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(11) | EP 0 116 894 A1 |
| (12) | EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG |
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| (54) | Verfahren zur Herstellung eines Spiralbandes |
| (57) Die Doppelspirale besteht aus zwei aus einem Kunststoffdraht hergestellten Spiralelementen,
wobei die Längsachsen der beiden Spiralelemente parallel verlaufen. Die Windungen
der beiden Spiralelemente (1,2) umschlingen sich gegenseitig. Jedes Spiralelement
(1,2) hat eine Steigung gleich dem doppelten Durchmesser des Kunststoffdrahtes aus
dem die Spiralelemente (1,2) hergestellt sind. Die Doppelspirale wird hergestellt,
indem zwei Kunststoffdrähte parallel und ohne Verzwirnung auf einen Dorn aufgewickelt
werden. Derartige Doppelspiralen dienen zur Herstellung eines Spiralbandes, wobei
eine Vielzahl von Spiralen reissverschlussartig dadurch miteinander in Eingriff gebracht
werden, dass die Windungen einer Spirale zwischen die Windungen der nächsten Spirale
eingefügt werden, und in den durch die sich überlappenden Windungen gebildeten Kanal
ein Steckdraht eingeschoben wird. Das hergestellte Spiralband besteht aus einer Vielzahl
von ineinandergefügten Spiralen, wobei die Windungen benachbarter Spiralen reissverschlussartig
ineinandergreifen und durch den im Überlappungsbereich der Windungen gebildeten Kanal
ein Steckdraht eingeschoben ist. |
[0001] Die Erfindung betrifft eine Doppelspirale aus zwei aus Kunststoffdraht hergestellten Spiralelementen, wobei die Längsachsen der beiden Spiralelemente parallel verlaufen, die Herstellung derartiger Spiralen, wobei zwei Kunststoffdrähte auf einen Dorn aufgewickelt werden, die Verwendung der Doppelspiralen zur Herstellung eines Spiralbandes, in dem die Spiralen reissverschlussartig mit ihren Windungen ineinandergefügt werden und durch einen Steckdraht gesichert werden, so wie das dabei hergestellte Spiralband.
[0002] Spiralbänder werden zu Transportzwecken und als Papiermaschinenbespannungen eingesetzt. Die Herstellungskosten der Spiralbänder werden stark von den Herstellungskosten der Spiralen beeinflusst, und ebenso hängt die Herstellungskapazität für Spiralbänder vor allem von der Spiralproduktion ab. Die Herstellungskapazität einer die Spiralen zu einem Spiralband zusammenfügenden Maschine ist im allgemeinen so gross, dass man sehr viele mit Höchstgeschwindigkeit laufende Spiralherstellungsmaschinen benötigt, um eine Anlage zur Weiterverarbeitung der Spiralen zu einem Spiralband auszulasten. Es ist daher wichtig, die Herstellungskosten der Spiralen möglichst gering zu halten und den Ausstoss einer einzelnen Spiralmaschine so weit wie möglich zu erhöhen.
[0003] Eine Kapazitätserhöhung der Spiralherstellungsmaschinen lässt sich dadurch erreichen, dass Doppelspiralen statt Spiralelementen gewickelt werden. Eine Doppelspirale und ein Verfahren zu dessen Herstellung ist aus der DE-AS 30 03 344 bekannt. Bei diesem Verfahren lassen sich die beiden Spiralelemente der Doppelspirale nach der Herstellung ohne weiteres durch seitliches Auseinanderziehen trennen. Dies wird durch ein kompliziertes Verfahren erreicht, bei dem sich die beiden auf den Wickeldorn aufgewickelten Drähte abwechselnd kreuzen. Infolge dieser Kreuzungen haben die Spiralen jedoch asymetrische Querschnittsform, die sie zur Herstellung von Spiralbändern mit glatter Oberfläche ungeeignet macht. Es ist ausserdem nicht angegeben, wie diese Spiralen zu einem Siebband weiterverarbeitet werden können.
[0004] Doppelspiralen sind ferner aus der EU-A-18200 bekannt. Die Doppelspiralen werden hierbei jedoch ohne seitliche Versetzung, also mit sich deckenden Längsachsen in einem Spiralband eingesetzt.
