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Dokumentenidentifikation DE4105761C2 13.04.1995
Titel Papiermaschinengewebe
Anmelder Tamfelt Oy AB, Tampere, FI
Erfinder Taipale, Seppo, Siilinjärvi, FI;
Hakkarainen, Merja, Juankoski, FI
Vertreter Richter, J., Dipl.-Ing., 10719 Berlin; Gerbaulet, H., Dipl.-Ing., Pat.-Anwälte, 20354 Hamburg
DE-Anmeldedatum 23.02.1991
DE-Aktenzeichen 4105761
Offenlegungstag 05.09.1991
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 13.04.1995
Veröffentlichungstag im Patentblatt 13.04.1995
IPC-Hauptklasse D21F 1/10

Beschreibung[de]

Die Erfindung bezieht sich auf ein Doppelgewebe für eine Papiermaschine, das ein Fadensystem in der Längsrichtung und zwei Fadensysteme in der Querrichtung aufweist, die nach einem 16-schäftigen Musterrapport miteinander verbunden sind.

Mehrere Papiermaschinengewebe von obigem Typ sind auf diesem Gebiet bekannt. Als Beispiele können die Gewebe nach den FI-Patentanmeldungen 823830, 872079 und 873506 erwähnt werden. In diesen bekannten Lösungen hat man eine lange Betriebsdauer zu erreichen versucht, und zwar durch lange Flottierungen querlaufender Fäden an der Unterfläche, d. h. an der an Papiermaschinenwalzen anliegenden Fläche, und auch durch Verwendung sehr dicker, von der Oberfläche des Siebes abwärtsbiegender Fäden als Querfäden der Unterfläche. In allen obigen Fällen hat man die Absicht gehabt, die Längsfäden ganz vor Abnutzung zu schützen. Die FI-Patentanmeldung 872079 entspricht dabei der EP 0245851 A2.

Ein Nachteil der Lösung nach der FI-Anmeldung 823830 ist jedoch u. a., daß eine obere Biegung des dicken Unterfadens neben die Querfäden der Oberschicht auf die Formfläche dringt und die Ebenheit der Oberfläche somit verschlechtert. Auch die diagonale Streifung anläßlich der Verbindung des Unterfadens ist leicht an der Oberfläche zu sehen, wenn dicke Unterfäden verwendet werden. Ein weiterer Nachteil des Formsiebes ist, daß der dicke Unterfaden eine Markierung von Entwässerung verursacht, was darauf zurückzuführen ist, daß große, gerade Öffnungen von der Sieboberfläche gegen den Boden des Siebes gebildet werden, wobei das Papier uneben wird.

Eine Schwäche des Siebes nach der FI-Anmeldung 873506 ist eine unebene Bindung. In dieser Lösung laufen Längsfäden nebeneinander während dreier Fadenpaare zwischen den Fadenpaaren. Die Längsfäden liegen in diesem verhältnismäßig langen Bereich, der 3/8 der Länge eines Musterrapports beträgt, dicht nebeneinander, was zur Folge hat, daß die Längsfäden sich paarweise gruppieren und dichte und undichte Bereiche in der Längsrichtung bilden. Die Lösung nach dieser Anmeldung kann auch die Papierseite mit einer diagonalen, schmalen Streifung versehen, die auf die Gruppierung der oberen Biegungen der Längsfäden zurück zuführen ist.

In den Lösungen der FI-Anmeldungen 873506 und 872079 (EP 0245851 A2) hat man versucht, ein Gewebe zustandezubringen, in dem die in der Maschinenrichtung laufenden Fäden besser als in den früheren Lösungen geschützt werden. Dabei befinden sich die dicken Querfäden an der Unterfläche des Gewebes in einer gebogenen Stellung und fangen in Gebrauch an, zuerst in der Mitte einer Flottierung abgenutzt zu werden. Nachdem diese Querfäden durch Abnutzung abgebrochen sind, sind die in der Maschinenrichtung laufenden Fäden immer noch unbeschädigt. Eine solche Lösung verbessert die Verschleißfestigkeit des Siebes nicht wesentlich, denn die Berührungsfläche an der Maschine ist klein anläßlich der Biegung der einer Abnutzung ausgesetzten Fäden in den Flottierungen. Die Abnutzung geschieht zuerst schnell, bis die unteren Querfäden so viel abgenutzt worden sind, daß die an der Maschine anliegende Länge des unteren Querfadens nahezu der ganzen Länge der Flottierung entspricht. In dieser Phase ist jedoch der untere Querfaden in der Mitte so viel schmäler geworden, daß er fast abgebrochen ist. Nachdem der untere Querfaden durch Abnutzung ganz abgebrochen ist, ist das Sieb völlig abgenutzt. Das Sieb kann nicht mehr verwendet werden, obgleich die Längsfäden darin ganz unbeschädigt sind. Der Betriebsdauer des Siebes ist es somit nicht von besonderem Nutzen, daß die Querfäden vollständig geschützt werden.

