KG INDUSTRIEGEWEBE-TECHNIK V�HRINGER, Fritz.
| 1. | // DOPPELLAGIGES PAPIERMASCHINENSIEB MIT GROB STRUKTURIERTER LAUFSEITE UND FEIN STRUKTURIERTER PAPIERSEITE PATENTANSPRÜCHE Doppellagiges Papiermaschinensieb mit grob strukturier¬ ter Laufseite und fein struktu ierter Papierseite, beste¬ hend aus einem Längsfadensatz (1) und wenigstens zwei Quer¬ fadensätzen (2, 4), die mit einem wenigstens sechsschäfti gen Rapport miteinander verwebt sind, so daß ein Querfaden¬ satz auf der Laufseite eine vorgelagerte Verschleißebene bildet und die restlichen Querfäden oder Querfadensätze auf der Papierseite angeordnet sind und sich in Bezug auf Durch messer und/oder Län. |
| 2. | ge der Fl ottierungen unterscheiden könne dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß wenigstens Teile der laufseitigen Querfäden (4a, 4b) Mehrlingsfäden aus je¬ weils mindestens zwei eng benachbarten Fäden bilden, die von verschiedenen Längsfäden eingebunden sind. |
| 3. | Doppallagiges Papiermaschinensieb nach Anspruch 1 , da¬ durch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Mehrlingsfä' den Fadenzwillinge und/oder Fadendrillinge und/oder Faden^ Vierlinge und/oder Fadenfünflinge bilden. /. |
| 4. | Doppallagiges Papiermaschinensieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n z e c h n e t , daß sich die einzelnen Fäden der Mehrlingsfäden wenigstens teilweise einander berühren. |
| 5. | Doppellagiges Papiermaschinensieb nach einem der An¬ sprüche 1 bis 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die beiden Fäden eines Zwill ngsfadenpaares um n/2 Längsfäden gegeneinander versetzt sind, wobei n die Rap portzahl ist. |
| 6. | Doppellagiges Papiermaschinensieb nach einem der An¬ sprüche 1 bis 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die beiden Längsfäden, die je einen der beiden Fäden eines Zwillingsfadenpaares einbinden, mit den übrigen Querfäden, außer den Zwill ingsfäden selbst, innerhalb des Rapports in gleicher Weise verwebt sind. |
| 7. | Doppellagiges Papiermaschineπsieb nach einem der An Sprüche 1 bis 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß sich mindestens zwei papierseitige Querfadensätze (2a, 2b), deren Material und/oder Durchmesser gleich oder verschieden sein können, und der laufseitige Querfaden¬ satz (4) in der Länge ihrer Fl ottierungen unterscheiden. |
| 8. | Doppellagiges Papiermaschinensieb nach einem der An¬ sprüche 1 bis 6, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die den Mehrlingsfaden bildenden einzelnen Fäden sich in Bezug auf Material und/oder Durchmesser untereinander unterscheiden. |
Die Erfindung betrifft ein doppel 1 agiges Papiermaschinen¬ sieb gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Seit langem ist es der Wunsch der Papiermacher, daß bei der Herstellung von Papiermaschinensieben die Papierseite mit einer möglichst engmaschigen Struktur versehen wird, um ei¬ ne optimale Faserablage bei möglichst hoher Retention und völliger Markierungsfreiheit zu erreichen, während die Lauf- seite des Siebes zur Erzielung einer guten Entwässerung des Papierstoffs grobmaschig ausgebildet wird, wodurch darüber- hinaus die Verschmutzungsanfälligkeit verringert und die Reinigungsmöglichkeiten verbessert werden sollen. Dazu kommt, daß die Laufseite durch entsprechenden Materialein¬ bau ausreichend verschleißfest sein soll , so daß zumindest die heute bei doppellagigen Sieben üblichen Laufzeiten er¬ reicht werden. Zur Erzielung der obigen Qualitätsmerkmale bei doppellagigen Papiermaschinensieben sind in den letzten Jahren erhebliche Fortschritte erreicht worden, ohne daß je¬ doch Siebe bereitgestellt werden konnten, die den modernen,
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schnellen und leistungsfähigen, aber auch empfindliche¬ ren Druckverfahren insoweit in vollem Umfang entsprechen, daß sie Papiere höchster Qualität liefern können. Auch die sogenannten Verbundsiebe, die aus zwei kompletten, miteinander verbundenen Geweben bestehen, konnten bisher die durch die geforderten Papierqualitäten gestellten An¬ forderungen nicht voll erfüllen.