[0005] Spiralbänder aus einer Vielzahl von Spiralen, wobei sich die Windungen der einzelnen Spiralen gegenseitig umschlingen, sind aus den DE-PSen 54 525, 77 147 und 80 763 bekannt, wobei zusätzlich Steckdrähte zwischen die sich umschlingenden Bindungen eingeschoben werden können. Die Herstellung dieser Spiralbänder erfolgt jedoch aus Einfach-Spiralen, wobei eine neue Spirale jeweils in die vorausgehende Spirale geschraubt wird. Derartige Spiralbänder sind jedoch in der Herstellung wesentlich aufwendiger als die z. B. aus der DE-OS 29 38 221 bekannten Spiralbänder, bei denen die Spiralen senkrecht zur Längsachse ineinandergefügt und durch Steckdrähte gesichert werden.
[0006] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Kostenanteil der Spiralherstellung an den Gesamtkosten eines Spiralsiebes zu senken.
[0007] Diese Aufgabe wird durch eine Doppelspirale aus zwei Spiralelementen mit sich gegenseitig umschlingenden Windungen, die Herstellung einer solchen Doppelspirale durch paralleles Aufbringen zweier Kunststoffdrähte auf einem Dorn und die Verwendung derartiger Doppelspiralen bei der Herstellung eines Siebbandes gelöst, wobei die Spiralelemente jeder Doppelspirale senkrecht zu ihrer Längsachse gegeneinander versetzt und in diesem versetzten Zustand gesichert werden und sodann im wesentlichen so wie Einfach-Spiralen zu einem Siebband zusammengefügt und durch Steckdrähte miteinander verbunden werden.
[0009] Eine Möglichkeit zur Herstellung eines Spiralbandes aus Doppelspiralen besteht darin, dass die Doppelspiralen in Einfach-Spiralen getrennt werden, indem diese unter Beibehaltung ihrer Orientierung umeinander gedreht werden. Die Spiralen können dann in herkömmlicher Weise als Einfach-Spiralen zu einem Siebband vereinigt werden.
[0010] Die durch die Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere in der Kapazitätserhöhung der Spiralwickelmaschinen, wobei die bisherigen Spiralwickelmaschinen in einfacher Weise auf die Herstellung von Doppelspiralen umgerüstet werden können.
[0011] Bei der Herstellung der Doppelspirale werden vorzugsweise die beiden Kunststoffdrähte eng gewickelt, so dass jedes Spiralelement eine Steigung gleich dem doppelten Durchmesser des Kunststoffdrahtes aufweist.
[0012] Bei der ersten Variante der Weiterverarbeitung der Doppelspirale zu einem Spiralband werden die beiden Spiralelemente einer Doppelspirale senkrecht zu ihrer Längsachse gegeneinander versetzt, so dass sich ihre Windungen gegenseitig umschlingen. Ohne zusätzliche Massnahmen würden die beiden Spiralelemente sofort wieder zu einer Doppelspirale zusammenrutschen. Die Versetzung der Spiralelemente gegeneinander muss daher gesichert werden. Dies erfolgt vorzugsweise dadurch, dass ein Klebstreifen auf die versetzten Spiralelemente aufgebracht wird.
[0013] Das Gegeneinander-Versetzen der Spiralelemente kann in der Weise erfolgen, dass die Spiralen über zwei Drähte geführt werden, die sich innerhalb der Hohlräume der Spiralelemente befinden. Damit die Drähte nicht von den Spiralen mitgenommen werden, haben sie eine gekrümmte Form, z. B. U-Form. Durch aussen an den Spiralen, insbesondere in den konkaven Bereichen der Krümmungen angreifende Walzen wird dabei erreicht, dass die Drähte nicht von den sich weiterbewegenden Spiralelementen mitgenommen werden können, sondern innerhalb deren Hohlräume gleiten. Bevor die Spiralelemente die Drähte verlassen, wird der Klebstreifen aufgebracht.
[0014] Das Zusammenfügen der beiden zusammenhängenden Spiralelemente mit anderen derartigen Spiralen zu einem Siebband erfolgt in der üblichen Weise, in dem die Windungen ineinandergeschoben und durch den dabei gebildeten Kanal ein Steckdraht eingeführt wird. Danach wird das Siebband wie in der DE-OS 29 38 221 thermofixiert. Die Temperatur und die auf das Siebband ausgeübte Spannung werden dabei so gewählt, dass die Windungen der Spiralen etwas in das Material der Steckdrähte eindringen und dieses dabei wellenförmig verformen. Die Spiralen liegen dabei ohne zugfedermässige Vorspannung eng aneinander, so dass die Wellenlänge des wellenförmigen Steckdrahtes etwa gleich dem doppelten Durchmesser des Kunststoffdrahtes der Spiralen ist.
