Fixieren der Nachtschlaufe aufgeheizt wird.

Description

Verfahren, Grundstruktur und Bespannung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Grundstruktur für eine Bespannung einer Papiermaschine, insbesondere für einen Nahtfilz. Zudem betrifft die Erfindung die erzeugte Grundstruktur sowie eine Bespannung mit einer solchen Grundstruktur.
In Bespannungen für Papiermaschinen kommen häufig gewebte Strukturen zum Einsatz. So umfassen beispielsweise Pressfilze üblicherweise eine gewebte Grundstruktur (Grundwegwebe), auf der eine oder mehrere Lagen aus Vliesfasern angebracht sind.
Lange Zeit war es hierbei notwendig, eine rundgewebte, endlose Gewebeschlaufe herzustellen, was mit einem aufwändigen und langen Webprozess verbunden sind. Um das Endlosweben zu vermeiden, wurde von Sudre in EP0425523 ein Verfahren vorgestellt, bei dem bei einem Flachgewebe die beiden Enden auf sich selbst abgelegt werden, wodurch ein zweilagiges Gewebestück entsteht. Die beiden stirnseitigen Kanten des Gewebestücks werden üblicherweise geeignet miteinander verbunden. An den Faltstellen entstehen Nahtschlaufen, die ineinander geführt und mittels eines Steckdrahts verbunden werden können. Auf diese Weise entsteht eine Gewebeschlaufe mit Steckdraht-Naht, die als Grundstruktur für einen Nahtfilz dienen kann.
Als Verbesserung dieses Verfahrens wurde in der EP2788546 B1 vorgeschlagen, an den Faltstellen einige Querfäden aus dem Gewebe zu entfernen. Dadurch entstehen größere Nahtschlaufen, die das Bilden der Steckdrahtnaht deutlich erleichtern.
Eine Weiterentwicklung dazu ist aus der Patentschrift DE 10 2019 121 485 bekannt. Dabei wird die Grundstruktur aus mehreren Modulen aufgebaut, wobei die beiden Nahtschlaufenmodule jeweils durch einmaliges Falten eines Flachgewebes erstellt werden. Diese Nahtschlaufenmodule werden dann in der Regel mit weiteren Flachgewebestücken zu dem zweilagigen Gewebestück verbunden. Auf diese Weise ist eine ökonomischere Produktion möglich, da die Gewebe und Nahtelemente unabhängig von den Dimensionen der späteren Bespannung hergestellt werden können.
Bei der Herstellung der oben beschriebenen Strukturen werden in der Regel heute die Flachgewebe bereits auf einer dem Webstuhl nachgeschalteten Fixiereinrichtung thermisch vorfixiert. Dadurch werden durch das Weben entstandene Spannungen in den Gewebefäden gelöst, und die Fäden auch verformt. Ein Gewebefaden, der nach dem Vorfixieren aus dem Gewebe entnommen wird, ist dann nicht mehr gerade, sondern weist eine wellige Form auf.
Sollen aus diesen Geweben Nahtfilze hergestellt werden, wird das Gewebe zunächst zu einem Endlosband verbunden und üblicherweise an zwei Stellen des Gewebebandes Schussfäden bzw. Querfäden entfernt. An diesen Stellen werden die Nahtschlaufen für die Steckdraht-Naht ausgebildet. Hierbei wird der Nahtbereich oftmals durch eine Nähnaht gesichert. Die so aus den in Maschinenrichtung verlaufenden Fäden/Monofilamenten ausgebildeten Nahtschlaufen weisen jedoch noch die durch das Fixieren der Gewebestruktur hervorgerufenen Wellen bzw. Verkröpfungen auf, welche die Ausbildung einer funktionierenden Steckdrahtnaht nur bedingt zulassen. In der Praxis wird die Steckdrahtnaht des Gewebes mit einem dafür vorgesehenen Steckdraht geschlossen und das ganze Gewebe erneut in einem zweiten Fixierungsprozess thermofixiert. Dabei können die durch die Gewebeverkröpfung entstandenen Verformungen entfernt werden und man erhält sauber geformte Nahtschlaufen, die sich an den Querschnitt des Steckdrahtes angepasst haben. Somit ist ein vergleichsweise einfaches Öffnen und Schließen der Steckdraht-Naht möglich.
Dieser erneute Fixierungsprozess wird auf einem Strecksystem mit Walzen unter Spannung durchgeführt und benötigt das langwierige Aufheizen zumindest einer ölbeheizten Walze auf Temperaturen bis zu 140-170°C. Die Prozessdauer für ein Gewebe liegt bei ca. 30-60 Minuten plus ca. 30 Minuten Rüstzeit. Verbunden mit diesem Prozess ist ein hoher Energieverbrauch und eine Belegung der Thermofixieranlagen.
Zudem unterliegen bei diesem Prozess Bereiche der Nahtschlaufen unterschiedlichen thermischen Bedingungen, je nachdem ob sie auf der zu- oder abgewandten Seite der beheizten Walze angeordnet sind. Dies führt zu Inhomogenitäten der Materialeigenschaften der Nahtschlaufen.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, den aus dem Stand der Technik bekannten Herstellungsprozess weiter zu verbessern.
Es ist insbesondere Aufgabe der Erfindung, die zur Herstellung benötigte Energie zu reduzieren.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, die Produktivität eines bestehenden Maschinenparks bei der Herstellung der beschriebenen Strukturen zu steigern.