In diesem Zusammenhang sei beispielshalber die US-PS 4,112,982 erwähnt, die zweilagige Siebe beschreibt, wel¬ che durch Querflottierungen auf der Papierseite gekenn¬ zeichnet sind sowie durch grobe Strukturierung der Lauf¬ seite mittels relativ dicker Querfäden relativ geringer Zahl. Die Praxis hat in diesem Zusammenhang gezeigt, daß mit den feinen Längsfäden der bekannten doppel 1 agigen Ge¬ webe auf der Laufseite nur Querfäden ähnlicher Dicke ein¬ gebunden werden können, und bei zunehmendem Durchmesser der Querfäden die Schußl ufereigenschaft immer mehr ver¬ loren geht, d.h. , der Abstand der durch Querfadenfl ottie- rungen gebildeten Verschleißebene zur Ebene der Längsfa- denkröpfungen wird immer- geringer. Dadurch werden die Längsfäden zu früh dem Verschleiß ausgesetzt mit der Fol¬ ge, daß ein schneller Verlust an Längsstabil tät eintritt, was schließlich zum Querreißen des Siebes bei verminderter Laufzeit führt.
Die Aufgabe der Erfindung besteht also darin, das doppel- lagige Papiermaschinensieb der genannten Art so weiterzu¬ bilden, daß es den eingangs genannten Forderungen, die an derartige Siebe gestellt werden, nämlich Feinmaschigkeit auf der Papferseite und Grobmaschigkeit auf der Laufseite bei gleichzeitigem optimalen Verschleißverhalten in höhe¬ rem Maß entspricht, so daß diese Eigenschaften Papiere höchster Qualität entstehen lassen, die für die modernen, besonders empfindlichen Druckverfahren in hohem Maße ge¬ eignet sind.
Diese Aufgabe wird gemäß dem Kennzeichen des Anspruchs 1
gelöst. Der Grundgedanke dieser Lösung besteht darin, an¬ stelle eines dicken, nur noch schwer kröpfbaren Querfadens mehrere Querfäden einzuweben, wobei die Einzelfäden noch gut kröpfbar sind. Dadurch erhalten die erfindungsgemäßen S ebe ähnliche positive Eigenschaften wie die sogenannten Verbundsiebe, ohne jedoch deren Nachteile zu übernehmen. Darüberhinaus ist die Herstellung der erfindungsgemäßen Siebe aufgrund der Tatsache, daß sie nur ein Längsfaden- system enthalten und keine Bindefäden benötigen, weniger ko pl i zi ert.
In den Fällen, in denen erfindungsgemäß die Verstärkung der Laufseite des doppel 1 agi gen Siebgewebes mit Hilfe von Fadenpaaren geschieht, könnten diese mit "Zwi 11 ingsfäden" bezeichnet werden, gebildet aus aufeinanderfolgenden, quer verlaufenden Fäden, die in geringem Abstand vonein¬ ander angeordnet sind und sich im Grenzfall sogar berüh¬ ren, jedoch ke<ine Doppelfäden bilden, da sie nicht wie diese von den gleichen, sondern von verschiedenen Längs- fäden eingebunden sind.
Nun sind Zwillingsf den aus diesem Bereich der Technik be¬ kannt, wie aus der US-PS 4,231 ,401 und der DE-PS 30 44 762 entnehmbar ist. Solche Zwillingsf den; für die der Begriff "Schußpaarigkei t" geprägt wurde, sind aber bisher in die¬ sem Zusammenhang nur als negative Erscheinung aufgetreten bzw. erkannt worden, die es zu vermeiden bzw. zu beseiti¬ gen galt.
