DE4019601A1 - Papiermaschinensieb - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Papiermaschinensieb für den Blattbildungsbereich einer Papiermaschine, das aus Längs- und Querfäden gewebt ist, wobei ein erstes Querfadensystem mit im wesentlichen auf der Papierseite flottierenden Querfäden und ein zweites Querfadensystem mit im wesentlichen auf der Maschinenseite flottierenden Querfäden vorhanden sind, welche dort über die Ebene der Längsfäden vorstehende Fadenabschnitte zur Bildung einer Verschleißebene aufweisen.

Papiermaschinensiebe, die im Blattbildungsbereich und damit im Anfangsbereich einer Papiermaschine eingesetzt werden, müssen einer Reihe von Anforderungen genügen. Die Oberseite des Papiermaschinensiebes muß so ausgebildet sein, daß eine gute Faserretention erreicht wird, also die Feststoffanteile der Papierstoffsuspension auf der Oberfläche gehalten werden, so daß am Ende des Siebes ein zusammenhängendes Faserblatt entsteht, das dann von der nachfolgenden Pressenpartie übernommen werden kann. Damit zusammen hängt die weitere Forderung, daß das Papiermaschinensieb eine möglichst gute Entwässerung leisten soll, damit einerseits eine hohe Laufgeschwindigkeit möglich ist und andererseits die nachfolgenden Partien der Papiermaschine entlastet werden.

Des weiteren rückt in zunehmendem Maße auch die für den Umlauf des Papiermaschinensiebes notwendige Antriebsleistung in den Vordergrund der Betrachtung. Bremsend wirken hier insbesondere die Absaugeinrichtungen, und zwar das von ihnen erzeugte Vakuum und damit der Aufpreßdruck des Siebes auf den Saugerbelag. Schließlich ist ganz wesentlich, daß ein Papiermaschinensieb eine lange Laufzeit hat, da für jeden Siebwechsel die Papierproduktion für einige Stunden unterbrochen werden muß.

Zur Verbesserung der Verschleißeigenschaften ist durch die GB-A-15 72 905 vorgeschlagen worden, in das Papiermaschinensieb zusätzliche Querfäden einzuweben, die an der Unterseite, d. h. der Maschinenseite über die Ebene des von den übrigen Fäden gebildeten Gewebekörpers vorstehen. Diese Querfäden haben maschinenseitig langflottierende Fadenabschnitte, die beim Lauf des Papiermaschinensiebes über die Walzen und die Absaugeinrichtungen zunächst allein dem Verschleiß ausgesetzt sind. Sie schützen damit die hohen Zugbelastungen ausgesetzten Längsfäden, d. h. die in Umlaufrichtung des Siebes verlaufenden Fäden.

Eine Weiterentwicklung dieses Siebes ist in der EP-A-00 79 431 beschrieben. Sie offenbart ein einlagiges Papiermaschinensieb mit einem zweiten Querfadensystem, das sich mit einem ersten, im wesentlichen die Papierseite bildenden Querfadensystem abwechselt. Dabei werden von dem zweiten Querfadensystem auch hier maschinenseitig vorstehende Fadenabschnitte gebildet. In Verbindung mit einem freien inneren Volumen von zumindest 50% entstehen dabei horizontale Freiräume, die eine horizontale Wassertransportkapazität bilden. Dies hat zur Folge, daß bei einer gegebenen erforderlichen Antriebsleistung eine wesentliche Verbesserung der Entwässerung erreicht wird. Umgekehrt wird die Antriebsleistung bei einer gegebenen Entwässerungsleistung wesentlich herabgesetzt.

Der EP-A-02 32 708 ist eine Weiterentwicklung des sich aus der GB-A-15 72 905 ergebenden Grundgedankens für zweilagige Papiermaschinensiebe zu entnehmen. Auch hier wird die Maschinenseite des Siebes durch ein zweites Querfadensystem mit langflottierenden Fadenabschnitten beherrscht, wobei diese Fadenabschnitte eine Verschleißebene bilden, die über die Ebene der Längsfäden vorsteht.