Die Oberflächenstruktur der Lösungen der beiden erwähnten Anmeldungen besteht aus abwechselnden, längeren und kürzeren Flottierungen der Querfäden. Die verschieden langen Flottierungen der Oberflächenfäden verursachen gewöhnlich Markierungsprobleme, denn es ist ziemlich unmöglich, sie in absolut gleiche Ebene zu bringen. Die FI-Anmeldung 873506 schlägt den Ausweg vor, daß die unteren Längsfadenbiegungen unter einem quer zu der Maschine laufenden Unterfaden direkt unter einer kürzeren Querfadenflottierung der Oberfläche angebracht werden. Diese Maßnahme ist jedoch nicht zufriedenstellend, denn in der Praxis steigt eine kürzere Flottierung höher als eine längere Flottierung, die nicht unter der Einwirkung äußerer Kräfte steht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein solches Papiermaschinengewebe zu schaffen, bei dem die Papierseite äußerst glatt ist und die Gewebeunterseite wirksam gegen Verschleiß geschützt ist.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst.

Ein Vorteil der Erfindung ist vor allem eine verbesserte Verschleißfestigkeit im Vergleich zu den vorbekannten Lösungen. Das kommt daraus, daß die Verschleißfläche an der Maschine sehr groß ist, weil die Längsfäden in gleiche Ebene mit den Querfäden gebracht worden sind. Dies wird dadurch ermöglicht, daß die Höhendifferenz zwischen den der Maschine zugewandten, äußersten Ebenen der Quer- und Längsfäden eine solche ist, daß der Längsfaden, nachdem der untere Querfaden durch Abnutzung abgebrochen ist, an seinen unteren Biegungen höchstens so viel abgenutzt worden ist, daß die Zugfestigkeit des Gewebes für die Anwendung des Siebes ausreichend groß ist. Anders gesagt, eine lange Betriebsdauer wird mittels einer großen Verschleißfläche erreicht, die von langen, wesentlich gerade laufenden Biegungen der unteren Querfäden und von Biegungen unterhalb der Längsfäden gebildet wird. Die Differenz zwischen den der Maschine zugewandten, äußersten Ebenen der unteren Querfäden und der Längsfäden ist kleiner als bisher gewohnt, wobei ein möglichst großes Fadenvolumen sogleich und die beiden Fadensysteme in einer späteren Phase einer Abnutzung ausgesetzt werden. Ein weiterer Vorteil ist, daß das Sieb eine gleichmäßige Struktur aufweist, was sowohl Entwässerung als auch Oberflächenmarkierung betrifft. Weil die Querfäden sich an der am Papier anliegenden Oberfläche in gleicher Ebene befinden, so ist genug Tragfläche für Papiermasse vorhanden. Dank der ebenen Bindung und der Fäden von passender Größe weist die Oberfläche des erfindungsgemäßen Siebes keine großen, freien Öffnungen auf, sondern die Entwässerung geschieht gleichmäßig durch das ganze Sieb und das Papier erhält somit eine ebene Formation.

Im folgenden wird die Erfindung mittels vorteilhafter Ausführungsbeispiele der beigefügten Zeichnung genauer erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Papiermaschinengewebes in der Richtung von Längsfäden,

Fig. 2 eine Ansicht des Ausführungsbeispiels der Fig. 1 in der Richtung von Querfäden,

Fig. 3 das Ausführungsbeispiel der Fig. 1 und 2 als Bindungsschema,

Fig. 4 eine Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Papiermaschinengewebes in der Richtung der Längsfäden,

Fig. 5 eine Ansicht des Ausführungsbeispiels der Fig. 4 in der Richtung der Querfäden,

Fig. 6 das Ausführungsbeispiel der Fig. 4 und 5 als Bindungsschema,

Fig. 7 eine Ansicht eines dritten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Papiermaschinengewebes in der Richtung der Längsfäden,

Fig. 8 eine Ansicht des Ausführungsbeispiels der Fig. 7 in der Richtung der Querfäden und

Fig. 9 das Ausführungsbeispiel der Fig. 7 und 8 als Bindungsschema.

