DE2407952B2 - Langsieb für eine Papierherstellungsmaschine - Google Patents
Langsieb für eine PapierherstellungsmaschineInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Langsieb für eine Dapierherstellungsmaschine, bestehend aus gewebten
Längs- oder Querfäden, die in Form eines Vierschaft-Webmusters gewebt sind, wobei die Querfäden aus
Vollkunststoff und die Längsfäden entweder aus Vollkunststoff oder Metall bestehen, bzw. mit Metall
beschichtet sind.
Diese Langsiebe werden mit einer Vielzahl von Bindungsmustern und aus vielerlei Material hergestellt.
Seit vielen Jahren werden sie aus Metalldraht hergestellt, und zwar aus weichem Messing für die
tieferliegenden Kettfäden und Bronze für die Schußfäden, deren Buckel auf der Abnutzungsseite der
Hauptabnutzung ausgesetzt sind. Es werden auch andere Metalle einschließlich rostfreiem Stahl verwendet,
und sowohl Einfach- und Mehrfachstränge als auch hohle Drähte werden zu Langsieben verwoben. Die
Bindungsmuster sind Leinwandbindung, Köperbindung und eine Vielzahl von Vierfachbindungen. In den letzten
Jahren wurden auch synthetische Materialien im Fachgebiet eingeführt und zeitweise mit Metallfaden
vermischt. Außerdem werden auch mit synthetischem Material beschichtete Metalldrähte verwendet.
Eine große Auswahl von Materialien steht für synthetische Fäden zur Verfügung. Anfangs wurde
Nylon wegen seiner Abriebfestigkeit verwendet. Man ging jedoch zu Polyestermaterialien über, die fast kein
Wasser absorbieren und im allgemeinen unempfindlich gegenüber Papierbrei sind. Die synthetischen Fäden
finden als Monofil- und Vielfachstränge Verwendung. Ein Problem der synthetischen Materialien ist, daß sie
sich beim Biegen während des Webevorgangs nicht bleibend verformen wie Metallfäden, und es sind eine
Vielzahl von Behandlungstechniken entwickelt worden, um die aus synthetischen Fäden bestehenden Siebe nach
dem Weben maßhaltig zu machen.
Ein solches Langsieb muß einer Anzahl von Erfordernissen genügen, um zur Papierherstellung
geeignet zu sein. Es muß an der oberen bzw. Papierherstellungsseite trotz der Eigenschaften der
tu Weitmaschigkeit eine glatte Oberfläche darbieten, so
daß die entstehende Papierbahn keine Drantabdrücke des Siebes erhält. Das Sieb muß entsprechende
Wasserablaufgeschwindigkeit aufweisen und die feineren Papierfasern an der Oberfläche zurückhalten und sie
nicht mit dem Wasser ablaufen lassen. Das Sieb muß als papierbahnbildendes Mittel funktionieren, bei dem sich
die Papierfasern quer ζτπ· Maschine in ausreichendem
Prozentsatz verfilzen. Die untere bzw. Abnutzungsseite sollte keine Einkerbungen in Saugkästen, Walzen oder
Streichleisten hinterlassen. Ein solches Sieb mui.1 auch
eine ausreichende Zugfestigkeit besitzen und über die Maschinenwalzen bei hoher Geschwindigkeit laufen
können, es sollte maßhaltig sein und sich nicht überdehnen. Weiterhin sollte das Sieb glatt anliegen und
sich an keiner Stelle der Oberfläche werfen.
Ein den vielfältigen obigen Anforderungen entsprechendes Sieb muß auch mit der bestimmten Papierherstellungsmaichine.
auf der es verwendet werden soll, vereinbar sein und der Maschine angepaßt werden
können. So kann eine bei einer Einrichtung erfolgreiche Kombination eines Bindungsmusters mit einem Material
nicht unbedingt bei einer anderen Anwendung zufriedenstellen. Beachtet werden muß auch die
Feinheit eines Siebes. Manche Bindungen sind so grob, daß sie weniger als 4 Längsfäden pro cm enthalten,
während andere Bindungen weit über 100 Längsfäden pro cm aufweisen. Üblicherweise ist die Anzahl der
Querfäden pro cm etwas geringer, aber es gibt auch von dieser Verallgemeinerung abweichende Ausnahmen.
