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Patent Searching and Data


Title:
CARRIER MATERIAL FOR A BELLOWS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/210655
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a carrier material for a bellows, in particular a bellows carrier material, comprising a fabric made at least in some areas of crossed threads. The threads are formed from of a twisted or non-twisted yarn which comprises fibers of aromatic polyester and of at least one of the following materials: - viscose; - wool; - cotton; - aromatic polyamide, in particular aramid.

Inventors:
HAMBUSCH, Philipp (Ernst-Wilm-Straße 3, Löhne, 32584, DE)
Application Number:
EP2018/062005
Publication Date:
November 22, 2018
Filing Date:
May 09, 2018
Export Citation:
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Assignee:
GUSTAV ERNSTMEIER GMBH & CO. KG (Bülowstraße 20, Herford, 32049, DE)
International Classes:
D02G3/02; B60D5/00; D03D15/00; F16P3/02
Domestic Patent References:
WO2013156787A12013-10-24
Foreign References:
EP2367972B
US20140272361A12014-09-18
DE4007862A11990-09-27
DE202014003941U12014-05-27
Attorney, Agent or Firm:
SCHOBER, Mirko (Gadderbaumer Str. 14, Bielefeld, 33602, DE)
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Claims:
PATENTANSPRUCHE 1. Trägermaterial für einen Faltenbalg, insbesondere Fal- tenbalgträgermaterial, umfassend ein Gewebe aus zumin- dest bereichsweise miteinander gekreuzten Fäden, dadurch gekennzeichnet,

dass die Fäden aus einem gezwirnten oder nicht gezwirn- ten Garn gebildet sind, welches Fasern aus aromatischem Polyester und wenigstens einem der nachfolgend aufge- führten Materialien aufweist:

- Viskose

- Wolle

- Baumwolle

- Aromatisches Polyamid, insbesondere Aramid. 2. Trägermaterial nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

dass das Garn 30% bis 60% aromatisches Polyester ent- hält, insbesondere 35% bis 45%, bevorzugt 40%. 3. Trägermaterial nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet,

dass das Garn 30% bis 50% aromatisches Polyamid ent- hält, insbesondere 35% bis 45%, bevorzugt 40%. 4. Trägermaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

dass das Garn 10% bis 30% Viskose enthält, insbesondere 15% bis 25%, bevorzugt 20%.

5. Trägermaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

dass das Garn ausschließlich aromatisches Polyester so- wie Viskose und aromatisches Polyamid enthält, insbe- sondere 40% aromatisches Polyester sowie 20% Viskose und 40% aromatisches Polyamid. 6. Trägermaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

dass das Gewebe ein spezifisches Gewicht von 100 g/m2 bis 300 g/m2, insbesondere von 150 g/m2 bis 250 g/m2, bevorzugt von 200 g/m2 aufweist. 7. Trägermaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

dass das Garn eine Gamfeinheit von Nm 40/2 bis Ntn 70/2, insbesondere von Nm 50/2 bis Nm 60/2, bevorzugt von Nm 55/2 oder von Nm 40/1 bis Nm 70/1, insbesondere von Nm 50/1 bis Nm 60/1, bevorzugt von Nm 55/1 auf- weist . 8. Trägermaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

dass das Gewebe in eine Längsrichtung verlaufende Kett- fäden und in eine Querrichtung zu den Kettfäden verlau- fende Schussfäden aufweist, wobei die Fadendichte des Gewebes von 27 bis 31, insbesondere von 28 bis 30, be- vorzugt 29 Kettfäden pro cm und von 19 bis 23, insbe- sondere 20 bis 22, bevorzugt 21 Schussfäden pro cm be- trägt.

9. Trägermaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

dass das Gewebe eine Köperbindung, insbesondere mit der Bindungsformel K 2/1, aufweist. 10. Trägermaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

dass das Gewebe eine antistatische Faser besitzt. 11. Faltenbalgmaterial, umfassend ein Trägermaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche. 12. Faltenbalgmaterial nach Anspruch 12,

dadurch gekennzeichnet,

dass das Trägermaterial eine wenigstens einseitige Be- schichtung aufweist.

13. Faltenbalg, umfassend ein Faltenbalgmaterial nach An- spruch 11 oder 12.

Description:
TRÄGERMATERIAL FÜR EINEN FALTENBALG

TECHNISCHES GEBIET

Die Erfindung betrifft ein Trägermaterial gemäß dem Oberbe- griff von Anspruch 1. Weiterhin betrifft die Erfindving ein Faltenbalgmaterial mit den Merkmalen von Anspruch 11 sowie einen Faltenbalg mit einem solchen Faltenbalgmaterial gemäß den Merkmalen von Anspruch 13.