Die Fig. 1 bis 3 zeigen eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung. Das Bezugszeichen 1 bezeichnet Längsfäden, die ein Fadensystem in der Längsrichtung bilden. Die Bezugszeichen 2 und 3 bezeichnen wiederum Querfäden, die zwei Fadensysteme in der Querrichtung bilden. Diese Längsfäden und Querfäden verbinden sich nach einem 16-schäftigen Musterrapport miteinander. Fig. 3 zeigt die Ausführungsform der Fig. 1 und 2 als Bindungsschema. In dem beigefügten Bindungsschema bedeutet ein schwarzes Feld, daß ein Längsfaden auf einem Querfaden liegt.

Gemäß der wesentlichen Idee der Erfindung bilden die unteren Querfäden 3 Flottierungen in einer Länge von 13 Längsfäden an der Unterfläche des Gewebes. Die oberen Querfäden 2 bilden dem unteren Querfaden gegenüber kürzere Flottierungen an der Oberfläche des Gewebes, d. h. beispielsweise an einer als Formfläche fungierenden Oberfläche. Die unteren Querfäden 3 verbinden sich während eines Musterrapports mit zwei nahe beieinander liegenden Längsfäden 1. Unter dem Ausdruck "mit zwei nahe beieinander liegenden Längsfäden" wird in diesem Zusammenhang verstanden, daß die Querfäden 3 mit zwei nahe beieinander, aber nicht nebeneinander, liegenden Längsfäden 1 verbunden werden. Außerdem ist die Dicke der unteren Querfäden 3 den Längsfäden 1 gegenüber so gewählt, daß, wenn die Fäden 3 durch Abnutzung abbrechen, die Bruchfestigkeit der darunter laufenden Längsfäden 1, d. h. die Bruchfestigkeit in der Längsrichtung des Gewebes, 150 N/cm überschreitet.

Durch eine richtig gewählte Dicke der unteren Querfäden 3 werden die Nachteile eliminiert, die von den früher verwendeten, dicken Fäden mit langen Flottierungen an der Formseite des Gewebes verursacht wurden. Einer von diesen Nachteilen ist, daß die oberen Biegungen der unteren Querfäden an der Formfläche des Gewebes zu sehen sind.

Durch Anwendung eines den früheren Lösungen gegenüber dünneren Fadens mit langer Flottierung werden an der Unterfläche des Gewebes verhältnismäßig gerade laufende Flottierungen zustandegebracht, die beginnen, über die ganze Länge der Flottierung abgenutzt zu werden, und nicht nur in der Mitte, wie es sich mit vorbekannten Sieben mit langer Flottierung an der Unterseite verhalten hat.

Bei verhältnismäßig geringen Höhendifferenzen zwischen den Fadensystemen liegt der bedeutendste Vorteil darin, daß die Abnutzung in der Phase langsamer wird, wenn die an der Maschine anliegende Ebene der unteren Querfäden 3 die unterste Ebene der unteren Biegungen der in der Maschinenrichtung laufenden Fäden 1 erreicht. Die verlangsamte Abnutzung ist darauf zurückzuführen, daß ein größeres Fadenvolumen, d. h. die langen Flottierungen der Querfäden 3 und die unteren Biegungen der in der Maschinenrichtung laufenden Fäden 1, der Abnutzung ausgesetzt wird, wobei ein in der Maschinenrichtung laufender Faden 1 zwei untere Biegungen pro ein Musterrapport aufweist. Auf diese Weise bleiben auch die Entwässerungseigenschaften des Gewebes eine längere Zeit konstant.

Wenn die Differenzen zwischen den der Maschine zugewandten Ebenen der Längs- und Querfäden des Gewebes groß sind, werden zuerst nur die Querfäden abgenutzt. Dabei ist die Abnutzungsgeschwindigkeit, d. h. die Geschwindigkeit, mit der der Durchmesser des Gewebes kleiner wird, größer als im Fall, daß auch die unteren Biegungen der in der Maschinenrichtung laufenden Fäden einer Abnutzung ausgesetzt werden. In diesem Fall nutzt es nichts mehr, wenn die in der Maschinenrichtung laufenden Fäden ganz unbeschädigt bleiben, sondern das Gewebe, beispielsweise das Sieb, ist in jedem Fall unanwendbar, weil die unteren Querfäden durch Abnutzung abgebrochen sind.

Wie oben festgestellt wurde, wird die Dicke der unteren Querfäden 3 erfindungsgemäß so gewählt, daß, nachdem diese beim Fahren in der Papiermaschine durch Abnutzung abgebrochen sind, auch die in der Maschinenrichtung laufenden Fäden 1, d. h. die Kettenfäden, höchstens in dem Maß abgenutzt worden sind, daß die Zugfestigkeit in der Längsrichtung des Gewebes wenigstens 150 N/cm ist. Dabei ist es möglich gewesen, durch ein großes Abnutzungsvolumen die vollständige Abnutzung eine möglichst lange Zeit zu verzögern, und die Abnutzung ist sehr langsam vor sich gegangen.