Schließlich ist es eine Aufgabe der Erfindung, die Qualität der Nahtschlaufen zu verbessern.
Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß durch ein Verfahren entsprechend dem unabhängigen Anspruch 1 gelöst, sowie durch die daraus entstehende Grundstruktur sowie eine Bespannung unter Verwendung einer solchen Grundstruktur.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung finden sich in den Unteransprüchen.
Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur thermischen Fixierung einer Nahtschlaufe einer Grundstruktur für eine Bespannung, insbesondere für einen Nahtfilz einer Papiermaschine, umfassend die Schritte a. Bereitstellen eines Flachgewebes umfassend Längsfäden und Querfäden, wobei das Flachgewebe insbesondere einen ersten thermischen Fixierprozess durchlaufen hat, b. Falten des Flachgewebes zu einer zweilagigen Struktur an zumindest einer Faltstelle unter Ausbildung einer Nahtschlaufe an der jeweiligen Faltstelle, c. Einführen eines Steckdrahts in die Nahtschlaufe Erfindungsgemäß ist weiterhin vorgesehen, dass d. der Steckdraht als elektrisch leitfähiger Steckdraht ausgeführt ist, und der elektrisch leitfähige Steckdraht durch Anlegen einer elektrischen Spannung zum thermischen Fixieren der Nachtschlaufe aufgeheizt wird.
Die Erfinder haben erkannt, dass das thermische Fixieren des Gewebes im zweiten Fixierschritt für die Funktionalität der Grundstruktur keine wesentliche Bedeutung hat. Der zweite Fixierschritt dient lediglich dazu, die Struktur der Naht, bzw. der Nahtschlaufen zu verbessern. Somit kann das Erhitzen der Grundstruktur auch auf den Bereich der Nahtschlaufen beschränkt werden. Dies ermöglicht es, den Prozess des Erhitzens grundlegend zu verändern. Statt die Energie, wie bisher, von außen über beheizte Walzen an die Nahtschlaufen zu bringen, wird in Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung die Energie von innen in die Nahtschlaufe eingebracht. Dies geschieht mittels eines elektrisch leitfähigen Steckdrahts, der in die Nahtschlaufe eingeführt wird. Durch Anlegen einer Spannung fließt ein Strom durch diesen Steckdraht, wodurch sich der Steckdraht erwärmt, und somit auch die Fäden der ihn umgebenden Nahtschlaufe bzw. Nahtschlaufen.
Die hierbei erzeugte Wärme breitet sich weitgehend homogen in den Nahtschlaufen aus, da der Steckdraht zentral in den Nahtschlaufen verläuft. Da der Stromfluss durch den Leiter an allen Stellen konstant ist, wird bei einem über die Drahtlänge konstanten Widerstand an jeder Stelle des gesamten Steckdrahtes die gleiche elektrische Verlustwärme erzeugt. Dies ermöglicht prinzipiell eine lokal sehr begrenzte homogene Wärmeverteilung in den Nahtschlaufen sowie eine einheitliche und simultane Erwärmung aller Nahtschlaufen der Steckdrahtnaht.
Somit können die durch die Gewebeverkröpfung entstandenen Verformungen entfernt werden und man erhält sauber geformte Nahtschlaufen, die sich an den Querschnitt des Steckdrahtes angepasst haben.
Im Gegensatz zum Stand der Technik entfällt das langwierige Aufheizen zumindest einer ölbeheizten Walze auf Temperaturen bis zu 140-170°C. Die Prozessdauer für ein Gewebe verkürzt sich von 30-60 Minuten plus ca. 30 Minuten Rüstzeit auf wenige Minuten. So liegt die Zeit für die thermische Behandlung bei Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung meist zwischen 90 Sekunden und 10 Minuten, insbesondere zwischen 2 Minuten und 5 Minuten. Zudem ist für den im Rahmen der Erfindung vorgeschlagenen Prozess nur ein Bruchteil der Energie notwendig, da auf das Aufheizen der Heizwalzen verzichtet werden kann.
Vorteilhaft ist der beschriebene Prozess insbesondere auch bei Verwendung von Geweben mit zwei unterschiedlichen Gewebetypen, wobei der Übergang der Gewebetypen im Bereich der Steckdrahtnaht erfolgt. Solche Strukturen sind beispielsweise in der US 2009/0090425 beschrieben. Mit den bisher verwendeten Thermofixierprozessen müssten in solchen Fällen vorher zu einem Endlosband zusammengefügt werden und mit geschlossener Steckdrahtnaht thermofixiert werden. Bei zwei unterschiedlichen Gewebetypen innerhalb eines Bandes führt dies zu der Problematik, dass der Thermofixierprozess nicht gleichzeitig für beide Gewebetypen optimiert, gefahren werden kann.
Verfahren gemäß Aspekten der vorliegenden Erfindung können sowohl für einzelne Nahtmodule durchgeführt werden wie sie in der DE 10 2019 121 485 beschrieben sind, als auch für eine gesamte zweilagige Gewebeschlaufe, wie z.B. aus der EP2788546 B1 bekannt. Im zweiten Fall ist es dann vorteilhaft, wenn die Schritte b. und c. wie folgt ausgeführt werden: b. Falten des Flachgewebes zu einer zweilagigen Struktur an zwei Faltstellen unter Ausbildung von zwei Nahtschlaufen an den jeweiligen Faltstellen, sowie Verbinden der beiden stirnseitigen Kanten des Flachgewebes miteinander. c. Ineinanderführen der beiden Nahtschlaufen und Verbinden durch Einführen eines Steckdrahts unter Ausbildung einer zweilagigen Gewebeschlaufe,
Dabei können beide Nahtschlaufen gleichzeitig thermisch fixiert werden. Vorteilhafterweise kann die geschlossene Steckdrahtnaht in Längsrichtung (=Maschinenrichtung) während der thermischen Behandlung leicht unter Zugspannung gesetzt werden. Dies verbessert den Kontakt der Nahtschlaufen zum leitfähigen Steckdraht.
