DE1461165A1 - Sieb fuer Papier- und Entwaesserungsmaschinen - Google Patents

Description

Sieb für Papier- und Entwrisserungsmaschinen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Sieb für Papier- und Entwässerungsmaschinen, das zur Erhöhung seiner Haltbarkeit mit einer Schicht aus Chrom überzogen ist, und das auf seiner Unterseite einem größeren Verschleiß als auf seiner Oberseite ausgesetzt ist.

Als endlose Bänder ausgebildete Metallsiebe dieser Art finden in Papier= und Entwässerungsmaschinen verschiedener Arten Verwendung. Am gebräuchlisten sind Siebe, die aus Drähten gewoben sinde Es wurden aber auch schon perforierte Bänder entwickelt. Bei den Geweben sind die Drähte oder Litzen im allgemeinen aus Phosphor-Bronze, Bronze, Messing oder rostfreiem Stahl.

Bei der Papiermaschine ist das Sieb einer der wichtigsten Teile, da auf ihm die Papierschicht gebildet wird. Bei einer Langsiebmasehine geschieht dies beispielsweise dadurch, daß

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die Papierfasersuspension aus einem Stoffauflaufbehälter auf das sehr rasch laufende Sieb aufgebracht wird, das den Abfluß mindestens eines Teils der in der Suspension enthaltenen Flüssigkeit ermöglicht, so daß sich ein Papier« band auf äem Sieb bilden kann, das dann vom Sieb abgehoben und der ersten Presse der Papiermaschine zugeführt wird_o Die Entwässerung und Bildung des Papierbandes wird durch Tragwalzen und Saugkästen, über die das Sieb gleitet, beschleunigt, so daß das in die Presse gelangende Papierband möglichst trocken ist- Papieiemit einer guten und gleichbleibenden Qualität können aber nur hergestellt v/erden, wenn das Sieb selbst glatt und gleichmäßig ist und schon eine weitgehende Entwässerung des Papiers ermöglicht.

Es sind jedoch ständig viele Einflüsse vorhanden, die ein sehr rasches Unbrauehbar«=werden des Siebs bewirken, v/as häufige Siebwechsel bedingt» Das Einsetzen neuer Siebe und der Stillstand der Maschine während des Wechsels verursachen hohe Kosten»

Die hohe laufgeschwindigkeit des endlosen Siebes über die Walzen der Maschine verursacht sehr rasche Bjqgungen des Siebs, die, wenn es zu steif ist, zu vorzeitigen Ermüdungserscheinungen des das siebbildenden Stoffs führen. Diese Ermüdungserscheinungen, die Drahtbrüche im Sieb verursachen, können

schon auftreten, auch wenn das Sieb sonst noch brauchbar wr.r&_a Die Biegsamkeit ist also eine wichtige Eigenschaft eines guten

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Papiermaschinensiebs _o Eine andere wichtige Eigenschaft ist die Verschleißfestigkeit, da die "Unterseite des Siebs über die Tragwalzen und Saugkästen gleitet und dabei einem verhältnismäßig großen Verschleiß unterworfen ist«, Bedingt durch das Papierherstellungsverfahren sind die Siebe mehr oder weniger korosiven Flüssigkeiten ausgesetzt, die die Sieboberfläche abtragen, wodurch das Sieb sehr rasch ver- ■ braucht wird« Deshalb ist auch die Korosionsfestigkeit eine notwendige Eigenschaft eines Papiermaschinensiebs_e Ferner muß das Sieb widerstandsfähig gegen eine Verformung durch Knoten in der Suspension sein, da Verformungen Markierungen und Unregelmäßigkeiten in- der Papierbahn ergeben«. Weiterhin muß das Sieb aus einem harten Metall bestehen₉ so daß es seine Form und Glätte behält, damit es nicht Papierfasern aus dem Papierbrei sieht, die die Sieblöeher verstopfen und damit die Entwässerung verhindern würden. Schließlich muß das Sieb auch eine hohe Zugfestigkeit besitzen, um auch noch nach einer wesentlichen Abnutzung den vorhandenen Beanspruchungen Stande zu halten_o