Durch die vorbekannten Papiermaschinensiebe wurden zwar die Verschleißeigenschaften - teilweise auch zusammen mit der Entwässerungsleistung - verbessert. Nach wie vor besteht jedoch ein Bedarf, die Laufzeit eines solchen Siebes zu verlängern, ohne daß hierdurch Nachteile in Kauf genommen werden müssen. Der naheliegende Gedanke, für das zweite Querfadensystem dickere Querfäden zu benutzen, um mehr Abriebvolumen zur Verfügung zu stellen, hilft nicht weiter, da dies ein Herauswölben der maschinenseitig flottierenden Fadenabschnitte verhindert mit der Folge, daß die Längsfäden sofort oder sehr schnell dem Verschleiß ausgesetzt würden. Außerdem würde hierdurch die Papierseite des Siebes negativ beeinflußt mit der Folge, daß die Entwässerung behindert würde.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Papiermaschinensieb der eingangs genannten Art hinsichtlich seiner Verschleißeigenschaften weiter zu verbessern, ohne daß hierdurch Nachteile bei anderen Eigenschaften des Siebes in Kauf genommen werden müssen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein drittes Querfadensystem mit hauptsächlich auf der Maschinenseite flottierenden Querfäden vorgesehen ist, die über die maschinenseitig flottierenden Fadenabschnitte des zweiten Querfadensystems überstehende Fadenabschnitte zur Bildung einer zusätzlichen, weiter außen liegenden Verschleißebene aufweisen.

Nach der Erfindung weist also das Papiermaschinensieb zumindest drei Querfadensysteme auf, wobei zwei Querfadensysteme zur Bildung von Verschleißebenen herangezogen werden, indem sie derart in das Gewebe eingebunden werden, daß sie maschinenseitig über die Ebene der Längsfäden vorstehende Fadenabschnitte aufweisen. Dabei stehen die Fadenabschnitte des dritten Querfadensystems über die des zweiten Querfadensystems vor, sind also im Betrieb zuerst dem Verschleiß ausgesetzt. Erst wenn diese teilweise oder auch ganz durch Abrieb verschlissen sind, kommen auch die vorstehenden Fadenabschnitte des zweiten Querfadensystems zur Anlage an den Walzen und Absaugsystemen und sind dann dem Abrieb unterworfen.

Mit der Erfindung wird ein wesentlich höheres Abriebvolumen zeitlich gestaffelt zur Verfügung gestellt und damit die Laufzeit erheblich verlängert. Dabei kann mit Fadenquerschnitten für das zweite und dritte Querfadensystem gearbeitet werden, die in einem vorteilhaften Verhältnis zu den Fadenquerschnitten der Längsfäden stehen. Die maschinenseitig flottierenden Fadenabschnitte des zweiten und dritten Querfadensystems lassen sich so nach außen wölben, daß die Längsfäden lange Zeit vor Abrieb geschützt sind. Für die Struktur der Papierseite des Papiermaschinensiebes sind keine negativen Einschränkungen gegeben.

Dabei hat sich erwiesen, daß die Entwässerungsleistung durch das dritte Querfadensystem nicht beeinträchtigt wird, sondern eher noch gesteigert wird. Da normale Fadenquerschnitte für das zweite und das dritte Querfadensystem verwendet werden können, lassen sich auch bei diesem Papiermaschinensieb horizontale Wassertransportkapazitäten innerhalb des Siebes verwirklichen, wodurch entweder die Entwässerungsleistung erhöht oder bei gegebener Entwässerungsleistung die erforderliche Antriebsenergie vermindert wird.

In Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Papiermaschinensieb zweilagig ausgebildet ist, wobei sich das erste Querfadensystem in der oberen Lage und das zweite und dritte Querfadensystem in der unteren Lage befinden. Diese zweilagige Ausbildung zeichnet sich durch besondere Strukturfestigkeit und durch die völlige Unabhängigkeit hinsichtlich der Gestaltung der Papierseite und der Maschinenseite aus.

Es besteht die Möglichkeit, die auseinanderliegende Verschleißebenen bei gleichem Rapport für die Querfäden des zweiten und dritten Querfadensystems durch unterschiedliche Materialwahl herzustellen, indem beispielsweise für das zweite Querfadensystem Querfäden mit stärkerem Thermoschrumpf als bei den Querfäden des dritten Querfadensystems oder für das dritte Querfadensystem Querfäden mit höherer Biegesteifigkeit und/oder besser Abriebfestigkeit verwendet werden.