Auch das Breithalten des Gewebes im Nahtbereich während des thermischen Fixierens ist bisweilen vorteilhaft und kann durch Einspannen der Gewebekanten erreicht werden.
Alternativ ist prinzipiell aber auch die separate Behandlung der jeweiligen mit Nahtschlaufen ausgestatteten Gewebeenden möglich, indem der leitfähige Steckdraht jeweils in die am Gewebeende vorhandenen Nahtschlaufen eingeführt wird und die thermische Behandlung der Nahtschlaufen bei nicht geschlossener Naht durchgeführt wird.
Allgemein ist es vorteilhaft, wenn das Verfahren weiterhin den Schritt umfasst a2. Entfernen einer Mehrzahl benachbarter Querfäden im Bereich der Faltstellen
Der Schritt a2. kann insbesondere zwischen den Schritten a. und b. durchgeführt werden.
Durch das Entfernen der Querfäden wird einerseits die Position der Faltstelle eindeutig festgelegt und sichtbar gemacht was das anschließende Falten vereinfacht.
Durch das entstehende Fenster werden auch größere Nahtschlaufen gebildet was unter anderem das Einführen des Steckdrahts vereinfacht.
Durch Anpassung der elektrischen Spannung kann der Strom und damit die Verlustwärme und folglich die Temperatur des Steckdrahtes sehr einfach und gezielt eingestellt werden.
Für die meisten leitfähigen Steckdrahtmaterialien wird jedoch der elektrische Widerstand mit steigender Temperatur ansteigen. Werden solche Steckdrähte verwendet kann die Temperatur des Steckdrahtes bzw. der Nahtschlaufen mittels temperaturüberwachter Regelung der Spannung realisiert werden und somit ein Temperaturprogramm während der thermischen Behandlung realisiert werden.
Somit kann es vorteilhaft sein, dass zumindest ein Sensor zur Ermittlung der Temperatur des elektrisch leitfähigen Steckdrahts und/oder der Nahtschlaufen vorgesehen ist, wobei ermittelten Temperaturwerte insbesondere zur Regelung der elektrischen Spannung verwendet werden.
Hierzu sind beispielsweise berührungslose Infrarotsensoren geeignet.
Möglich ist mit einem Verfahren gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung auch eine definierte Temperaturaufheiz- und Abkühlrampe vor und nach der thermischen Behandlung bei Zieltemperatur. Dies ist bei den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren nicht oder nur bedingt möglich. Zwar können auch im Stand der Technik die Heizwalzen - limitiert von der Trägheit der Walzentemperatur - mit vorgegebenen Temperaturverläufen gefahren werden. Jedoch muss das Grundgewebe über die heiße Walze gefahren werden und kühlt so bei jedem Umlauf ab und heizt bei erneutem Kontakt mit der Heizwalze wieder auf. Wird die thermische Behandlung in einem Bandumlauf realisiert, ist die Aufheiz- und Abkühlrampe ebenfalls fix vorgegeben, das Gewebe kühlt nach Verlassen der heißen Walze beeinflusst von der Umgebungstemperatur ab.
Vor allem die Abkühlrate hat einen starken Einfluss auf die Morphologie des Materials nach der thermischen Behandlung und eine gezielte Kontrolle der Abkühlrampe ermöglicht die Materialparameter in den Nahtschlaufen zu optimieren.
Bei Verfahren gemäß Aspekten der Erfindung kann die Abkühlung sehr gezielt durch Reduzierung der Spannung - ggf.- überwacht durch eine Temperaturmessung- erzielt werden. Alternativ können Steckdrähte mit weitgehend temperaturunabhängigem Widerstand verwendet werden, wie z.B. Konstantandrähte, bzw. Zwirne oder Litzen, welche Konstantandrähte beinhalten. Hier kann möglicherweise auf eine Temperaturüberwachung verzichtet werden.
Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung soll der Begriff „Draht“ bzw. „Steckdraht“ sehr breit verstanden werden. Wie im Bereich der Papiermaschinenbespannungen üblich wird der Begriff neben metallischen Drähten auch für „Kunststoffdrähte“, also stärkere Kunststoff-Filamente verwendet.
In Verfahren gemäß verschiedenen Aspekten der Erfindung können die elektrisch leitfähigen Steckdrähte auf unterschiedliche Arten realisiert sein.
So ist es beispielsweise möglich, dass i. der elektrisch leitfähige Steckdraht als metallischer Steckdraht ausgeführt ist. ii. der elektrisch leitfähige Steckdraht als metallischer Steckdraht ausgeführt ist, der eine Polymerbeschichtung aufweist. iii. der elektrisch leitfähige Steckdraht als Polymerdraht ausgeführt ist, der mit leitendem Material, insbesondere Metall beschichtet ist. iv. der elektrisch leitfähige Steckdraht als Polymerdraht ausgeführt ist, der leitende Partikel umfasst v. der elektrisch leitfähige Steckdraht als Polymerdraht ausgeführt ist, der elektrisch leitfähige Polymere umfasst oder daraus besteht.