Die Entwicklung war bisher und ist auch jexzt noch d&rauf gerichtet, die Eigenschaften der Siebe zu verbessern,und es wurden auch Fortschritte erzielt. Es wurden dazu neue Metalle und Schutzschichten entwickelt» Änderungen an den Papiermaschinen und den Herstellungsverfahren stellen jedoch neue Forderungen an die empfindlichen Siebe, so daß in manchen Anwendungsfällen die Lebensdauer des oiebes weiterhin nur wenige Tage beträgt. Es wurde dah§i sehen versucht, eine

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längere Lebensdauer durch Beschiclitung des Siebs mit Chrom zu erzielen, aber bei diesen Yeruu.che.ti bewirkte die Cbromschicht eine Sprödigkeit dee Siebs, die su Brüchen infolge Ermüdungsersoheinungen führte» was den duroh die Chromschi ent erzielten Schutz nutzlos machte..

Der Erfindung J.iegt die Aufgabe au Grunde,., ein Sieb nd I einer ScautzscMdit aus Chrom zu schaffen, das keine so'iobe vorzeitigen Ermüdungaersoheinungen aufweist·-. Diese Aufgabe ist erfiiKiimftFgemäß dadurch gelöst, daß die Moire der ;^·λι3 fviiL auf der Tln+erseite des Siebs etwa 1*5 mal bis 3 mal ao £.*<·!! ist wie auf der Oberseite,,

Durch eine solche Schicht, die durch JSl ektro plattj ermiß ivui'öebraoht werden kann, wird eine Zunahme der Versohleißvfeerfci.g·-- keit ohne eine wesentliche Zunahme der Steifigkeit des Siebs erzielt, da nur die Unterseite, auf der das Sieb gleitet und daher in erhöhten Maße verschleißt, mit einer dickeren und härteren Chromschicht versehen ist, während die Oberseite eine wenigere dicke und harte Schicht aufweist. Eine solche erfindungsgemäße Beschichtung benötigt nur etwa I/IO der

Chrommenge, die für die bekannte Beschichtung mit gleiohmässiger Dicke erforderlich ist« Auf diesem Unterschied beruht in großem Maße die durch die erfindungsgemäße Beschichtung erzielte Verlängerung der Lehensdauer des Siebs ο

Hierzu treten noch eine An Kahl völlig uiicrwartetor YoriaJ Li, ' die die Überlegenheit eines Si ob« gewiß '^!-.·.-· y.r-f±n(hnni\ (V "^>;-u

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über bekannten Sieben erhöhen» Beispielsweise konnte festgestellt werden, daß sogar» nachdem die Chromschicht durchgeschabt war und der freigelegte Kern der Drähte unter der Ohromsohicht schon zu korrodieren begonnen hatte, die Schicht die Drähte weiterhin noch so verstärktet daß das Sieb die doppelte Abriebfestigkeit gegenüber einem

unbeschiohtoten Sieb aufwies.

Ferner zeigt sich eine wesentliche Zunahme der Zugfestigkeit der Drähte. Wenn Hisse in der Chromschicht vorhanden sind, die den Kern der Drähte freilegen» ist die Korrosionsfestigkeit immer noch etwa zweimal so groß wie mit anderen

bekannten Schichtstoffen, beispielsweise Nickel. Bei anderen/sieben entstehen an abgenutzten Drähten nach außen gekehrte Rauhigkeiten längs der Kanten der abgenutzten Flächen« Diese Hau» higkeiten halten Fasern fest, die die öffnungen des Siebs verstopfen und dadurch die Entwässerung des auf das Sieb aufgebrachten Stoffs vermindern* Siebe, die mit einer Chromschicht gemäß der Erfindung versehen sind, bilden keine solchai Rauhigkeiten, sondern bleiben auch im abgenutzten Zustand glatt.

Das Sieb gemäß der Erfindung, weist also eine erhöhte Abriebuni Korrösioasfestigköit, keine vorzeitigen Srm*üdumgsersoheinungen, sowie stets eine glatte Oberfläch« auf.Außerdem ist es widerstandsfähig gegen die Bildung von SuIfidablagerungen und da» Anhaften von Pech auf seiner Oberfläche.