[0015] Bei einem derartigen Spiralband ergeben sich unterschiedlich grosse öffnungen, was bei der Verwendung als Bespannung für die Papiermaschinen stören kann. Dieser Nachteil kann dadurch weitgehend ausgeschaltet werden, dass auch zwischen die sich umschlingenden Windungen der Spiralelemente einer Doppelspirale ein Steckdraht eingeschoben wird. Da die Windungen der Spiralelemente an diesem Steckdraht an der gleichen Stelle in Längsrichtung des Steckdrahtes und nur auf gegenüberliegenden Seiten angreifen, wird dieser Steckdraht bei der Thermofixierung nicht wellenförmig verformt.
[0016] Die zweite Möglichkeit der Verarbeitung der Doppelspiralen zu einem Spiralsieb besteht darin, dass die Doppelspirale in zwei einzelne, nicht zusammenhängende Spiralen getrennt wird. Dazu lässt man die beiden Spiralelemente eine Kreisbewegung umeinander machen, wobei die Orientierung der Spiralelemente beibehalten wird. Man erhält dann erstaunlicherweise aus einer Doppelspirale zwei getrennte Einfach-Spiralen. Von besonderem Vorteil für die Weiterverarbeitung zu einem Spiralband, das als Papiermaschinenbespannung eingesetzt wird, ist dabei, dass die Spiralelemente eine Steigung gleich der doppelten Drahtstärke aufweisen und bei der Verarbeitung zu einem Spiralband daher bereits vor der Thermofixierung keine zugfedermässige Vorspannung aufweisen.
[0017] Das Verfahren zum Trennen einer Doppelspirale in zwei getrennte Einfach-Spiralen ist sehr einfach und kann daher mit hoher Geschwindigkeit durchgeführt werden. Ein einziges Trenngerät kann daher den Ausstoss mehrerer Spiralmaschinen verarbeiten, so dass der Vorteil der Kostenersparnis weitgehend erhalten bleibt.
[0018] Dieses Verfahren kann generell auf Mehrfach-Spiralen erweitert werden. So können z. B. auch drei Kunststoffdrähte parallel nebeneinander auf einen Wickeldorn aufgewickelt werden. Die Dreifachspirale kann dann in analoger Weise in drei einzelne Spiralen getrennt werden, indem die drei Spiralelemente unter Beibehaltung ihrer Orientierung um einen gemeinsamen Mittelpunkt gedreht werden. Jede der drei Spiralen hat dann eine Steigung gleich der dreifachen Drahtstärke.
[0019] Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Spirale nach dem Stand der Technik;
Fig. 2 eine aus zwei Spiralelementen bestehende Doppelspirale;
Fig. 3 eine Doppelspirale mit zwei gegeneinander versetzten Spiralelementen;
Fig. 4 ein Gerät zum Versetzen der beiden Spiralelemente einer Doppelspirale gegeneinander;
Fig. 5 im Schnitt die beiden über Drähte laufenden Spiralelemente von Fig. 4 und
Fig. 6 und 7 Spiralbänder aus Doppelspiralen.
Fig. 1 zeigt eine Spirale nach dem Stand der Technik. Die Steigung der Spirale ist grösser dargestellt, als sie bei den für die Herstellung eines Siebbandes verwendeten Spi- ralen tatsächlich ist. Üblicherweise haben die Spiralen eine Steigung gleich dem Drahtdurchmesser bis maximal dem zweifachen Drahtdurchmesser.