Geeignete Metalle für einen Steckdraht oder eine Beschichtung sind beispielsweise Kupfer, Silber, Gold oder auch Legierungen, insbesondere Legierungen wie z.B. Konstanten®, Manganin ® oder Isotan®, bei denen sich der elektrische Widerstand nur gering mit der Temperatur ändert.
Geeignete Polymere für einen Polymerdraht sind beispielsweise Polyamide oder PET. Idealerweise weisen solche Polymere einen Schmelzpunkt deutlich oberhalb der verwendeten Temperatur beim thermischen Behandeln der Nahtschlaufen auf. Unabhängig von der Wahl des Materials des Steckdrahts ist der Aufbau desselben.
Dabei ist es beispielsweise möglich, dass
I. der elektrisch leitfähige Steckdraht ein Monodraht ist, der insbesondere einen kreisrunden Querschnitt aufweist
II. der elektrisch leitfähige Steckdraht als Zwirn aus mehreren Garnen ausgeführt ist, wobei der Zwirn insbesondere ausschließlich aus elektrisch leitfähigen Garnen gebildet sein kann, aus einer Kombination von elektrisch leitfähigen Garnen und nicht elektrisch leitfähigen Garnen bestehen kann.
III. Der elektrisch leitfähige Steckdraht als geflochtene Struktur ausgeführt ist, insbesondere als Litze oder Schnur, wobei die geflochtene Struktur insbesondere ausschließlich aus elektrisch leitfähigen Garnen gebildet sein kann, aus einer Kombination von elektrisch leitfähigen Garnen und nicht elektrisch leitfähigen Garnen bestehen kann.
IV. Der elektrisch leitfähige Steckdraht als Zwirn oder geflochtene Struktur ausgeführt ist, wobei die einzelnen Game nicht elektrisch leitfähig sind, jedoch der Zwirn bzw. die geflochtene Struktur als Ganzes mit einem leitfähigen Material, insbesondere einem Metall beschichtet ist.
Der elektrisch leitfähige Steckdraht kann nur aus leitfähigen Einzelfäden oder auch bereits gezwirnten Garnen aufgebaut sein. Es können jedoch auch nicht leitfähige Einzelfäden im Zwirn bzw. der Litze enthalten sein.
Ebenso können leitfähige Einzelfäden vollständig aus elektrisch leitfähigem Material bestehen, oder einen Anteil an einem Polymer umfassen. So können die Einzelfäden beispielsweise aus einem Polymer aufgebaut sein, wobei im Inneren oder in Form einer Beschichtung leitfähiges Material hinzugefügt wird, bzw. aus einem Metallfaden bestehen, der mit einem Polymer beschichtet ist.
Indem ein Teil des Steckdrahtquerschnittes aus nicht leitfähigem Material besteht, kann der effektive Querschnitt des leitfähigen Materials im Steckdraht und damit der elektrische Widerstand des Steckdrahtes eingestellt werden. Dies vermeidet bei größeren Steckdrahtdurchmessern einen zu geringen Widerstand und damit verbunden einen hohen Stromfluss.
Ob der elektrisch leitfähige Steckdraht vollständig aus leitfähigen Material besteht oder nicht, kann auch in Abhängigkeit der zu erzielenden Durchmesser der Nahtschlaufe, und damit in Abhängigkeit vom benötigten Durchmesser des Steckdrahts gewählt werden. Übliche Steckdrahtdurchmesser liegen zwischen 0,2 und 2,5 mm bevorzugt 0,5 und 2,0 mm.
Bei der Wahl eines optimalen elektrisch leitfähigen Steckdrahts spielen viele Aspekte eine Rollen, von denen bevorzugt zumindest einigen, optimalerweise alle erfüllt werden sollten. i. Der Durchmesser des Steckdrahts sollte nahe an dem Durchmesser der Nahtschlaufe liegen. Üblicherweise liegen diese Durchmesser der Nahtschlaufen -und damit auch der Steckdrähte - zwischen 1.1 mm und1.8mm; insbesondere bei 1.55 mm ii. Der Widerstand des Steckdrahts sollte bei Raumtemperatur zwischen 0.5 O/m und 200 O/m insbesondere zwischen 1 O/m und 50 O/m liegen iii. Der Steckdraht sollte in der Lage sein, Biegespannungen auszuhalten, ohne sich plastisch zu verformen. Dies ist wichtig, um Knicke in der Naht zu vermeiden. iv. Integrität des Steckdrahts. Der Steckdraht soll als Einheit wirken, auch wenn er aus einer Vielzahl von einzelnen Garnen zusammengesetzt ist. Ein bekanntes Problem ist die Bildung von Garnnestern („wire nests“). Dabei verwinden oder verwickeln sich einzelne Game aus dem Steckdraht und bilden Nester oder Knötchen. Dadurch wird das Einziehen und Entfernen des Steckdrahts erschwert. v. Die Zugfestigkeit des Steckdrahts solle größer sein als 50N, insbesondere größer als 100N. Dies ist unter anderem deshalb vorteilhaft, da sich dann der Steckdraht nach der thermischen Behandlung der Nahtschlaufe einfach wieder herausziehen lässt, ohne Gefahr, dass der Steckdraht dabei reißt, und Teile in der Nahtschlaufe verbleiben, welche dann aufwändig entfernt werden müssten, vi. Das Material sollte in einem weiten Temperaturbereich stabil bleiben, so z.B. zwischen Raumtemperatur (20°C) und 190°C. „Stabil“ heißt in dem Zusammenhang, dass sich Eigenschaften wie Deformation, Dimensionsstabilität, Leitfähigkeit oder Aggregatzustand nicht oder nur in geringem Umfang ändern.