Alternativ dazu ist vorgesehen, daß die maschinenseitig flottierenden Fadenabschnitte des dritten Querfadensystems länger sind als die maschinenseitig flottierenden Fadenabschnitte des zweiten Querfadensystems, und zwar vorzugsweise doppelt so lang. Dies ermöglicht es, die maschinenseitig flottierenden Fadenabschnitte des dritten Querfadensystems weit herauszuwölben und somit den Abstand zwischen den beiden Verschleißebenen groß zu machen.

Dies kann z. B. dadurch verwirklicht werden, daß die maschinenseitig flottierenden Fadenabschnitte des dritten Querfadensystems über die Maschinenseite von wenigstens 10 Längsfäden hintereinander und die maschinenseitig flottierenden Fadenabschnitte des zweiten Querfadensystems über die Maschinenseite von weniger als 10 Längsfäden hintereinander verlaufen. Vorzugsweise sind dazu die Querfäden des zweiten Querfadensystems dünner ausgebildet als die des dritten Querfadensystems, damit zunächst ein hohes Abriebvolumen zur Verfügung gestellt wird und die am meisten vorstehenden Fadenabschnitte eine hinreichende Eigenstabilität haben. Dies kann auch dadurch erreicht werden, daß die Querfäden des dritten Querfadensystems aus biegesteiferem Material sind als die des zweiten Querfadensystems. Zweckmäßigerweise sollten die maschinenseitig flottierenden Fadenabschnitte des zweiten Querfadensystems mindestens fünf Längsfäden hintereinander an der Maschinenseite kreuzen.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß an den Stellen, an denen die Querfäden des dritten Querfadensystems über die Papierseite von Längsfäden verlaufen, auch wenigstens ein benachbarter Querfaden des zweiten Querfadensystems über den bzw. die betreffenden Längsfäden verläuft. Auch sollten sich die Querfäden des zweiten Querfadensystems mit denen des dritten Querfadensystems abwechseln, um keine zu großen Abstände zwischen den Querfäden eines Querfadensystems entstehen zu lassen.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgeschlagen, daß die Querfäden des zweiten und/oder dritten Querfadensystems über die Papierseite von wenigstens zwei Längsfäden hintereinander verlaufen, und zwar insbesondere dann, wenn die Längsfäden relativ dünn ausgebildet sind.

Schließlich ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß die maschinenseitig flottierenden Fadenabschnitte der Querfäden der zweiten und dritten Querfadensysteme derart vorstehen, daß das freie innere Volumen des Papiermaschinensiebes wenigstens 50% des Siebkörpervolumens ausmacht. Durch diese Ausbildung wird eine horizontale Wassertransportkapazität gebildet, die eine wesentliche Verbesserung der Entwässerungsleistung bei gleichem Antriebsbedarf zur Folge hat bzw. umgekehrt bei gegebener Entwässerungsleistung eine entsprechende Verringerung des Antriebsbedarfs bewirkt.

In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels näher veranschaulicht. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch ein Papiermaschinensieb,;

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Maschinenseite des Papiermaschinensiebes gemäß Fig. 1 und

Fig. 3 eine Draufsicht auf die Papierseite des Papiermaschinensiebes nach den Fig. 1 und 2.

Wie aus Fig. 1 zu erkennen ist, ist das Papiermaschinensieb (31) zweilagig ausgebildet, d. h. es hat zwei Querfadenlagen (32, 33), die von zwischen den beiden Querfadenlagen (32, 33) hin- und hergehenden Längsfäden - beispielhaft mit (3) bezeichnet - eingebunden werden. Die obere Querfadenlage (32) wird von einem ersten Querfadensystem mit Querfäden (35) gebildet, welche so mit den Längsfäden (34) einbinden, daß sie im wesentlichen in der papierseitigen Hälfte des Querschnittes des Papiermaschinensiebes (31) verlaufen. Ihre Einbindung mit den Längsfäden (34) ist so gestaltet, daß bei guter Faserretention weitgehende Markierfreiheit erreicht wird. Der Verlauf der Querfäden (35) kann den jeweiligen Anforderungen an die Qualität des Papiers und an die anderen Eigenschaften des Papiermaschinensiebes (31) angepaßt werden.