Die Erfindung, die die bindungsmechanischen Ursachen des Zwill ingseffektes aufklärt, ermöglicht es nun, daß dieser Effekt in besonderem Maße zur Lösung der oben genannten Aufgabe beitr gt und zu einer Verbesserung der Laufzeiten bei doppellagigen Sieben führt. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Dabei sind die Ansprü¬ che 4 und 5 auf die bindungstechnische Lehre zur Bildung von Schußfadenpaaren auf der Laufseite des Gewebes gerich-
tet, wonach die beiden Fäden eines Zwi 11 ingsfadenpaares zweckmäßigerweise um n/2 Längsfäden gegeneinander ver¬ setzt sind, wobei n die Rapportzahl ist und/oder die bei¬ den Längsfäden, die je einen der beiden Fäden eines Zwil¬ lingsfadenpaares einbinden, sind vorteilhafterweise mit den übrigen Querfäden außer den Zwi 11 ingsfäden selbst in¬ nerhalb des Rapports in gleicher Weise verwebt. Hierdurch wird die Anordnung der Einbindepunkte der laufseitigen Querfäden innerhalb des Gesamtrapports, der aus zwei Teil¬ rapporten besteht, zum Gegenstand einer besonderen Ausbil¬ dung, bei der die Anordnung der formierseitigen Längs- und Querkröpfungen in den besagten Teil rapporten übereinstim¬ mend ist.
Die Tatsache, daß bei diesen vorteilhaften Ausgestaltungen die Struktur der Papier- oder Formierseite nicht erwähnt wird, bedeutet, daß der Erfindungsvorschlag auf an sich be¬ liebige doppellagige Bindungsmuster angewendet werden kann,
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung, die Ge¬ genstand des Anspruches 6 ist, unterscheiden sich die pa- pierseitigen Querfadensätze untereinander und von den lauf¬ seitigen in der Länge ihrer Fl ottierungen zu dem Zweck, unter Beibehaltung einer sehr feinmaschigen Formierseite eine ziemlich offenmaschi ge Laufseite zu schaffen, in die möglichst viel Verschleißmaterial eingebaut werden kann. Material und/oder Durchmesser der papierseiti gen Querfa¬ densätze können gleich oder verschieden sein.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeich¬ nung dargestellten Airsführungsbeipiel e näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht der Papier- und Fαsgrnierseite eines bekannten doppel 1 agigen Papiermascninensiebgewebes mit sieben Schäften (Rapportzahl 7),
Fig. 1a) eine Draufsicht der Laufseite und damit Ver¬ schleißseite des Gewebes von Fig. 1 ,
Fig. 2 eine Draufsicht der Laufseite eines erfindungs¬ gemäßen, mit sogenannten Zwi 11 ingsfäden verse¬ henen Papiermaschinengewebes mit vierzehn Schäf¬ ten (Rapportzahl 14),
Fig. 3 eine Draufsicht der Laufseite einer anderen Aus^ führungsform des erfindungsgemäßen Gewebes mit zehn Schäften (Rapportzahl 10), wobei die Längs- fadenstel 1 ung offen ist und die papiersei ti gen Querfäden über vier aufeinanderfolgende Längsfä¬ den flottieren,
Fig. eine Draufsicht der Formierseite einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gewebes, wobei die laufseitigen Zwillingsfäden dreizehn Längsfäden überspannen und wie bei der Ausfüh¬ rungsform nach Fig. 2 angeordnet sind,
Flg. einen Abdruck der Laufseite eines bekannten sie- benschäfti gen Siebgewebes in 6,5-facher Vergröße¬ rung, und
Fig. 6 einen Abdruck der Laufseite eines erfindungsge¬ mäßen Siebgewebes mit Zwillingsfäden, wobei Bin¬ dung und Feinheit " dem Siebgewebe von Fig. 5 ent¬ sprechen .
Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Siebgewebe geht man zweckmäßigerweise so vor, daß zunächst ein bewährtes Bin¬ dungsmuster, das f ü r die Herstellung von feinsten Papieren hervorragend geeignet ist, ausgewählt wird. Ein solches Muster ist in den Fig. 1 und 1a) dargestellt, wobei Fig. 1 die Papier- oder Formiersei te eines bekannten doppel 1 agigen Gewebes mit sieben Schäften zeigt und Fig. 1a) dessen Lauf¬ seite. Ein Längsfadensatz 1 ist hier mit a, b, c, d, e, f
und g " bezeichnet. Die formierseiti gen Querfäden sind mit 2 und die verschleißseiti gen mit 3 bezeichnet.
In diesem Bindungsmuster werden nun - wie aus Fig. 2 er- sichtlich - die verschl eißseiti gen Querfäden 3 durch Zwil¬ lingsfäden 4a, 4b ersetzt, also durch Fadenpaare aus auf¬ einanderfolgenden, querverlaufenden Fäden, die sich bei diesem Ausführungsbeispiel berühren, und - wie ersicht¬ lich - sich von den bekannten Doppelfäden dadurch unter- scheiden, daß sie nicht wie diese von den gleichen, son¬ dern von verschiedenen Längsfäden eingebunden sind.
Die Formierseite, also Papierseite, bleibt unverändert, was bedeutet, daß diese Gewebeseite bei der Ausführungs- form nach Fig. 2 derjenigen von Fig. 1 entspricht, wobei beim vierzehnschäftigen Gewebe von Fig. 2 sich die Teil- rapporte g, f, e, d, c, b, a, ... g' , e' , d 1 , c', b' , a' , nur auf der Laufseite unterscheiden -
Durch gegenseitiges Verschieben der Einzelfäden 4a, 4b eines Zwillingspaares um n/2 Längsfäden, wobei n die Schaftzahl bzw. Rapportzahl bedeutet, ergibt sich der ma¬ ximale Abstand zwischen den Einbindungspunkten der Fäden eines Paares in Querrichtung, wodurch die abweisende Kraft zwischen diesen Fäden auf ein Minimum reduziert " wird. Die Einbindungspunkte eines zweiten Fadens eines Paares und des ersten Fadens des folgenden Paares von Zwill ingsfäden haben aber stets einen geringeren Abstand. Somit besteht also zwischen diesen beiden Fäden eine höhere abweisende Kraft. Darunter versteht man den Widerstand, den die Kett¬ fäden, die sich nach dem zuletzt eingewebten Schußfaden kreuzen, um diesen einzubinden, dem folgend einzuwebenden Schußfaden entgegensetzen. Dieser Widerstand ist umso größer, je näher die gekreuzten Kettfäden beeinander sind. Dieser Zwillings- oder Paarbildungseffekt wird noch ver¬ stärkt dadurch, daß die beiden Längsfäden, die je einen der beiden Fäden eines Zwillingsfadenpaares einbinden, mit den übrigen Querfäden, außer den Zwillingsfäden selbst,
innerhalb des Rapports in gleicher Weise verwebt sind. Dies bedeutet, bezogen auf die in Fig. 2 gezeigte Lauf¬ seite des Gewebes, daß die Einzelfäden 4a, 4b eines Zwil¬ lingsfadenpaares an einander entsprechenden Stellen zwei- er benachbarter Teilrapporte a, ... g; a' , ... g 1 einge¬ bunden werden; man sagt auch, die genannten Fäden werden "auf den gleichen Platz gewebt".
Der so erzeugte Zwillingseffekt ist so stark, daß sich bei vielen Ausführungsformen solcher Gewebe die Eizelfä- den eines Zwillingsfadenpaares wie Doppelfäden berühren. Dies ist jedoch keine notwendige Bedingung für die Errei¬ chung des angestrebten, eingangs genannten Ziels.