STAND DER TECHNIK Im praktischen Einsatz unterliegen Faltenbälge mitunter ho- hen mechanischen und thermischen Belastungen. Dabei weisen vor allem die Faltenkanten, Faltenecken bzw. Faltenzwickel einen hohen Verschleiß auf, dem - neben etwaigen abrasiven Einwirkungen - insbesondere deren dynamisches Knicken durch fortwährendes gegeneinander Verschwenken der Flanken jeder Falte zugrunde liegt. Aus DE 20 2014 003 941 Ul geht ein Trägermaterial für einen Faltenbalg hervor, welches ein Ge- webe aus zumindest bereichsweise miteinander gekreuzten Fä- den aufweist. Durch eine spezielle Bindungsformel für das Gewebe, die das Auslassen eines Kett- oder Schussfadens so- wie diagonal verlaufende Fäden vorsieht, soll das Trägerma- terial eine Entlastung erfahren.

Hierdurch konzentrieren sich die Knickbelastungen nicht auf die einzelnen Faltenkanten, Faltenecken bzw. Faltenzwickel, sondern werden auf demgegenüber breitere Bereiche des Trä- germaterials verteilt. Hierzu liegt dem Gewebe eine mitun- ter aufwendige Bindungsformel zugrunde. Bei der Verwendung für Faltenbälge kann das vorgegebene Muster eine mitunter aufwendige Einhaltung der Strukturrichtung verlangen.

DIE ERFINDUNG Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrun- de, ein gattungsgemäßes Trägermaterial sowie ein entspre- chendes Faltenbalgmaterial und einen daraus gefertigten Faltenbalg dahingehend weiterzuentwickeln, dass deren Dau- erbeständigkeit insgesamt erhöht ist.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht nach der Erfindung in ei- nem Trägermaterial mit den Merkmalen von Anspruch 1. Wei- terhin wird diese Aufgabe durch ein Faltenbalgmaterial mit den Merkmalen von Anspruch 11 sowie durch einen Faltenbalg gemäß den Merkmalen von Anspruch 13 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der jeweils abhängigen Un- teransprüche .

Die Erfindung geht dabei von dem grundlegenden Gedanken aus, die Fäden des Gewebes aus gezwirntem oder nicht ge- zwirntem Garn zu bilden, der wenigstens Fasern aus aromati- schem Polyester aufweist, welches insbesondere durch Poly- kondensation von 4-Hydroxybenzolsäure and 6-Hydroxynaph- thalen-2-carboxyl-säure hergestellt ist. CDie Faser ist be- vorzugt damit aus einem Flüssigkristallpolymer (FKP bzw. LCP = "Liquid Crystal Polymer") mit folgender Molekular- struktur gebildet:

Der aromatische Polyester liegt als Fasermaterial vor, was dessen direkte Verwendung für textile Flächengebilde ermög- licht. Neben aromatischem Polyester umfasst das erfindungs- gemäße Trägermaterial weitere Fasern aus wenigstens einem der nachfolgend genannten Materialien:

- Viskose

- Wolle

- Baumwolle

- aromatisches Polyamid, insbesondere Aramid.

Durch den Einsatz von aromatischem Polyester lassen sich überaus vorteilhafte Eigenschaften für das Trägermaterial erreichen, die sich in einer hohen Festigkeit, insbesondere Zugfestigkeit, und Weiterreißkraft sowie einer sehr guten Knickbeständigkeit äußern. Je nach Zusammensetzung des er- findungsgemäßen Trägermaterials konnte eine Beständigkeit von über 500.000 bis 1.000.000 Knickzyklen gem. Bally Test nach DIN 53351 erreicht werden, bis dieses einriss bzw. es zur Lochbildung kam. Handelsübliche Faltenbalgmaterialien weisen dagegen eine deutlich geringere Langlebigkeit auf, die von 40.000 bis 100.000 Knickzyklen gem. Bally Test nach DIN 53351 bis zum Versagen reicht.

Gemäß einer besonders bevorzugten Weiterbildung des grund- sätzlichen Erfindungsgedankens kann das Garn des Trägerma- terials 30% bis 60% aromatisches Polyester enthalten. Durch die Beschränkung auf diesen Bereich konnten die ohnehin be- reits vorteilhaften Eigenschaften des erfindungsgemäßen Trägermaterials weiter verbessert werden.