Fig. 2 zeigt eine Doppelspirale 3, die aus zwei ineinander verschlungenen Spiralelementen 1, 2 besteht. Bei den in Fig. 1 und 2 gezeigten Spiralen ist der Windungsabstand gleich. Bei der Doppelspirale hat dabei jedes Spiralelement 1 bzw. 2 für sich betrachtet die doppelte Steigung und ist auch der Steigungswinkel entsprechend grösser. Dies hat zur Folge, dass sich Doppelspiralen nicht in der gleichen Weise wie Einfachspiralen zu einem Spiralband vereinigen lassen. Wegen des grösseren Steigungswinkels der Windungen drücken sich zusammengefügte Doppelspiralen sofort wieder auseinander, d. h. trennen sich spontan und lassen nicht das Einschieben eines Steckdrahtes zu. Doppelspiralen müssten also mit geeigneten Mitteln zusammengehalten werden, damit ein Steckdraht eingeschoben werden kann. Dies würde jedoch das Herstellungsverfahren für das Spiralband derart komplizieren, dass die durch die Kapazitätserhöhungen der Spiralmaschinen gewonnene Kostensenkung wieder verloren ginge. Zu berücksichtigen ist hierbei, dass eine Doppelspirale für das Zusammenfügen zunächst so weit auseinander gezogen werden müsste, dass zwischen den Windungen ein Abstand besteht, der mindestens gleich dem Drahtdurchmesser ist, jedes Spiralelement 1, 2 hätte also eine Steigung gleich dem vierfachen Drahtdurchmesser.
Fig. 3 zeigt eine Doppelspirale 3, bei der die beiden Spiralelemente 1 bzw. 2 gegeneinander versetzt sind, so dass sich deren Windungen gegenseitig umschlingen. Zwei derartige Doppelspiralen lassen sich ineinanderfügen, da jede der versetzten Spiralelemente 1 bzw. 2 nur eine Steigung gleich dem doppelten Drahtdurchmesser aufweist. Bei der Herstellung kann die Doppelspirale damit ohne Windungsabstand, also Windung an Windung gewickelt werden. Es besteht allerdings das Problem, dass die beiden Spiralelemente 1, 2 sofort wieder zusammenrutschen, d. h. die in Fig. 2 gezeigte Stellung einnehmen, bei der die Längsachsen der Spiralelemente 1, 2 zusammenfallen, wenn die die Spiralelemente seitlich versetzenden Kräfte aufgehoben werden.
Fig. 4 zeigt eine Vorrichtung zum seitlichen Versetzen der Spiralelemente 1, 2 und zum Sichern dieser Versetzung. Die Vorrichtung weist eine Walze 11 auf und ein Walzenpaar 12, die mit gleicher Umfangsgeschwindigkeit angetrieben werden. Um die Walze 11 und durch den Spalt des Walzenpaares 12 sind zwei U-förmig gebogene, steife Drähte 13 gelegt. Jedes Spiralelement 1 bzw. 2 läuft so auf einen der beiden Drähte 13 auf, dass die Spiralelemente 1, 2 senkrecht zu ihrer Längsachse auseinander gezogen werden und damit zwei Spiralelemente mit sich umschlingenden Windungen erhalten werden. Dieses Verfahren ist vergleichbar dem in der deutschen Patentanmeldung P 32 20 517.1 beschriebenen Verfahren. Die Spiralelemente werden mittels der Walze 11 angetrieben und über die U-förmigen Drähte 13 geschoben. Die Anordnung der Walzen und die Form der Drähte 13 sind dabei so getroffen, dass die Drähte 13 nicht von den weitergeförderten Spiralen mitgenommen werden können.
Fig. 5 zeigt einen Schnitt durch die auf den Drähten 13 laufenden, versetzten Spiralelementen 1, 2. Der Querschnitt der Drähte ist in der Form und in den Abmessungen dem freien Hohlraum innerhalb der zusammenhängenden Spiralelemente angepasst.
[0020] In diesem seitlich versetzten Zustand wird in dem Spalt des Walzenpaares 12 ein Klebeband 14 zugeführt und auf die beiden Spiralelemente 1, 2 aufgebracht. Das Klebeband 14 vermeidet, dass die Spiralelemente 1, 2 wieder zusammenrutschen. Die mit dem Klebeband versehenen Spiralelemente werden nun in einer Kanne abgelegt und können ohne jede Schwierigkeit in der gleichen Weise wie Einfach-Spiralen zu einem Siebband zusammengefügt werden. Nach dem Zusammenfügen und Einbringen der Steckdrähte kann das Klebeband wieder entfernt werden.
[0021] Die Vorrichtung zum seitlichen Versetzen und Sichern der Versetzung der Spiralelemente ist im Aufbau einfach und lässt eine grosse Arbeitsgeschwindigkeit zu, so dass die von etwa zehn Spiralwickelmaschinen hergestellten Doppelspiralen mit einem einzigen derartigen Gerät verarbeitet werden können. Auch das Entfernen des Klebebandes ist einfach und verursacht keine wesentlichen Kosten.