Da die Zwillingsfäden 4a, 4b in zwei nebeneinanderliegen¬ den Tei 1 rapporten auf den gleichen Platz gewebt werden, wird die papi ersei ti ge Oberfläche, also Formierseite des Gewebes durch die Zwillingsfäden der Laufseite nicht ge¬ stört. Wi d also eine ursp üngliche Bindung mit gering- ster Markierungsneigung ausgewählt, so bleibt diese Eigen¬ schaft auch dann erhalten, wenn, wie oben erläutert, die verschleißseiti gen bzw. laufseitigen Querfäden 3 (Fig. 1a) durch die Zwillingsfäden 4a, 4b ersetzt werden. Es ver¬ steht sich, daß nicht jeder laufsei tige Querfaden des aus- gewählten ursprünglichen Bindungsmusters durch ein Zwil¬ lingsfadenpaar ersetzt werden muß, vielmehr kann auch nur jeder zweite ursprüngliche Querfaden durch ein Zwillings¬ fadenpaar ersetzt werden. Die üb igen Querfäden behalten dann ihre ursprüngliche Anordnungsform, können aber auch ganz wegfallen, falls dies gewünscht werden sollte. In diesem Zusammenhang wird auf die Ausführungsform des in Fig. 3 dargestell en Siebgewebes mit der Schaft- bzw. Rap¬ portzahl 10 verwiesen. Hierbei ist leicht zu erkennen, daß nur jedem zweiten papiersei ti gen Querfaden ein Zwillings- fadenpaar 4a, 4b zugeordnet ist, da jeder zweite ursprüng¬ liche laufseitige Querfaden des ausgewählten Bindungsmu¬ sters weggelassen ist. Im Gegensatz zur in Fig. 2 gezeig¬ ten Gewebeausbildung ist hier die Längsfadenstel 1 ung offen.
Die papierseitigen Querfäden flottieren über vier aufein¬ anderfolgende Längsfäden. Die mit kleinen Kreisen markier¬ ten Punkte bezeichnen jene Stellen, an denen die über den Zwill ingsfäden liegenden Querfäden von einem Längsfaden überquert werden. Die Struktur der Papierseite (Formier¬ seite) entspricht somit der eines Fünfschaft-Atlasgewebes. Somit ist es möglich, eine sehr feinmaschige Papierseite mit einer besonders grobmaschigen Laufseite zu kombinie¬ ren .
Bei der in Fig. 4 als Draufsicht auf die Formierseite dar¬ gestellten Ausführungsform des doppellagigen Papiermaschi- nensiebgewebes überqueren die Fl ottierungen der dicken pa- pierseitigen Querfäden 2a vier aufeinanderfolgende Längs- fäden, während die dünneren papierseitigen Querfäden 2b sechs aufeinanderfolgende Längsfäden überqueren. Die lauf¬ seitigen, also verschleißseitigen Zwill ingsfäden 4a, 4b überspannen dreizehn Längsfäden. Ihre Anordnung entspricht derjenigen des -Gewebes von Fig. 2. Die papierseitigen Querfädensätze unterscheiden sich bei diesem Ausführungs¬ beispiel in ihrem Durchmesser.
Durch die oben beschriebene Struktur des Siebgewebes ent¬ stehen Entwässerungskanäle, die ihrer " Form nach einem um- gekehrten Trichter entsprechen. Das Wasser aus der Faser¬ suspension tritt an der kleinen Öffnung (feine Maschen) in den Trichter ein und an der großen Öffnung (grobe Ma¬ schen) wieder aus. Auf diese Weise kann sich über den kleinen Trichteröffnungen eine sehr gleichmäßige Faser¬ matte bilden, ohne daß ein wesentlicher Faseranteil in den Trichter gezogen wird. Dies bedeutet, daß die Reten¬ tion, also das Rückhaltevermögen für Fasermaterial und Feinstoffe, bei den erfindungsgemäßen doppellagigen Sie¬ ben größer ist als bei den bekannten.