■Ό Üblicherweise haben alle Längsfäden einen bestimmten
Durchmesser und alle Querfäden einen anderen Durchmesser. Durch die Einführung von Querfäden mit
wechselnden·. Durchmesser ist die sich abnutzende Fläche weniger eben gestaltet als bei den üblichen
Bindungen. Die Bezeichnung Sieboberfläche wird verwendet, um die allgemeine Kontur zu bezeichnen,
wie sie sich von der einen oder anderen Seite des Siebes gesehen bietet, und die Punkte entlang einem Faden
werden als in Ebenen innerhalb des Siebes liegend bezeichnet, d. h. in einer Ebene oder Höhe innerhalb der
maximalen Dicke des Siebes zwischen den die äußersten Siebebenen bildenden äußersten Fadenbuckeloberflächen.
Es ist bekannt, Querfäden wechselnden Durchmessers zu verwenden. Beim US-Patent Nr. 32 16 893 hat diese
Verwendung stattgefunden, wobei aber Metallschußfäden mit Kunststoffquerfäden in Leinwandbindung, d. h.
einmal oben — einmal unten laufend wechseln. Dabei haben die Kunststoffquerfäden einen größeren Durchmesser,
so daß die Scheitel aller Längsfadenbuckel an beiden Seiten des Siebes in einer gemeinsamen Ebene
liegen. Hierdurch konnte zwar die Widerstandsfähigkeit des Siebes gegen Abnutzung erhöht werden. Es ergab
sich jedoch wegen der Lage der Blickelscheitel an der Abriebseite des Gewebes in einer Ebene eine wesentlich
höhere Abnutzung dieser Seite des Gewebes, so daß die Lebensdauer eines derartigen Gewebes außerordentlich
stark herabgesetzt wurde.
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Damit ist es Aufgabe der Erfindung, ein Langsieb der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, daß
seine Lebensdauer mii einfachen Mitteln wesentlich erhöht ist
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst,
daß
a) die Durchmesser der Querfäden untereinander in der Weise miteinander abwechsein, daß jeweils
zwischen Querfäden größeren Durchmessers «.-in
Querfaden kleineren Durchmessers liegt, wobei die Mindestdifferenz zwischen den kleineren und
größeren Durchmessern der Querfäden zumindest 10% des kleineren Durchmessers entspricht,
b) die Buckelscheitel der Längsfäden auf der Abriebseite des Gewebes innerhalb der von den
Querfäden größeren Durchmessers gebildeten gedachten Ebene liegen und
c) die Buckelscheitel der Querfäden kleineren Durchmessers
auf der Abriebseite des Gewebes innerhalb der von den Buckeischeiteln der Querfäden
größeren Durchmessers auf der Abriebseite des Gewebes gebildeten gedachten Ebene liegen.
Durch die unterschiedlichen Abriebebenen infolge der Anordnung von Zwischenräumen zwischen benachharten
Fäden an der Abriebseite des Gewebes im Zusammenhang mit dem Vierschaftmuster des Gewebes
ergibt sich eine wesentlich erhöhte Lebensda er des für die Papierherstellung verwendeten Siebes. Der
Grund für die daraus resultierende erhöhte Lebensdauer kann darin gesehen werden, daß die Strömungswerte des Wassers durch das Sieb, insbesondere den
über Saugkästen, Maschinenwalzen und Streichleisten laufenden unteren Teil des Siebes verändert sind. Das
Wasser kann leichter durch die Papierseite des Siebes fließen und einen die einzelnen Fäden schmierenden,
den Abrieb verringernden Film bilden. Durch Vorsehen einiger großer Querfäden wird mit einfachen Mitteln ein
die Sieblebensdauer verlängernder größerer Abnutzungsoberflächenbereich geschaffen.
Ein Ausführungsbeispiel der F.rfindung wird nachstehend beschrieben, wobei auf die Zeichnungen Bezug
genommen wird. Es zeigt
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer bevorzugten
Ausführungsform eines Langsiebes,
Fig. 2 eine vergrößerte Ansicht eines Teils der Abriebseite des Siebes nach Fig. 1,
F i g. 3 einen Schnitt nach Linie 3-3 in F i g. 2 und
F i g. 4 einen Schnitt nach Linie 4-4 in F i g. 2.