Die Erzielung dieser Eigenschaften ist mit einfachen Monodrähten nicht zu realisieren.
• Ein einfacher metallischer Draht aus NiCr mit z.B. 1.55mm Durchmesser erfüllt zwar i. und ii., jedoch nicht iii. (Knicke!)
• Ein Monofilament aus Polymer dagegen kann die elektrischen Leitfähigkeitseigenschaften nicht ohne weiteres liefern
Daher ist ein komplexerer Aufbau des Steckdrahtes in der Regel sinnvoll.
Eine Verbesserung eines metallischen Monodrahts könnte beispielsweise darin bestehen, einen metallischen Zwirn- bzw. Seil-artigen Steckdraht aus einer Vielzahl dünnerer Metallfäden zu verwenden. Dies erhöht die Flexibilität des resultierenden Steckdrahts. Der einfachen Lesbarkeit werden sollen im Rahmen dieser Anmeldung, wenn nicht anders erwähnt, mit dem Begriff „Zwirn“ immer auch Gebilde mit mehrstufiger Verzwirnung, wie Seil-artige Gebilde bezeichnet werden.
Mögliche Seil-artige Steckdrähte aus Metallfilamenten sind
34x7 + FC (Faserkern)
34x7 + IWS („Independent wire strand core“)
36x7 + FC
36x7 +IWS
Die einzelnen Metalldrähte dieser Seile können insbesondere Durchmesser zwischen 0.05mm und 0.1 mm aufweisen. Als Alternative kann der Steckdraht einen Polymerkern aufweisen, um den herum metallische Fäden oder Litzen angeordnet sind.
Wiederum alternativ kann vorgesehen sein, dass der Steckdraht einen metallischen Kem aufweist (einen Draht, ein Geflecht, einen Zwirn, insbesondere ein Seil), wobei dieser Kem mit einem Mantel aus Polymermaterial umgeben ist. Idealerweise ist das Polymermaterial ein guter Wärmeleiter. Der Polymermantel schützt den metallischen Kem, verhindert Knicke und erleichtert das Ein- bzw. Ausziehen des Steckdrahts.
Graphen, bestimmte Kohlenstoff-Filamente oder gesputterte/plattierte Game sind möglich, je nachdem, welcher Widerstand benötigt wird. Gesputterte oder plattierte polymere Game haben eine metallische Beschichtung, und die typische Größe solcher Game ist oft sehr klein (z. B. 0,1 mm), da der Beschichtungsprozess für Game mit größerem Durchmesser und guten elektrischen Eigenschaften ineffizient ist. Daher ist eine Kombination aus gesputterten/plattierten Garnen erforderlich, um die erforderlichen Steckdrahtdurchmesser zu erreichen. Die Integrität des Steckdrahts erfordert, dass die Kombination kleiner beschichteter Game als eine Einheit wirkt. Daher kann ein Steckdraht mit beschichteten polymeren Garnen aus einem Geflecht, einem Seil, einem Geflecht von Geflechten, einem Kabel usw. bestehen:
Eine Verbesserung der leitfähigen Game kann ein fester Polymerkern sein, der ebenfalls beschichtet werden kann oder unbeschichtet bleibt. Der feste Polymerkern kann als Zuglastträger dienen, aber auch die Steifigkeit der äußeren Geflechte oder Game erhöhen und die Gesamtkosten des Steckdrahts senken.
Polymere zur Verwendung in Steckdrähten können aus Polyamiden, PET, PEEK und anderen Materialien innerhalb der vorgegebenen Temperaturspezifikationen bestehen.
Die Verwendung von Polymergarnsystemen als Steckdraht hat einen überraschenden Vorteil für den Thermofixierprozess. Während des Wärmezyklus und in Abhängigkeit von der Temperatur schrumpft das Polymergarn in der Länge, und sein Durchmesser nimmt leicht zu. Eine Vergrößerung des Durchmessers kann zu einer runden, gleichmäßigen Nahtschlaufenbildung beitragen. Im Idealfall nimmt der Durchmesser während des Wärmezyklus zu und kehrt nach dem Abkühlen zum ursprünglichen Durchmesser zurück.
Der Prozess des thermischen Fixierens von Schlaufen unter Verwendung eines leitfähigen Steckdrahts kann vorteilhafterweise geregelt sein. Die Regelung kann entweder temperaturgesteuert über Thermoelemente oder stromgesteuert sein. Thermoelemente werden als Rückkopplungsschleife für die Steuerung verwendet, um die Stromstärke des Kreises zu regulieren. Die zeitgesteuerte Wärmeeinstellung kann auch automatisiert werden.
Thermoelemente können weggelassen werden, wenn der spezifische Widerstand der Stifte bekannt ist. Der Widerstand der meisten leitfähigen Game ist innerhalb des angegebenen Temperaturbereichs (Raumtemperatur - 190C) recht stabil.