Ein weiterer Vorteil der hier beschriebenen doppellagigen Siebe besteht darin, daß die den Entwässerungselementen der Papiermaschine, wie Foils und Sauger, zugewandten
großen Trichteröffnungen das Sauberhalten und Reinigen der Siebe erleichtern. Außerdem verringert sich die Nei¬ gung zur Bildung und zum Mitschleppen von Vakuumein¬ schlüssen in den Trichtern über den Saugerbelägen mi zu- nehmender Trichteröffnungsgröße. Dementsprechend geringer sind Leistungsaufnahme und Energieverbrauch f ü r den An¬ trieb der Siebpartie.
Wenn als Lösung des oben erläuterten, der Erfindung zu- gründe! iege rden Problems festgestellt wurde, daß wenig¬ stens Teile der laufseitigen Querfäden 4a, 4b Mehrlings¬ fäden aus jeweils zwei eng benachbarten Fäden bilden, die von verschiedenen Längsfäden eingebunden sind, dann soll der Begriff "Mehrlingsfäden" bedeuten, daß nicht nur Fa- denzwillinge Verwendung finden, wie sie den obigen Aus¬ führungsbeispielen zugrundeliegen, sondern auch Faden¬ drill i nge ,• -vierl inge , -fünflinge u.dgl . verwendet werden könnten, die Erfindungslehre also nicht auf Zwillingsfä¬ den und damit Fadenpaare beschränkt ist, bestehend aus nur zwei aufeinanderfolgenden, querverlaufenden Fäden. Der im obigen sogenannte Zwillingseffekt würde dann bei Fadendrillingen, Fadenvierlingen u.dgl . gewissermaßen als Drillingseffekt, Vierlingseffekt u.dgl . auftreten.
Im folgenden sind einige Beispiele für Siebe mit Zwil¬ lingsfäden unter Bezugnahme auf die Zeichnungsfiguren näher gekennzeichnet. Für die in Fig. 3 dargestellte zehn- schäftige Bindung werden beispielsweise folgende Abmessun¬ gen benutzt:
Längsfadenzahl 24/cm 0 0,25 mm PES
Querfadenzahl Papierseite 20/cm 0 0,27 mm PES Querfadenzahl Laufseite 20/cm 0 0,32 mm PES
Für die in Fig. 4 dargestellte vierzehnschäft ge Bindung, die für feine und fe-inste Papiere geeignet ist, können be spielsweise folgende Abmessungen gelten:
Längsfadenzahl 65/cm 0 0,14 mm PES
1. Querfadenzahl Papierseite 20/cm 0 0,17 mm PES
2. Querfadenzahl Papierseite 20/cm 0 0,12 mm PES Querfadenzahl Laufseite 40/cm 0 0,18 mm PES/P
(PES = Polyester, PA = Polyamid)
Die Einwebung (= eingearbeitete Kettfadenlänge pro Gewebe¬ länge) liegt je nach verwendeter Grundbindung zwischen 6% und 152.
Die hier beschriebenen doppellagigen Papiermaschinensiebe mit grob strukturierter Laufseite und fein strukturierter Papierseite lassen sich je nach Feinheit und Bindungsart zur Herstellung im wesentlichen aller Papiersorten verwen¬ den.
Zur Verdeutlichung der Unterschiede des Verschl eißvol u- ments des erfindungsgemäßen Siebes im Vergleich zu einem bekannten, in Fig. 1 dargestellten Sieb, ist in Fig. 6 ein Abdruck der Laufseite des erfindungsgemäßen Siebes mit Zwillingsfäden dargestellt, bei dem Bindung und Feinheit dem in Fig. 5 ebenfalls als Abdruck der Laufseite darge¬ stellten Sieb entsprechen, wobei dieser Abdruck ein be- kanntes siebenschäfti ges Sieb in * 6 ,5-facher Vergrößerung zeigt.
Die im obigen mit 4a und 4b bezeichneten Quer- oder Zwilling f den bilden ein Querfadenpaar 4.
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