Die untere Querfadenlage (33) wird von zwei Querfadensystemen gebildet. Das zweite Querfadensystem hat Querfäden (36) mit einem sich über sieben Längsfäden (34) erstreckenden Rapport, wobei innerhalb eines Rapportes nur ein Längsfaden (34) an der Oberseite gekreuzt wird. Die Querfäden (36) des zweiten Querfadensystems bilden nach unten über die Ebene der Längsfäden (34) vorstehende Fadenabschnitte - beispielhaft mit (37) bezeichnet -, die eine Verschleißebene (38) bilden.

Das dritte Querfadensystem hat Querfäden (39) mit nach unten vorstehenden Fadenabschnitten - beispielhaft mit (40) bezeichnet -, wobei die Querfäden (39) einen doppelt so langen Rapport haben wie die Querfäden (36) des zweiten Querfadensystems. Der dargestellte Querfaden (39) kreuzt diejenigen Längsfäden an der Oberseite, mit denen auch der gezeigte Querfaden (36) einbindet. Im Bereich der Einbindestelle des Querfadens (36) des zweiten Querfadensystems flottiert der Querfaden (39) an der Unterseite. Hierdurch ergibt sich eine starke Wölbung des Fadenabschnittes (40) nach außen, wodurch eine weiter, außenliegende Verschleißebene (41) gebildet wird.

Im Betrieb bewegt sich das in Fig. 1 dargestellte Papiermaschinensieb (31) senkrecht zur Zeichnungsebene. Die Unterseite, d. h. die Maschinenseite des Papiermaschinensiebes (31) wird durch die Verschleißebene (41) und damit durch die Querfäden (39) des dritten Querfadensystems gebildet. Zunächst unterliegen nur diese Querfäden (39) dem Verschleiß. Erst wenn deren Fadenabschnitte (40) nahezu verschlissen sind, also die maschinenseitige Außenseite des Papiermaschinensiebes (31) die Verschleißebene (38) erreicht hat, werden auch die Querfäden (36) des zweiten Querfadensystems dem Abrieb unterworfen. Nachdem auch die Fadenabschnitte (37) dieser Querfäden (36) zum Teil durch Abrieb angegriffen sind, kommen die maschinenseitig einbindenden Teile der Längsfäden (34) in den Bereich des Abriebes. Dabei besteht durchaus die Möglichkeit, die Fadenabschnitte (37) der Querfäden (36) des zweiten Querfadensystems je nach Bedarf stärker nach unten zu wölben, um die Längsfäden (34) erst dann dem Abrieb auszusetzen, wenn die Fadenabschnitte (37) nahezu oder sogar vollständig verschlissen sind.

Die Fig. 2 und 3 lassen einen größeren Ausschnitt des Papiermaschinensiebes (31) in Laufrichtung A durch schematische Darstellung der Papierseite (Fig. 3) und der Maschinenseite (Fig. 2) erkennen. In Fig. 3 sind die Querfäden (33) durch die ungraden Ziffern 1 bis 27 gekennzeichnet, während die Längsfäden (34) durch die Ziffern 1′ bis 14′ numeriert sind. Es ist zu erkennen, daß die Längsfäden (34) an der Papierseite nur jeweils zwei Querfäden (33) kreuzen, wobei zwischen zwei solchen Einbindungen einmal nur ein Abstand von einem Querfaden (33) und dann ein Abstand von neun Querfäden gegeben ist. Die Querfäden (33) binden abwechselnd unterschiedlich ein, wobei die erste Gruppe von Querfäden (33) (Numerierung 1, 5, 9, 13, 17, 21, 25) erst drei Längsfäden (34) und dann zwei Längsfäden (34) einbinden, während die zweite Gruppe von Querfäden (33) (Numerierung 3, 7, 11, 15, 19, 23, 27) zunächst einen Längsfaden (34) und dann vier Längsfäden (34) einbinden. Die Querfäden (33) verlaufen nur jeweils unter einem Längsfaden (34).

Der Fig. 2 ist deutlich die Querfadenstruktur hervorgerufen durch die Fadenabschnitte (37, 40) der Querfäden (36, 39), zu entnehmen. Die Längsfäden (34) sind hier durch die Numerierungen 1′ bis 14′ gekennzeichnet, während die Querfäden (36) durch die Numerierungen 2, 6, 10, 14, 18, 22, 26 und die Querfäden (39) durch die Numerierungen 4, 8, 12, 16, 20, 24, 28 gekennzeichnet sind. Es ist zu erkennen, daß die Querfäden (39) des dritten Querfadensystems über 13 Längsfäden (34) an der Maschinenseite flottieren, während die Querfäden (36) des zweiten Querfadensystems nur über 6 Längsfäden (34) an der Maschinenseite flottieren. Es wird jeweils nur ein Längsfaden (34) papierseitig eingebunden, wobei jeweils zwei nebeneinanderliegende Querfäden (36, 39) pärchenweise einbinden.