Das folgende Beispiel soll die Erfindung näher erläutern. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Beispiel beschränkt.
• Grundgewebe: Flachgewebe in Leinwandbindung mit Längs- und Querfäden aus PA6
• Durchmesser der MD-Fäden 0.4 mm
• Durchmesser des elektrisch leitfähigen Steckdrahts: 1 ,4mm
• Der Steckdraht ist als Zwirn aus Konstanten ® ausgeführt.
• Die Spannung wurde so weit erhöht, bis die Temperatur des Steckdrahts 150°C beträgt.
• Dauer der thermischen Behandlung: 2 Minuten bis 10 Minuten, z.B. 5 Minuten.
• Anschließend wird die Spannung langsam auf null zurückgefahren (z.B. über 60 Sekunden)
Bisher wurden die Verfahren der thermischen Fixierung für Gewebe beschrieben, bei denen die Nahtschlaufen durch Falten eines Flachgewebes entstehen. Bei der klassischen Herstellung von Nahtgeweben werden bisher die Nahtschlaufen direkt im Webstuhl erzeugt. Dazu werden an beiden Seiten des Webstuhl Webdrähte („Weaving Pintle“) in MD Richtung eingezogen. Die CD-Fäden werden dann jeweils um diese Webdrähte herum gewebt. Nach Entfernen der Webdrähte entstehen dann die Nahtschlaufen, die -analog zu dem oben beschriebenen Verfahren ineinander geführt werden können. Auch solche Nahtschlaufen können unter Verwendung eines elektrisch leitfähigen Steckdrahts thermisch fixiert werden.
Es ist dabei insbesondere auch möglich, dass der Webdraht („weaving pintle“) als elektrisch leitfähiger Steckdraht nach einem der oben beschriebenen Aspekte ausgeführt ist.
Die oben beschriebenen Verfahren können für eine Vielzahl von Anwendungen genutzt werden. So können damit beispielsweise Grundgewebe für Papiermaschinenbespannungen, z.B. Nahtfilze- hergestellt werden, aber auch für andere Gewebebänder mit Steckdrahtnaht, wie Transportbänder, Förderbänder, Funktionsbänder etc..
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren näher erläutert. Die Erfindung ist dabei nicht auf die in den Figuren gezeigten Varianten beschränkt. Die Figuren zeigen im Einzelnen:
Figuren 1 a bis 1 d erläutern Schritte eines Verfahrens gemäß einem Aspekt der Erfindung
Figuren 2a bis 2d 1 d erläutern Schritte eines Verfahrens gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung
Figuren 3 und 4 zeigen Nahtschlaufen mit Steckdrähten zur Durchführung von Verfahrensschritten gemäß verschiedenen Aspekten der Erfindung.
Figuren 1 a bis 1 d erläutern Schritte eines Verfahrens gemäß einem Aspekt der Erfindung. Zuerst wird dabei ein Flachgewebe 3 bereitgestellt, das aus Längsfäden 4und Querfäden 5 gewebt ist. Derartige Flachgewebe 3 können, im Gegensatz zu Rundgeweben, sehr schnell hergestellt werden. Das Flachgewebe 3 wurde nach dem Weben einem thermischen Fixierungsprozess („Heat-Setting“) unterzogen. Dadurch werden die Spannungen in den Gewebefäden 4,5 entfernt, aber diese Gewebefäden 4,5 auch verformt.
Für Verfahren gemäß diverser Aspekte der vorliegenden Erfindung können als Flachgewebe 3 Gewebe in Leinwandbindung verwendet werden. Es ist auch vorstellbar, dass sich ein einer Stelle des Flachgewebes 3 einer oder mehrere Parameter des Webmusters ändern. Ein solcher Wechsel ist sinnvollerweise an der künftigen Faltstelle vorgesehen.
In Figur 1 b sind in der Umgebung diese Faltstelle einige Querfäden 5 entfernt worden. Üblicherweise werden 3 bis 7 Querfäden 5 entfernt werden. Durch das Entfernen der Querfäden 5 bildet sich ein sogenanntes Fenster 6 in dem Flachgewebe 3, in dem das Flachgewebe 3 lediglich Längsfäden 4 aufweist. Nach der Vorbereitung eines solchen Fensters 6 kann das Flachgewebe 3 gefaltet werden, und durch Auf-sich-selbst- Ablegen zu einer zweilagigen Struktur geformt werden. Dies ist in Figur 1 c gezeigt. An der Faltstelle bildet sich dadurch eine Nahtschlaufe 2 aus. Durch die Entfernung der Querfäden 5 und Bildung eines Fensters 6 wird die Nahtschlaufe 2 im Wesentlichen durch Längsfäden 4 gebildet. Die erleichtert die Einführung eines Steckdrahts 1 .
Jedoch sind die Längsfäden 4 durch den thermischen Fixierungsprozess immer noch verformt. Runde, in einer Ebene ausgerichtete Nahtschlaufen sind jedoch Grundlage für gute Nahtbespannungen. Diese Verformungen sollen durch eine weitere thermische Behandlung - ggf. in Kombination mit einer gewissen Spannung in Längsrichtung - wieder entfernt werden.