Fig. 1 zeigt ein Langsieb 1, hergestellt durch Vereinigung der freien Enden eines Längenabschnittes
eines Gewebes in einer Naht 2. Das fertige Sieb kann bis 9 m oder noch breiter sein, und die Länge der
Siebschlaufe kann bis 55 m betragen. Die Oberfläche der oberen Hälfte des Siebes 1 gemäß Fig. 1 ist die
Papierseite, auf deren eines Ende der Papierfaserbrei aufgebracht wird. Die Innenseite des Siebes 1 ist die
Verschleißseite und läuft über und um Maschinenwalzen und Saugkästen, und Streichleisten (Foils) bzw. Registerwalzen.
Durch Steuern des Wasserablaufs durch das Sieb und Schütteln des Siebes in zur Maschine
querlaufender Richtung werden die Fasern in verschiedenen Richtungen angeordnet, wobei eine beträchtliche
Faserzahl in Querrichtung zur Maschine gelagert wird, um auf diese Weise die gewünschte Bahn zu bilden, die t>5
eine günstige Festigkeit in allen Richtungen hat. Durch zweckmäßige Anordnung der Walzen, Foils und
Saugkasten wird die Geschwindigkeit der Wasserentfernung gesteuert und die Bahnbildung erleichtert.
In F i g. 2 ist ein Teil der Abriebsfläche des Siebes 1 in vergrößertem Maßstab dargestellt, wobei die Längsfäden
von oben nach unten gemäß der Figur verlaufen. Bei geschlossener Schlaufe des Siebes 1 gemäß F i g. 1
erstrecken sich die Längsfäden 3 um die Schlaufe in Maschinenrichtung, d. h. der Richtung, in der das Sieb 1
über die Walzen und anderen Teile der Langsiebpapiermaschine bewegt wird.
Die Querfäden gemäß F i g. 2 weisen zwischen einem relativ großen Querfaden 4 und einem kleineren
Querfaden 5 wechselnde Durchmesser auf. Dagegen haben die Längsfäden 3 innerhalb des Siebes 1 einen
gleichmäßigen Durchmesser. Die Längsfäden 3 und Querfäden 4, 5 werden in Vierfach-Bindung in einem
1-2-3-4-Muster gewebt. So läuft bei jeder Gruppe von
vier aufeinander folgenden Lär.gsfäden 3 der erste unter einem bestimmten Querfaden, der zweite unter dem
nächsten Querfaden, der dritte unter dem darauffolgenden Querfaden und der vierte unter dem dar.n folgenden
Querfaden durch. Dieses Muster läßt einen körperähnlichen
Effekt entstehen. Vierfach-Bindungen werden auch nach dem Atlasmuster hergestellt, in dem die
Längsfäden in der Folge 1-3-2-4 abwechseln, und in einer Vollköperbindung, wobei jeder Längsfaden über
zwei und dann unter zwei Querfäden durchläuft und aufeinander folgende Längsfäden durch einen einzelneti
Querfaden gestaffelt voneinander abgesetzt sind.
In Fig. 3 ist ein Schnitt durch einen Längsfaden 3
gezeigt, de>- über zwei große Fäden 4 und einen kleinen
Querfaden 5 läuft und dann unter einem einzelnen kleinen Querfaden 5 in einem sich wiederholenden
Muster läuft. Fig.4 zeigt einen Schnitt durch einen danebenliegenden Längsfaden 3, der über ein Paar
kleiner Querfäder 5 und einen einzelnen großen Querfaden 4 und dann unter einem großen Querfaden 4
in einem sich wiederholenden Muster läuft. In Fig. 3 und 4 ist beide Male die Papierseite des Siebes I oben
und die Abriebseite unten dargestellt.