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Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel¹eines Siebs gemäß der Erfindung dargestellt, Bs zeigen:

eine perspektivisch dargestellte Ansicht einer auf den Walzen einer Langsieb-Papiermaschine angeordnete« _v aus einem'Draht gewebe bestehenden. Ausführa/i^ea/nra>„

Fig. ? ei»*n Schnitt nach der Linie TL-Ti der Figo 1». Mg, 5 einen Schnitt nach der linie £11-111 der Pig. !.

Mn als eai1l.os«tj Band ausgebildetes Sieb 1 ist in e.iri&f in Fig_o 1 nur echeraatiseh dargestellten Siebpartie einer Langsieb-Papiermaschine angeordnet. Die Darstellung nicht nur des Siebs, sondern auch der Teile der Siebpartie der Papiermaschine dient nur aur Verdeutlichung der Anwendung des Siebs und seiner Vorteile. Selbstverständlich sind Siebe gemäß der Erfindung nicht nur für Langsieb-Papiermaschinen vorteilhaft verwendbar, Tr

Das Sieb 1 läuft über eine Brustwalze 2 und anschließend über eine Anzahl Tragwalzen 3· Dann gleitet es über eine Anzahl Saugkasten 4. Danach, läuft es über eine Gautschwalze 5» eine Spannwalze 6, über eine leitwalze 7 und unter einer Uinkehrwalze 7a hindurch zurück zur Brustwalze 2. Häufig ist nur die Gautschwalze 5 angetrieben, Die übrigen Walzen laufen leer mit» Es können aber auch noch andere Ψ m ange-90980 4/0684

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trieben sein«

Die nicht dargestellte Papierfasersuspension wird auf die Oberseite 8 des Siebs 1 aufgebracht. Der Stoffauflauf befindet sich gerade über der Brustwaise 2« Das Sieb 1 läuft mit einer hohen Geschwindigkeit um und transportiert dabei den aufgebrachten nassen Stoffbrei über die Tragrollen 3 β Dabei wird ein Teil des in der Suspension enthaltenen Wassers durch die Löcher des Siebs 1 abgeführt. Zu dessen Zeitpunkt ist aus dem Brei ein ebenfalls nicht dargestelltes dünnes, feuchtes Band gewordene Während" es auf dem Sieb liegend über die Saugkasten 4 geführt wird, entzieht ihm das Vakuum in den' Saugkästen 4 weitere Flüssigkeit «Durch diesen Entwässerungspro zess verflechten sich die Fasern, so daß ein endloses Band eitstanden ist, wenn die Gautschwalze 5 erreicht wird, die in manchen Fällen eine Saugwalze ist» Üblicherweise wird das Papierband von der Gautschwalze 5 auf einen nicht dargestellten Filz abgenommen und dann durch die erste Presspartie der Papiermaschine gezogene

In anderen Fällen kann das Sieb 1 weiteren Belastungen durch die Verwendung eines Messers ausgesetzt sein, das an der Unterseite 9 des diebs 1 anliegt. Ferner kann die Siebpartie mit einer Schüttelvorrichtung versehen sein, die das Sieb 1 nahe der Brustrolle 2 in Schwingungen versetzt

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was die glebenmäßige Verteilung der- suspendierten Fasern auf dem Sieb unterstützt. ·

Im Ausführungsbeispiel wird der Papierbrei auf die Oberseite 8 aufgebracht. In anderen Anwendungsfällen kann aber auch der zu entwässernde Stoff auf die Unterseite aufgebracht werden. Es werden daher unabhängig davon, auf welcher Seite der zu entwässerte Stoff aufliegt» diejenige Seite, die dem geringsten Verschleiß unterliegt, als Oberseite und die Seite mit dem großen Verschleiß als Unterseite bezeichnet. Bei der Langsiebmaschine ist die Oberseite 8 im Gegensatz zur Unterseite 9 höchstens einem geringfügigen Verschleiß ausgesetzt.