[0022] Die Fig. 6 zeigt einen Ausschnitt aus einem Spiralband, das aus Doppelspiralen mit versetzten Spiralelementen hergestellt ist. Die Windungen eines Spiralelements einer Doppelspirale sind dabei jeweils zwischen den Windungen eines Spiralelements der folgenden Doppelspirale eingefügt und durch den in dem Überlappungsbereich der Windungen der beiden Spiralelemente gebildeten Kanal ist ein Steckdraht 6 geschoben. Wegen der unterschiedlichen Grösse der zwischen den Spiralelementen verbleibenden Öffnungen ist die Durchlässigkeit des in Fig. 6 gezeigten Spiralbandes nicht gleichförmig. Es kann daher bisweilen zweckmässig sein, auch zwischen den sich gegenseitig umschlingenden Windungen der Spiralelemente 1, 2 einer Doppelspirale zusätzliche Steckdrähte 7 einzuschieben. Die Gleichförmigkeit der Durchlässigkeit des Spiralbandes wird dadurch wesentlich verbessert.
[0023] Eine andere Möglichkeit der Verwendung von Doppelspiralen bei der Herstellung eines Spiralbandes besteht darin, dass man aus einer Doppelspirale zwei Einfachspiralen herstellt. Die Zerlegung einer Doppelspirale in zwei Einfachspiralen kann relativ einfach dadurch bewerkstelligt werden, dass man das eine Spiralelement einer Doppelspirale eine Kreisbewegung um das andere machen lässt, wobei beide Spiralelemente ihre Richtungsorientierung beibehalten. Jede der dabei gewonnenen Einfachspiralen besitzt dabei eine Steigung gleich der zweifachen Drahtstärke.
[0024] Auch dieses sehr einfache Verfahren kann mit hoher Geschwindigkeit durchgeführt werden und ist damit kein wesentlicher Kostenfaktor. Die auf diese Weise gewonnenen Einfachspiralen können in herkömmlicher Weise zu einem Spiralband vereinigt werden, und das Spiralband entspricht im Aufbau dem aus der DE-OS 29 38 221 bekannten.
dass sich die Windungen der beiden Spiralelemente (1,2) gegenseitig umschlingen.
dass jedes Spiralelement (1,2) eine Steigung gleich dem doppelten Durchmesser des Kunststoffdrahtes aufweist, aus dem die Spiralelemente (1,2) hergestellt sind.
dass die beiden Kunststoffdrähte parallel und ohne Verzwirnung aufgewickelt werden.
dass die Spiralen Doppelspiralen (3) sind;
dass vor dem Hinzufügen einer weiteren Doppelspirale (3) deren beide Spiralelemente (1,2) senkrecht zu ihrer Längsachse gegeneinander versetzt werden;
dass die beiden Spiralelemente (1,2) in dem versetzten Zustand gesichert werden und
dass dann das eine der beiden Spiralelemente (1) mit der vorausgehenden Spirale und das andere mit der nachfolgenden Spirale in Eingriff gebracht und durch Einschieben eines Steckdrahtes verbunden wird.
dass die beiden Spiralelemente (1,2) dadurch gegeneinander versetzt werden, dass jedes der Spiralelemente (1,2) auf ein Drahtstück (4) aufgeschoben wird.
dass die gegeneinander versetzten Spiralelemente (1,2) durch Aufbringen eines Klebstreifens (5) in ihrem versetzten Zustand gesichert werden.
dass zunächst die Spiralelemente (1, 2) einer Doppelspirale (3) getrennt werden, indem die beiden Spiralelemente (1, 2) eine Relativdrehung umeinander ausführen und dabei ihre Richtungsorientierung beibehalten und
dass dann die getrennten Spiralelemente (1, 2) als die Spiralen zusammengefügt und durch die Steckdrähte verbunden werden.
dass die Spiralen Doppelspiralen (3) sind, deren Spiralelemente (1,2) senkrecht zu ihrer Längsachse gegeneinander versetzt sind, wobei das eine Spiralelement (1) durch einen Steckdraht mit einem Spiralelement (21) der vorausgehenden Doppelspirale und das andere Spiralelement (2) mit einem Spiralelement (22) der nachfolgenden Doppelspirale verbunden ist.
dass die Spiralelemente (1,2) der Doppelspirale nur so weit gegeneinander versetzt sind, dass durch ihre sich überlappende Windungen ein Kanal gebildet wird, durch den ebenfalls ein Steckdraht (9) eingeschoben ist.