Bei der in F i g. 2 bis 4 dargestellten Bindung werden im Gewebe 31,10 Längsfäden und 22,05 Querfäden pro
cm gezählt. Der Längsfadendurchmesser beträgt 0,20 mm, was ein typischer Längsfadendurchmesser für
ein normales Sieb dieser Feinheit ist. Der Durchmesser der großen Querfäden 4 beträgt 0,25 mm und der
Durchmesser der kleinen Querfäden 5 0,20 mm. Diese Querfadendurchmesser stehen gegen 0,22 mm, die in
der Regel bei einer Siebfeinheit von 31,10 Längsfäden und 22,05 Querfäden pro cm Verwendung finden. Die
Längsfäden großen Durchmessers sind ungefähr um den gleichen Wert über den Normaldurchmesser erhöht, wie
die kleineren Querfäden Durchmesser gegenüber einem Normalwert verkleinert sind. Auf diese Weise ist der
offene Bereich der Silhouette der beschriebenen Ausführungsform gleich groß wie die üblichen Siebe
von der gleichen Feinheit. Prüfungen des Widerstandes gegen Wasserdurchlässigkeit zeigen an, daß die Siebe
die gleiche Durchlaßgeschwindigkeit wie die üblichen Siebe gleicher Feinheit gewährleisten, so daß wechselnde
Querfadendurchmesser in die Siebe eingearbeitet werden können, ohne daß andere Bindungsparameter
wesentlich verändert werden. Diese Geschwindigkeit bezieht sich auf die Wassersurchsetzung des Siebes bei
Verwendung in einer Papiermaschine. Sie kann zur Wassersurchlässigkeit bei Versuchen mit kleineren
Versuchsstücken ins Verhältnis gesetzt werden, auf denen sich im Labor keine Papierfasern befinden.
Die Längsfäden 3 und die Querfäden 4 und 5 des
Siebes gemäß F i g. 1 bis 4 sind vorzugsweise aus Polyestermaterial hergestellt. Wie oben gesagt, werden
auch andere synthetische Materialien für derartige Siebe verwendet, zum Beispiel Nylon, Acryl- oder
Copolymermaterialien. Außerdem sind Metallfaden, beschichtete Metallfaden und Kombinationen dieser
verschiedenen Materialien brauchbar zur Verwirklichung der Erfindung, so lange dabei die Unebenheit der
Sieboberfläche vorhanden ist.
F i g. 3 und 4 sind schematische Darstellungen, da bei de.i Fäden einige Verformungen bei der großen
Spannung während des Webens vorkommen, und zwar insbesondere an den Kräusel- und Buckelformen. Diese
Verformungen sind jedoch nicht gezeigt. Die Figuren zeigen jedoch, daß die Punkte eines Querfadens 4
großen Durchmessers in einer anderen Ebene als entsprechende Punkte an einem Querfaden 5 kleinen
Durchmessers liegen. Weiterhin liegen die unter einem kleinen durchlaufenden Buckel 7 von Längsfäden
in einer anderen Höhe als die Buckel eines unter einem großen Querfaden 4 durchlaufenden Längsfadens.
Messungen zeigen, daß an der Abnutzungsseite des Siebes 1 ein Teil der Buckel der großen Querfäden 4 die
untersten Punkte der Abriebfläche bilden. Dies ist die äußere Sieboberfläche und Grenze der Siebdicke.
Weiter innerhalb des Siebes 1 oder in Fig. 3 und 4 aufwärts ist die nächstliegende Fadenoberfläche ein Teil
der Buckel der Querfäden 5 kleinen Durchmessers. Die nächsthohe Fadenoberfläche im Inneren des Siebes 1
besteht aus den Buckeln 7 der unter den großen Querfäden 4 durchlaufenden Längsfäden. Weiter
innerhalb des Siebes 1 liegen die Buckel 6 der unter den Querfäden 5 kleinen Durchmesser durchlaufenden
Längsfäden. Die Ebenen im Sieb können jeweils von den Angaben der obigen Messungen abweichen, jedoch
verbleibt die von den verschiedenen Fadenhöhen im Sieb gebildete Abnutzungsfläche des Siebes 1 aufgrund
der wechselnden Durchmesser der Querfäden relativ uneben bzw. ungleichmäßig.