In Fig. 2 sind ein Teil eines einzelnen Schußdrahts 10 und eine Anzahl darüber und darunter quer dazu liegender Kettendrähte 11 im Schnitt dargestellt. Fig. 3 zeigt dagegen einen Teil eines einzelnen Kettendrahts 11 und eine Anzahl darüber und darunter quer zu diesem liegende Schußdrähte 10« Die SchußdrShte 10 bestehen aus einem Kern 12 aus Phosphor-Bronze, der von einer Schicht 1? aus Chrom eingehüllt ist. Häufig wird auch Messing für die Sehußdrähte 10 verwendet. Die Kettendrähte 11 weisen ebenfalls einen Kern 14 aus Phosphor-Bronze auf, der mit einer Schicht 15 aus Chrom überzogen ist. Kerben 17 (Fig. 2) an zur Unterseite 9 konvexen Krümmungen der Schußdrnhte 10 sind ebenso vollständig durch die Chrom- schicht 13 bedeckt, wie alle anderen gegebenenfalls vorhandenen Verformungen der Kernoberflächen der Dr.Hhte 10 oder 11._o

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Auf der Zeichnung ist die Dicke der Chromsehioht 13 und 15 im Verhältnis zum Durchmesser der Kerne 12 und 14 stadcübertrieben dargestellt» damit die unterschied" liehe Stärke der Schicht sichtbar wird«. Die üblicherweise verwendeten Drähte weisen einen Kerndurchraesser auf _p der im Bereich zwischen 0,4 mm und 0,075 mm liegt. Bin verdrittes Kabel, das im Gegensatz zu den dargestellten Drrlhten 10 und 11 aus mehreren Einzeldrähten besteht, kann auch einen Durohmesser bis zu 0,8 mm aufweisen,, aber der Durchmesser der einzelnen Drähte liegt auch hier in dem oben ange~ geben&ns Bereich. Wie noch später im einzelnen ausgeführt wird, liegt dagegen die Dicke der Schichten 13 und 15 la der Hähe von 0,0025 mm» Bei einer maßstabsgerechten Darstellung müßten also die Schichten 13 und 15 mit einer Dicke gezeichnet werden» die nur geringfügig größer als die Strichbreite wäre.

Die Chromschicht 13 der Schußdrähte 10 ist auf der Unterseite 9 des Siebs 1 wesentlich dicker als auf der Oberseite 8, mit Ausnahme der Kreuzungsstellen zwischen den Solraßdrähten 10 und den Kettendrähten 11, wo die Chromschichten 13 und 15 beide äußerst dünn sind. Auch die Chromeohioht 15 der Kettendrfihte 11 ist auf der Unterseite 9 des Siebs 1 wesentlich dioker als auf der Oberseite 8„

Bei der Herstellung wird zunächst das Sieb in bekannter Weise- aus Drähten, die au· den üblicherweise verwendeten

!legierungen ofcer Metallen bestehen, gewoben. Selbatver-109804/0684

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ständlich iat das Y/eben nicht erfordsrliüilj, vf&ma das Sieb nicht aus einem Metallgöwebe^ sondern einer düxinsu, ^perforierte» Platte hergestellt wird« Das endlose »Sieb 1 wird dann mit einer Chroiasohicht versahen, *M& die ©ri'iudungsgemäßsi Werte der Dicke und Diokenuntersehiede aufweist. Die Beschichtung erfolgt durch Elektroplattieren. Auf diese T/eise wird erreicht, daß die Schißhtdieke an den Kreuzungsetellen zwischen den Drähten 10 und 11, wo kein Verschleiß auftritt, einen Kleinstwert aufweist. Die Biegsamkeit des Siebes bleibt so trotz Erhöhung der Abriebsfestigkeit erhalten· Außerdem werden belegtste Stellen und andere Verformungen, beispielsweise die Kerben 17» die von der Korrosion leichter angegriffen werden, bedeckt*

Wewa. die Dicke der aufgebrachten Schicht 13 wnd 15 auf der Unterseite 9 des Siebes 1 etwa 3mal so groß ist wie auf der Oberseite 8» ist eine maximale Verschleißfestigkeit erreicht ohne Verlust der notwendigen Biegefähigkeit des Siebes.« Die Schichtdicke kann dabei auf der Unterseite 9 zwischen 0,006 mm und 0,002 mm, auf der Oberseite 8 zwisohen 0,003 mm und OfOOS an liegen, ohne das Sieb 1 merklich zu versteifen. Bei diesen V/er ten der Schichtdicke 1st noch gewährleistet, dafl die Schicht keine Unterbrechungen aufweist und in der £age ist, die Drähte während der erforderlichen Zeit vor Verschleiß zu schützen. Sehr gute Eigenschaften des Siebs erhalt man bei einer Dicke der Schichten 13 und 15 von 0,00125 auf der Oberseite 8 und 0,0025 mm auf der Unterseite 9· ··. -