Insbesondere kann das Garn 35% bis 45% an aromatischem Po- lyester enthalten, um ein bevorzugtes Verhältnis gegenüber dem restlichen Fasermaterial zu erhalten. Besonders bevorzugt kann das Garn 40% an aromatischem Poly- ester enthalten.

In Bezug auf die Verwendung von aromatischem Polyamid als weiteres Fasermaterial kann das Garn des Trägermaterials 30% bis 50% aromatisches Polyamid enthalten. Das aromati- sche Polyamid kann generell als Aramid, insbesondere Paraaramid oder Metaaramid, vorliegen. Neben dessen hoher Festigkeit erweist sich aromatisches Polyamid als überaus vorteilhaftes Flammschutzmittel, welches dem erfindungsge- mäßen Trägermaterial zur Erfüllung brandschutztechnischer Anforderungen verhilft. Zudem weist aromatisches Polyamid eine nur geringe Sprödigkeit auf, insbesondere im Vergleich zu anderen Fasern aus Polyacrylnitril . Insbesondere kann das Garn 35% bis 45% an aromatischem Po- lyamid enthalten, um ein bevorzugtes Verhältnis gegenüber dem restlichen Fasermaterial zu erhalten. Besonders bevorzugt kann das Garn 40% an aromatischem Poly- amid enthalten.

Nach einer bevorzugten Weiterentwicklung des erfindungsge- mäßen Trägermaterials wird es als vorteilhaft angesehen, wenn das Garn des Gewebes 10% bis 30% Viskose enthält. Bei der hier zu verwendenden Viskose kann es sich in besonders bevorzugter Weise um Viskose FR ("Flame Retardant"), also um schwerentflammbare Viskosefasern handeln. Dies vor allem im Hinblick auf die Erfüllung brandschutztechnischer Anfor- derungen, insbesondere in der bevorzugten Kombination mit Faser aus aromatischem Polyamid, insbesondere Aramidfasern. Viskose erhöht im besonderen Maße die Geschmeidigkeit des Trägermaterials, was einer etwaigen Sprödheit vorteilhaft entgegenwirkt. Zudem dient Viskose innerhalb des erfin- dungsgemäßen Trägermaterials als Haftungsträger, so dass dieses auf einfache Weise beispielsweise mit einer dauer- haften Beschichtung ausgestattet werden kann.

Insbesondere kann das Garn 15% bis 25% an Viskose enthal- ten, um ein bevorzugtes Verhältnis gegenüber dem restlichen Fasermaterial zu erhalten.

Besonders bevorzugt kann das Garn 20% an Viskose enthalten. Im Rahmen der Erfindung kann Viskose durch Wolle ergänzt oder in den zuvor genannten Größenordnungen ersetzt werden. Der Ersatz von Viskose durch Wolle weist ähnliche oder gleiche Eigenschaften wie zuvor beschrieben auf.

Im Rahmen der Erfindung kann Viskose durch Baumwolle er- gänzt oder in den zuvor genannten Größenordnungen ersetzt werden. Der Ersatz von Viskose durch Baumwolle weist ähnli- che oder gleiche Eigenschaften wie zuvor beschrieben auf, wobei Baumwolle in Gegenwart von Feuer ein Glimmen aufwei- sen kann. Insofern sollte der Anteil an Baumwolle auf maxi- mal 20% reduziert werden oder gar völlig entfallen, sofern das Trägermaterial höchste brandschutztechnische Anforde- rungen erfüllen soll bzw. muss.

Gemäß einer vorteilhaften Zusammensetzung für das erfin- dungsgemäße Trägermaterial kann dessen Garn ausschließlich aromatisches Polyester sowie Viskose und aromatisches Poly- amid, insbesondere Aramid, enthalten. Besonders bevorzugt kann das Garn 40% an aromatischem Polyester sowie 20% an Viskose und 40% an aromatischem Polyamid, insbesondere Aramid in Gestalt von Paraaramid oder Metaaramid, umfassen, was ein überaus vorteilhaftes Verhältnis in Bezug auf Halt- barkeit für das erfindungsgemäße Trägermaterial ermöglicht.