Für die Längsfäden (34) und Querfäden (35, 36, 39) kommen vorzugsweise Monofilamente aus einem Polyamid oder Polyester oder einer Mischung beider Materialien in Frage. Die Durchmesser können sich zwischen 0,1 und 0,6 mm bewegen. Material- wie Durchmesserwahl hängen sehr aber stark vom jeweiligen Einsatz ab.

Claims (13)

1. Papiermaschinensieb für den Blattbildungsbereich einer Papiermaschine, das aus Längs- und Querfäden gewebt ist, wobei ein erstes Querfadensystem mit im wesentlichen auf der Papierseite flottierenden Querfäden und ein zweites Querfadensystem mit im wesentlichen auf der Maschinenseite flottierenden Querfäden vorhanden sind, welche dort über die Ebene der Längsfäden vorstehende Fadenabschnitte zur Bildung einer Verschleißebene aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß ein drittes Querfadensystem mit hauptsächlich auf der Maschinenseite flottierenden Querfäden (39) vorgesehen ist, die über die maschinenseitig flottierenden Fadenabschnitte (37) des zweiten Querfadensystems überstehende Fadenabschnitte (40) zur Bildung einer zusätzlichen, weiter außen liegenden Verschleißebene (41) aufweisen.

2. Papiermaschinensieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Papiermaschinensieb (31) zweilagig ausgebildet ist, wobei sich das erste Querfadensystem in der oberen Lage (32) und das zweite und dritte Querfadensystem in der unteren Lage (33) befinden.

3. Papiermaschinensieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die maschinenseitig flottierenden Fadenabschnitte (40) des dritten Querfadensystems länger sind als die maschinenseitig flottierenden Fadenabschnitte (37) des zweiten Querfadensystems.

4. Papiermaschinensieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die maschinenseitig flottierenden Fadenabschnitte (40) des dritten Querfadensystems doppelt so lang sind als die maschinenseitig flottierenden Fadenabschnitte (37) des zweiten Querfadensystems.

5. Papiermaschinensieb nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die maschinenseitig flottierenden Fadenabschnitte (40) des dritten Querfadensystems über die Maschinenseite von wenigstens zehn Längsfäden (34) hintereinander und die maschinenseitig flottierenden Fadenabschnitte (37) des zweiten Querfadensystems über die Maschinenseite von weniger als zehn Längsfäden (34) hintereinander verlaufen.

6. Papiermaschinensieb nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Querfäden (36) des zweiten Querfadensystems dünner sind als die des dritten Querfadensystems.

7. Papiermaschinensieb nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Querfäden (39) des dritten Querfadensystems biegesteifer sind als die des zweiten Querfadensystems.

8. Papiermaschinensieb nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Querfäden des dritten Querfadensystems abriebfester sind als die des zweiten Querfadensystems.

9. Papiermaschinensieb nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die maschinenseitig flottierenden Fadenabschnitte (37) des zweiten Querfadensystems mindestens fünf Längsfäden (34) hintereinander an der Maschinenseite kreuzen.

10. Papiermaschinensieb nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß an den Stellen, an denen die Querfäden (39) des dritten Querfadensystems papierseitig über die Längsfäden (34) verlaufen, auch wenigstens ein benachbarter Querfaden (36) des zweiten Querfadensystems über den bzw. die betreffenden Längsfäden (34) verlaufen.

11. Papiermaschinensieb nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Querfäden (36) des zweiten Querfadensystems mit dem des dritten Querfadensystems abwechseln.

12. Papiermaschinensieb nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Querfäden (36) des zweiten und/oder des dritten Querfadensystems papierseitig über wenigstens zwei Längsfäden hintereinander verlaufen.

13. Papiermaschinensieb nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die maschinenseitig flottierenden Fadenabschnitte (37, 40) der zweiten und dritten Querfadensysteme derart vorstehen, daß das freie innere Volumen des Papiermaschinensiebes (31) wenigstens 50% des Siebkörpervolumens ausmacht.