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Vor allem wenn die Dicke der Schichten 13 und 15 auf der Unterseite 9 demgegenüber vergrößert und auf der Oberseite 8 verringert wird, um eine möglichst große Biegsamkeit des Siebs zu erzielen, können die .Ergebnisse weiterhin dadurch verbessert werden, daß auf der Oberseite^ auf der eine Härte nicht notwendig ist, weichere und leichter dehnbare Schichten 13 und 15 vorgesehen werden» während auf der Unterseite 9« wo die Abriebfestigkeit von größerer. Bedeutung ist, Schichten 13 und 15 aufgebracht werden, die eine größere Härte aufweis-en. Dadurch ist verhindert, daß im Sieb 1 Brüche infolge vorzeitiger Werkstoff errnüdyng auftreten-, Gleichzeitig wird jedoch die Korrosion«- und Verschleißfestigkeit und damit die Lebensdauer des Siebs ! stark erhöhtο

Siebe für langsiebmaschinen variieren beträchtlich hinsichtlich ihrer g Größe und der Beanspruchungen beim Gebrauch, Ihre ausnützbare lebensdauer hängt deshalb von der verwendeten Maschine und den Arbeitsbedingungen ab« diebe von der Art des Siebs 1 können bis zu 9 η breit und über 120 m lang sein. Die Maschenzahl oder Zahl der Kettendrähte kann "biö zu 40 pro cm gehen» Üblich sind 30 Kettendrähte pro cm« Auch die verwendeten Webarten können verschieden sein. Die normale lebensdauer der Siebe reicht von wenigen Tagen "bia zu 1 1/2 Monaten und mehr. Die Geschwindigkeit des Siebs auf der Maschine kann bis zu 1200 m pro Minute gehen. Grope Sorgfalt muß beim Wechsel der Siebe einer langsiebmaschine aufgewendet w^er$em, damit im Sieb keine Wellen oder Knicke '

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entstehen* "die ee unbrauchbar machen oder wesentlich schwächen» Während des Siehwechsels muß selbstverständlich die Maschine abgeschaltet sein« und außerdem sind eine Spezialeinrichtung und Fachleute für den Siebwechsel erforderlich* Die Zeit» während der die Maschine zum SieW wechsel ausgeschaltet sein muß, kann zwischen 1 Stunde und über 11 Stunden liegen* In jedem Falle ist also ein Siebwechsel wegen der Kosten des Siebs_t der Kosten für die auf» gewendete Arbeit ynd wegen des Produktionsausfalles während der Stillstandzeit teuer» Aus diesem Grunde ist die Lebensdauer des Siebs vor allem bei der Papierherstellung,ein sehr bedeutender wirtschaftlicher Faktor,,

Die folgende labeile enthält Prüfergebnisse, die an verschiedenen Papiermaschinen im Betrieb für jeweils ein Sieb ohne Chromschicht und ein Sieb gemäß der Erfindung ausgebildetes Sieb ermittelt wurden. Die Sieblebensdauer ist von Maschine zu Maschine verschieden und hffngt von der Stärke der Korrosion der verwendeten Suspension, dem Typ der Maschine, der Geschwindigkeit, mit der Maschine arbeitet usw. ab» Die Lebensdauer ist in Tagen angegeben, wobei jeder Tag mit 24 Arbeitsstunden einzusetzen ist, da die *7erte an Maschinen gemessen wurden, die im Dauerbetrieb liefen»

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H€Ä-'„-Hr· 1^9 i3 - ■ ■ ' .