Ein günstiges spezifisches Gewicht für das Gewebe des er- findungsgemäßen Trägermaterials wird in einem Bereich von 100 g/m 2 bis 300 g/m 2 gesehen. Hierdurch ergibt sich eine vorteilhafte Performance, die insbesondere für den Einsatz- zweck als Faltenbalgmaterial in Bezug auf die Dicke des Ma- terials bei Werten unterhalb von 100 g/ra 2 und oberhalb von 300 g/m 2 nicht mehr gegeben ist. So ist das Gewebe bei- spielsweise bei einem Gewicht oberhalb von 300 g/m 2 zu steif, unflexibel und zu dick, um die erforderliche Knick- fähigkeit zu gewährleisten. Unterhalb von 100 g/m 2 ist die- ses demgegenüber zu dünn, zu flexibel und zu leicht, um den Anforderungen beispielsweise in Bezug auf Formhaltung der Falten gerecht zu werden. Insbesondere kann das Flächengewicht des Gewebes von 150 g/m 2 bis 250 g/m 2 reichen, um ein bevorzugtes Verhältnis in Bezug auf die gewünschte Performance zu erhalten.

Besonders bevorzugt kann das Flächengewicht des Gewebes bei 200 g/m 2 liegen.

Mit Blick auf das zum Gewebe des Trägermaterials verarbei- tete Garn ist vorgesehen, dass dessen Garnfeinheit von Nm 40/2 bis Nm 70/2 betragen kann. Hierbei handelt es sich um zwei mit-einander verzwirnte Fäden mit einer jeweiligen Feinheit Garnnummer) im Bereich von Nm 80 bis Nm 140. Er- findungsgemäß kann auch ein einfaches, also nicht gezwirn- tes, Garn eingesetzt werden, bevorzugt mit Garnnummern im Bereich von Nm 40/1 bis Nm 70/1.

Insbesondere kann das Garn eine Garnfeinheit von Nm 50/2 bis Nm 60/2 oder Nm50 /l bis Nm60/1 aufweisen, um ein be- vorzugtes Verhältnis in Bezug auf die gewünschte Perfor- mance zu erhalten. Besonders bevorzugt kann das Garn eine Garnfeinheit von Nm 55/2 bzw. Nm55/1 aufweisen.

Das Gewebe weist gewöhnlich in eine Längsrichtung verlau- fende Kettfäden und in eine Querrichtung zu diesen Kettfä- den verlaufende Schussfäden auf. In Bezug auf die Faden- dichte wird es als vorteilhaft angesehen, wenn diese von 27 bis 31 Kettfäden pro cm beträgt. D.h., dass die Anzahl der Kettfäden in Bezug auf einen Zentimeter von 27 bis 31 Fäden bzw. Garne beträgt.

Insbesondere kann die Fadendichte des Gewebes von 28 bis 30 Kettfäden pro cm betragen, um ein bevorzugtes Verhältnis in Bezug auf die gewünschte Performance zu erhalten.

Besonders bevorzugt kann die Fadendichte des Gewebes 29 Kettfäden pro cm betragen.

In Bezug auf die Fadendichte wird es in diesem Zusammenhang als vorteilhaft angesehen, wenn diese von 19 bis 23 Schuss- fäden pro cm beträgt. D.h., dass die Anzahl der Schussfäden in Bezug auf einen Zentimeter von 19 bis 23 Fäden bzw. Gar- ne beträgt. Insbesondere kann die Fadendichte des Gewebes von 20 bis 22 Schussfäden pro cm betragen, um ein bevorzugtes Verhältnis in Bezug auf die gewünschte Performance zu erhalten.

Besonders bevorzugt kann die Fadendichte des Gewebes 21 Schussfäden pro cm betragen. In Bezug auf die mögliche Webart des Gewebes wird es als vorteilhaft angesehen, wenn dieses eine Köperbindung, ins- besondere mit der Bindungsformel K 2/1, aufweist. In Abhän- gigkeit davon, ob in Bezug auf die Anzahl der oben liegen- den Fäden die Kettfäden oder die Schussfäden überwiegen, kann es sich zudem um einen Kettköper oder einen Schusskö- per handeln. Durch die bevorzugte Aufteilung der Kett- und Schussfäden von "2/1" ergibt sich ein vorteilhafter Kett- köper, der auf seiner Oberseite mehr Kett- als Schussfäden aufweist .

Aufgrund der Köperbindung ("Köper" bzw. "Twill") ergibt sich das für diese Webart typische Muster mit parallel zu- einander verlaufenden schrägen Linien (Köpergrat) . Je nach Richtung dieses Grats kann das Gewebe einen S-Grad-Köper (von links oben nach rechts unten) oder einen Z-Grad-Köper (von links unten nach rechts oben) aufweisen. Das eigentli- che Muster entsteht durch die Anordnung der Bindungspunkte von Kett- und Schussfäden, welches treppenartig angeordnet ist. Je nach Fadendichte des Gewebes verleiht dessen Köper- bindung dem Trägermaterial an die jeweiligen Anforderungen anpassbare Eigenschaften, die beispielsweise von strapa- zierfähig über locker bis hin zu weich variieren können.