In einem Verfahren gemäß einem Aspekt der Erfindung wird hierzu, wie in Figur 1 d gezeigt, in die Nahtschlaufe 2 ein elektrisch leitfähiger Steckdraht 1 eingeführt. An diesen elektrisch leitfähigen Steckdraht 2 kann dann eine elektrische Spannungsquelle 11 angeschlossen werden. Somit fließt ein Strom durch den elektrisch leitfähigen Steckdraht 1. Dieser wird dabei als Widerstand und heizt sich auf. Durch den aufgeheizten Steckdraht 1 werden die Längsfäden 4 der Nahtschlaufe 2 aufgeheizt. Dadurch lassen sich die Verformungen in den Längsdrähten 4 lösen. Zur Optimierung des Verfahrens ist es möglich, einen in der Figur nicht explizit gezeigten Temperatursensor einzusetzen, welcher die Temperatur der Nahtschlaufe 2 überwacht. Aufgrund der ermittelten Temperaturwerte kann die Stärke der elektrischen Spannung 11 eingestellt werden. Dies kann manuell geschehen, oder auch in Form eines automatisierten Regelkreises. Bei diesem Verfahren wird die Energie gezielt nur im Bereich der Nahtschlaufen 2 eingebracht. Dadurch lässt sich einerseits im Vergleich zum herkömmlichen Prozess Energie einsparen. Andererseits ist es speziell mit dem in den Figuren 1 a bis 1 d beschriebenen Verfahren auch möglich, die Nahtschlaufen der in der EP4010528 beschriebenen Schlaufenelemente thermisch zu fixieren, welche lediglich als kurzes Schlaufenelement mit einer Nahtschlaufe 2 vorliegen, und nicht zu einem geschlossenen Endlosband verbunden werden können.
Während das in den Figuren 1a bis 1 d beschriebene Verfahren zum thermischen Fixieren einer einzelnen Nahtschlaufe geeignet ist, zeigen die Figuren 2a bis 2d eine alternative Ausführung des Verfahrens, bei der zwei Nahtschlaufen 2 -ähnlich wie im herkömmlichen Prozess- simultan thermisch fixiert werden können-. Dabei wird in Figur 2a wie in Figur 1 a wieder ein Flachgewebe 3 bereitgestellt, umfassend Längsfäden 4 und Querfäden 5, wobei das Flachgewebe 3 insbesondere einen ersten thermischen Fixierprozess durchlaufen hat. Das Flachgewebe 3 hat dabei insbesondere die doppelte Länge der späteren Grundstruktur. Wie in Figur 2b gezeigt, werden nun an zwei Stellen durch Entfernen von Querfäden 5 Fenster 6 gebildet. Diese Fenster 6 haben in Längsrichtung des Flachgewebes 3 einen Abstand, der der Länge der späteren Grundstruktur entspricht. Durch Falten des Flachgewebes 3 an zwei Faltstellen im Bereich der beiden Fenster 6 entsteht eine zweilagige Struktur unter Ausbildung von zwei Nahtschlaufen 2 an den jeweiligen Faltstellen. Die bisherigen stirnseitigen Kanten des Flachgewebes 3 werden üblicherweise miteinander verbunden, insbesondere verschweißt. Wie in Figur 2c gezeigt, können die beiden Nahtschlaufen 3 ineinander geführt, und mittels eins Steckdrahts verbunden werden. Dadurch erhält man ein geschlossenes, zweilagiges Endlosband.
Wie in Figur 2d gezeigt kann in Verfahren gemäß Aspekten der Erfindung der Steckdraht als elektrisch leitfähiger Steckdraht 1 ausgeführt sein. Es ist dabei wieder vorgesehen, dass der elektrisch leitfähige Steckdraht 1 durch Anlegen einer elektrischen Spannungsquelle 11 zum thermischen Fixieren der beiden Nachtschlaufen 2 aufgeheizt wird. Wie in Figur 2d zu erkennen, stehen hier beide Nahtschlaufen 2 mit dem elektrisch leitfähigen Steckdraht 1 in Verbindung, und werden durch die Erhitzung des elektrisch leitfähigen Steckdrahts 1 simultan thermisch fixiert. Auch hier kann wieder ein Temperatursensor vorgesehen sein, und anhand der gemessenen Temperaturen die Spannung 11 reguliert werden.
Die thermische Fixierung der Nahtschlaufen 2 in Form eines geschlossenen Endlosbands kann vorteilhaft sein, da so sehr einfach z.B. eine gewünschte Vorspannung auf die Nahtschlaufen aufgebracht werden kann. Somit kann in gewissen Grenzen auf die Ausformung der Nahtschlauen 2 Einfluss genommen werden.
Für die Ausgestaltung des elektrisch leitfähigen Steckdrahts 1 stehen verschiedene Möglichkeiten zur Verfügung. Prinzipiell ist es möglich, diesen als einfachen metallischen Monodraht 1 , insbesondere mit kreisrundem Querschnitt auszuführen. Dies hat aber den Nachteil, dass bei elektrischen Leitern mit steigendem Durchmesser des Drahts der Widerstand sinkt, wodurch sich der Draht weniger aufheizt. Dies ist, insbesondere bei Nahtschlaufen 2 mit größerem Schlaufendurchmesser, oft nachteilig. Figur 3 zeigt als mögliches Alternative einen elektrisch leitfähigen Steckdraht 1 , der als Zwirn 7 ausgeführt ist. Der Zwirn 7 besteht in Figur 3 exemplarisch aus vier Garnen 8, wobei alle vier Garne 8 als elektrisch leitfähige Garne 8 ausgeführt sind. Bei den hier gezeigten Garnen handelt es sich um Kunststofffilamente, welch mit einer leitfähigen Schicht, insbesondere einer metallischen Schicht überzogen sind. Dies hat den Vorteil, dass der Zwirn 7 als solcher elektrisch leitfähig ist, aber der Widerstand des Zwirns 7 sich auch bei größeren Durchmessern nur unwesentlich verringert, da die einzelnen leitfähigen Game 8 einen elektrisch nicht leitfähigen Kunststoffkern aufweisen.