Mittlere Lebensdauer des Siebs Mittlere Lebensdauer d. Siebs unbeschichtete Drähte gemäß der Erfindung

25 Sage " 33 !Tage

25 . Tage ' 42 Tage

64·. Tage '" '115 Ts^;e

20 Tage " 41 Tage

40 Tage " ' 69 Tage

f4-3/4 Tage 42 Tage

12-1/2 Tage " >0 Täsö

20 Tage " ■ ■ 34 Tage

16«7 Tage 42 Tage

Auf Grund dieser Vergleichswerte kann ql*. Verallgemeinerung gesagt werden, daß ein unbeschädigte», gemäß der Erfindung ausgebildetes Sieb eine Lebensdauer hat, die wenigstens 1,5 mal ao groß ist wie die Lebensdauer eines üblichen, unb'eechiöhteten Siebs» Zusätzlich zu dieser beachtlichen Erhöhung der Lebensdauer treten noch die schon genannten Vorzüge, nämlich,daß trotz Verschleiß die Oberfläche glatt bleibt und keine radial vorstehenden Haken oder dgl. bildete Solche Haken sind deshalb nachteilig, weil sie Fasern aus dem Erei ziehen, was zu Verstopfungen des Siebs führt,* Die itaschine nuß dann abgeschaltet und das Sieb gereinigt werden« und zwar mit einer Säure, einer* Säenden Lösung oder einem organischen Lösungsmittel, wie zum Beispiel Csrasir* Eine solche Reinigung ist bei dem Sieb gemäß der Erfindung nicht erforderlich«

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Die beachtliche Erhöhung der Lebensdauer setzt sich aus verschiedenen Beiträgen zusammen, die auf unerwarteten Ergebnissen beruhen, jedoch durch die Erprobung bestätigt sind» Beispielsweise wurde mit den bekannten Sieben, deren Drähte mit verschiedenen Stoffen beschichtet waren, die Erfahrung gemacht, daß Hisse oder löcher in der Schicht, die den Kern des Drahts beilegen, zu Punkten hoher Anfälligkeit für die Korrosion des Kerns werden₃ Bei der Verwendung einer Chromschicht gemäß der Erfindung erhält man das entgegengesetzte Ergebnis» Entgegen aller Erwartungen zeigt der Kern der Drähte, der entweder durch Löcher oder Risse oder infolge des Abriebs der Chromschicht freigelegt ist, tatsächlich eine größere Widerstandsfähigkeit gegen Korrosion als ein nicht ummantelter Draht» Auch die Zugfestigkeit eines Siebs gemäß der Erfindung ist meßbar größer als diejenige vergleichbarer, bekannter Siebe« Schließlich stellt die Fähigkeit der Chromschioht, auch nach dem vollständigen Abrieb auf der Unterseite und nach der Erosion eines Teils des Kerns die Verschleißfestigkeit günstig zu beeinflussen, ein überraschendes Ergebnis dar, das zur Erhöhung der Lebensdauer des Siebs beiträgt*

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Claims (1)

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   Patentansprüche

   ο Sieb für Papier- und Entwässerungsmasehinen, das mit einer Schicht aus Ghrom überzogen und auf seiner Unterseite einem größerem Verschleiß als auf seiner Oberseite ausgesetzt ist₉ dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Schicht (13, 15) auf der Unterseite (9) des Siebs (1) 1,5 mal bis 3 mal so groß ist wie auf der Oberseite (8)_c

   2β Sieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Chromschicht (13, 15) zwischenCt0003 mm und O₉02.mm liegt.

   3ο Sieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Ohromschicht (13, 15} auf der Unteroeeite (9) innerhalb des Bereichs von 0,006 inm und 0,02 mm» auf der Oberseite (8) innerhalb des Bereichs von 0,0003 ram und 0,0075 min liegt η

   4β Sieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,, daß die Chroms chi eht (13,15) in ihrer Dicke stufenlos von der dicksten Stelle auf der Unterseite (9) bis zu dünnsten Stelle auf der Oberseite (8) abnimmt»

   5» Sieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4* dadurch gekennzeichnet

   in

   daß das Sieb (1) aus/an sich bekannter Weise ein Gewebe bildenden, vorzugsweise aus einer Kupferlegierung bestehenden Metalldrähten (10, 11) besteht»

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   6, Sieb nach Anspruch 5₉ dadurch gekennzeichnet_s daß die Schichtdicke an den Kreuzungsstellen der Drähte (10,11) einen Kleinstwert aufweist.

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