Grundsätzlich liegt der besondere Vorteil in der hohen Fes- tigkeit von Geweben mit Köperbindung, welche insbesondere im Einsatz als Faltenbalgmaterial entsprechende Vorteile in Bezug auf Belastbarkeit und Langlebigkeit bieten. Selbstverständlich kann das Gewebe des erfindungsgemäßen Trägermaterials auch eine bzw. mehrere antistatische Fasern besitzen. Hierbei kann es sich um in der Regel synthetische Fasern handeln, die eine nur geringe oder nicht vorhandene Eigenschaft zur statischen Aufladung besitzen. Hierzu kann grundsätzlich jede Faser so ausgerüstet werden, dass diese elektrisch leitfähig ist bzw. antistatische Eigenschaften mit sich bringt . Auf diese Weise kann eine etwaige stati- sche Aufladung des Trägermaterials wirksam verhindert wer- den.

Statische Aufladungen können sich beispielsweise durch Rei- bung ergeben, so wie sie etwa zwischen den Flanken der ein- zelnen Falten eines Faltenbalgs entstehen kann.

Das nunmehr vorgestellte erfindungsgemäße Trägermaterial weist überaus vorteilhafte Eigenschaften in Bezug auf des- sen Festigkeit und Knickbeständigkeit auf, so dass sich au- ßerordentlich hohe Standzeit insbesondere in den knickbe- lasteten Bereichen eines Erzeugnisses erreichen lassen, beispielsweise bei einem Faltenbalg.

Weiterhin ist die Erfindung auf ein Faltenbalgmaterial ge- richtet, welches das zuvor beschriebene erfindungsgemäße Trägermaterial umfassen oder aus diesem gebildet sein kann. Somit dient das erfindungsgemäße Faltenbalgmaterial aus- schließlich zur Herstellung von Faltenbälgen.

Die sich aus dem erfindungsgemäßen Faltenbalgmaterial erge- benden Vorteile wurden bereits zuvor im Zusammenhang mit der Vorstellung des erfindungsgemäßen Trägermaterials näher erläutert, so dass an dieser Stelle zunächst auf die vorhe- rigen Ausführungen hierzu verwiesen wird. Gemäß einer bevorzugten Weiterentwicklung des erfindungsge- mäßen Faltenbalgmaterials kann das Trägermaterial eine we- nigstens einseitige Beschichtung aufweisen. D.h., dass auf wenigstens eine Deckfläche bzw. -seite des Trägermaterials zumindest bereichsweise eine Beschichtung aufgebracht sein kann. Selbstverständlich kann eine solche Beschichtung auch beidseitig und insofern auf beiden voneinander weg weisen- den Deckseiten des Trägermaterials zumindest bereichsweise angeordnet sein. Die Beschichtung kann auf die Oberfläche des Gewebes aufgebracht sein und/oder dieses zumindest teilweise durchtränken.

Als mögliche Beschichtungen sind beispielsweise solche denkbar, die die Dichtheit des Gewebes vor Fluiden und/oder dessen Beständigkeit gegenüber angreifenden Medien und/oder Temperaturen verbessern. Hierzu eignen sich Ausstattungen wie etwas PU- und/oder Silikonbeschichtungen. Denkbar ist auch eine zumindest teilweise Aluminisierung der Oberflä- che. Die Beschichtung ermöglicht es, dass Stegrahmen (bspw. aus PVC) mit dem beschichteten Gewebe thermisch ver- schweißt, vernäht oder auch verklebt werden können.

Letztlich ist die Erfindung auf einen Faltenbalg gerichtet, der ein wie zuvor beschriebenes erfindungsgemäßes Falten- balgmaterial umfasst oder aus diesem gebildet ist. Die sich aus dem erfindungsgemäßen Faltenbalg ergebenden Vorteile wurden bereits zuvor im Zusammenhang mit der Vor- stellung des erfindungsgemäßen Trägermaterials und/oder des erfindungsgemäßen Faltenbalgmaterials näher erläutert, so dass an dieser Stelle auf die vorherigen Ausführungen hier- zu verwiesen wird.

Im Rahmen der Erfindung wird unter einem Faltenbalg sowohl eine umfangsseitig geschlossene als auch eine wenigstens einseitig offene Ausgestaltung verstanden. So kann ein Fal- tenbalg im Sinne der Erfindung eine einzelne gerade oder gekrümmte, insbesondere mehrfach gekrümmte, Wand ausbilden.