Die Abnutzung wirkt sich überwiegend an den Querfäden 4 großen Durchmessers mit langen freiliegenden
Buckeln an der Abnuizungsseite aus. Ein geringerer Abnutzungsgrad wirkt sich auf die Querfäden
5 kleinen Durchmessers aus, da die tiefer liegen und einen kleineren Oberflächenbereich darbieten. Die
Längsfäden 3 werden in einer späteren Phase der Sieblebensdauer abgenutzt. Dieser weitergehenden
Verlagerung der Abnutzung auf wenige Querfäden ist die lange Lebensdauer des erfindungsgemäßen Siebes
zuzuschreiben. Ein weiterer Faktor kann sein, daß die Unebenheit der Abriebfläche die Saugwirkung auf das
Sieb 1 beim Laufen über Saugkästen und andere Maschinenteile verringert, so daß der Druck des Siebes
ίο auf die Kastenoberflächen und dgl. verringert wird.
Dadurch verringert sich die Abnutzung durch Abrieb und das Sieb hat eine längere Lebensdauer. Ferner wird
der Wasserfluß in den unteren Regionen des Siebes 1 durch die Unebenheit an der Abriebseite in der Weise
ι ■; verändert, daß die Unterflächen der Fäden umspült sind,
bzw. an ihren Oberflächen einen feuchten Film festhalten, wenn sie über einen Saugkasten oder andere
Maschinenteile laufen. Dies ergibt eine die Lebensdauer des Siebes verlängernde verbesserte Schmierung.
Durch Heben der Scheitel der Buckel 6 und 7 der Längsfäden in das Sieb wird durch die sich ergebende
Bindung die Biegung der Längsfadenbuckel verringert. Die jetzt flacheren Längsfadenbuckel verringern die
Tendenz der Längsfäden 3, sich bei Zug zu strecken.
r, Dadurch erhält das Sieb 1 eine verbesserte Maßhaltigkeit. Dabei bleiben die Längsfaden-Buckel jedoch tief
genug gekrümmt, um sich mit den Querfäden 4,5 so weit zusammenzuschließen, daß das Sieb nicht zu locker
wird.
in Durch die beschriebene Ausführungsform erhält ein
Langsieb durch Verwendung wechselnder Durchmesser der Querfäden die Eigenschaft einer unebenen Oberfläche.
Bei der praktischen Anwendung wird der Durchmesser der kleinen Querfäden kleiner und der
j-, Durchmesser der großen Querfäden größer als bei den
üblichen Bindungen gewählt. Zwar ändern sich die offenen Bereiche der Silhouetten nicht wesentlich und
der Wasserablauf erscheint unverändert gegenüber vergleichbaren bekannten Sieben, jedoch vergrößert
4(i sich die Gesamtmenge des Querfadenmaterials etwas.
Dieser Tatsache kann bis zu einem gewissen Grade die. vergrößerte Abnutzungsfestigkeit des Siebes zugeschrieben
werden.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
1. Langsieb für eine Papierherstel.'ungsmaschine,
bestehend aus gewebten Längs- oder Querfäden, die in Form eines Vierschaft-Webmusters gewebt sind,
wobei die Querfäden aus Vollkunststoff und die Längsfäden entweder aus Vollkunststoff oder Metall
bestehen, bzw. mit Metall beschichtet sind, dadurch gekennzeichnet, daß
a) die Durchmesser der Querfäden untereinander in der Weise miteinander abwechseln, daß
jeweils zwischen Querfäden größeren Durchmessers ein Querfaden kleineren Durchmessers
liegt, wobei die Mindestdifferenz zwischen den kleineren und größeren Durchmessern der
Querfäden (4, 5) zumindest 10% des kle:neren
Durchmessers entspricht,
b) die Buckelscheitel (6, 7) der Längsfäden (3) auf der Abriebseite des Gewebes (1) innerhalb der
von den Querfäden (4) größeren Durchmessers gebildeten gedachten Ebene liegen und
c) die Buckelscheitel der Querfäden (5) kleineren Durchmessers auf der Abriebseite des Gewebes
(1) innerhalb der von den Buckelscheiteln der Querfäden (4) größeren Durchmessers auf der
Abriebseite des Gewebes gebildeten gedachten Ebene liegen.
2. Langsieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Buckel (6,7) der Längsfäden (3) auf
der Abriebseite des Gewebes innerhalb der Ebene liegen, die von den Scheiteln der Buckel der
Querfäden (5) kleineren Durchmessers gebildet wird.
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