Eine weitere mögliche Ausführung des elektrisch leitfähigen Steckdrahts 1 ist in Figur 4 gezeigt. Dabei ist der elektrisch leitfähige Steckdraht 1 wieder als Zwirn 7 aus vier einzelnen Garnen ausgeführt. Allerdings besteht der Zwirn 7 hier aus einer Kombination von leitfähigen Garnen 8 sowie nicht elektrisch leitfähigen Garnen 9. Im Beispiel der Figur 4 sind das jeweils zwei leitfähige 7 sowie nicht leitfähige 9 Game. Generell sind aber auch andere Verhältnisse, und auch andere Anzahlen von Garnen 8, 9 im Zwirn 7 möglich. Auch auf diese Weise kann verhindert werden, dass der
Widerstand des elektrisch leitfähigen Steckdrahts 1 bei steigendem Durchmesser zu stark abfällt. Als elektrisch leitfähige Game 8 können dabei wieder die in Figur 3 gezeigten, metallisch beschichteten Kunststofffilamente verwendet werden. Alternativ oder zusätzlich können aber auch andere leitfähige Game 8, beispielsweise metallische Monodrähte eingesetzt werden.
Bezugszeichenliste
1 elektrisch leitfähiger Steckdraht
2 Nahtschlaufe 3 Flachgewebe
4 Längsfaden
5 Querfaden
6 Fenster
7 Zwirn 8 elektrisch leitfähiges Garn
9 nicht elektrisch leitfähiges Garn
11 Spannungsquelle

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren zur thermischen Fixierung einer Nahtschlaufe (2) für eine Grundstruktur für eine Bespannung, insbesondere für einen Nahtfilz einer Papiermaschine, umfassend die Schritte a. Bereitstellen eines Flachgewebes (3) umfassend Längsfäden (4) und Querfäden (5), wobei das Flachgewebe (3) insbesondere einen ersten thermischen Fixierprozess durchlaufen hat, b. Falten des Flachgewebes (3) zu einer zweilagigen Struktur an zumindest einer Faltstelle unter Ausbildung einer Nahtschlaufe (2) an der jeweiligen Faltstelle, c. Einführen eines Steckdrahts (1) in die Nahtschlaufe (2) dadurch gekennzeichnet, dass d. der Steckdraht (1 ) als elektrisch leitfähiger Steckdraht (1 ) ausgeführt ist, und der elektrisch leitfähige Steckdraht (1) durch Anlegen einer elektrischen Spannung (11 ) zum thermischen Fixieren der Nachtschlaufe (2) aufgeheizt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Schritte b. und c. wie folgt ausgeführt werden: d. Falten des Flachgewebes (1 ) zu einer zweilagigen Struktur an zwei Faltstellen unter Ausbildung von zwei Nahtschlaufen (2) an den jeweiligen Faltstellen, sowie Verbinden der beiden stirnseitigen Kanten des Flachgewebes (3) miteinander. e. Ineinanderführen der beiden Nahtschlaufen (2) und Verbinden durch Einführen eines Steckdrahts (1) unter Ausbildung einer zweilagigen Gewebeschlaufe, wobei beide Nahtschlaufen (2) gleichzeitig thermisch fixiert werden. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren weiterhin den Schritt umfasst a2. Entfernen einer Mehrzahl benachbarter Querfäden (5) im Bereich der Faltstellen wobei der Schritt a2. Insbesondere zwischen den Schritten a. und b. durchgeführt wird. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrisch leitfähiger Steckdraht (1) ein Monodraht ist, der insbesondere einen kreisrunden Querschnitt aufweist Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrisch leitfähige Steckdraht (1 ) als Zwirn (7) oder als geflochtene Struktur aus mehreren Garnen (8, 9) ausgeführt ist. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwirn (7) bzw. die geflochtene Struktur ausschließlich aus elektrisch leitfähigen Garnen (8) gebildet ist, oder dass der Zwirn (7) bzw. die geflochtene Struktur aus einer Kombination von elektrisch leitfähigen Garnen (8) und nicht elektrisch leitfähigen Garnen (9) besteht Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrisch leitfähige Steckdraht (1 ) als metallischer Steckdraht (1) ausgeführt ist. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrisch leitfähige Steckdraht (1 ) einen Polymerdraht umfasst oder daraus besteht, welcher durch Einbringen von Partikeln oder durch Beschichten leitfähig gemacht ist. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Sensor zur Ermittlung der Temperatur des elektrisch leitfähigen Steckdrahts und/oder der Nahtschlaufen (2) vorgesehen ist, wobei ermittelten Temperaturwerte insbesondere zur Regelung der elektrischen Spannung (11) verwendet werden. Grundstruktur für eine Bespannung, insbesondere für einen Nahtfilz einer Papiermaschine, welche durch ein Verfahren nach einem der vorherigen
Ansprüche hergestellt worden ist. Bespannung, insbesondere Nahtfilz für eine Papiermaschine, umfassend zumindest eine Grundstruktur gemäß Anspruch 10.
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