Durch verlangsamte Abnutzung ist es möglich, eine Änderung der Eigenschaften eines Gewebes, zum Beispiel eines Siebes, beim Fahren in der Papiermaschine zu verhindern. Wenn die äußerste Ebene der der Maschine zugewandten Querfäden 3 des Siebes nahe der äußersten Ebene der in der Maschinenrichtung laufenden Fäden 1 an der Maschinenseite liegt, findet die Abnutzung zuerst verhältnismäßig schnell statt, bis die äußersten Ebenen der beiden Fadensysteme, des in der Maschinenrichtung laufenden und des unteren, querlaufenden Fadensystems, einander tangieren, wonach die Abnutzung auf Grund des großen verwendeten Fadenvolumens bedeutend langsamer geschieht. Die endgültige Abnutzung wird weiter durch Verwendung von Polyamid oder irgendeinem anderen, synthetischen, verschleißfesten Materials im Querfadensystem der Maschinenseite verlangsamt.

Die äußersten Ebenen der in der Maschinenrichtung laufenden Fäden und der Querfäden an der Maschinenseite können nahe beieinander gebracht werden, und zwar dadurch, daß ein geeigneter Schußfadentyp sowie Web- und Wärmebehandlungsprozeß gewählt werden. Je näher einander die äußersten Ebenen der erwähnten zwei Fadensysteme sich befinden, um so schneller wird die Normalsituation erreicht, in der die Abnutzung langsam geschieht und deshalb auch die Änderungen der Siebeigenschaften infolge der Abnutzung klein sind und langsam geschehen. Je schneller das Sieb abgenutzt wird, um so schwächer wird seine Durchlässigkeit, was auf eine von der schnellen Abnutzung verursachte Materialverschiebung durch Zurückbleiben von Fäden zurückzuführen ist. Bei verlangsamter Abnutzung nimmt auch die Abschwächung der Durchlässigkeit ab.

Der untere, an der Maschine anliegende Querfaden 3 wird also mit zwei Längsfäden 1 mit der Bindung verbunden, wie früher festgestellt wurde. Diese zwei Längsfäden 1 sind nicht nebeneinanderliegende Fäden im Gewebe. Dank dieser Struktur wird die Stabilität des Gewebes besser im Vergleich zu einem Gewebe, das im übrigen gleich ist, in dem aber die Querfäden mit langen Flottierungen mit einem Längsfaden oder mit zwei nebeneinanderliegenden Längsfäden pro Musterrapport verbunden sind. Die Fähigkeit des Gewebes, ausdrücklich einer diagonalen Ablenkung zu widerstehen, wird besser, wenn die Querfäden mit langen Flottierungen mit zwei nahe beieinander, aber nicht nebeneinander im Gewebe liegenden Längsfäden verbunden werden.

Zwischen den zwei den Querfaden 3 der Maschinenseite bindenden, in der Maschinenrichtung laufenden Fäden 1 kann ein Faden oder mehrere Fäden bleiben. In der Ausführungsform der Fig. 1 bis 3 ist der zwischen den erwähnten zwei in der Maschinenrichtung laufenden Fäden 1 bleibende, in der Maschinenrichtung laufende Faden angeordnet, zwischen dem oberen und unteren Querfaden 2, 3 zu laufen. Eine solche Lösung ist jedoch nicht die einzige Möglichkeit, sondern der Faden oder die Fäden zwischen den den Querfaden 3 der Maschinenseite bindenden, in der Maschinenrichtung laufenden Fäden können auch oberhalb des oberen, querlaufenden Fadensystems liegen, je nach dem zu verwendenden Bindungsmuster. In dieser Hinsicht ist es wesentlich, daß der Querfaden der Maschinenseite sich während eines Musterrapports mit zwei nahe beieinander liegenden, in der Maschinenrichtung laufenden Fäden verbindet und der Querfaden der Papierseite sich während eines Musterrapports mit zwei oder mehreren, getrennt voneinander in der Maschinenrichtung laufenden Fäden verbindet.

Die Fig. 4 bis 6 zeigen eine zweite vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Papiermaschinengewebes. Die Fig. 4 bis 6 zeigen das Gewebe in derselben Weise wie die Fig. 1 bis 3. Das Bezugszeichen 11 bezeichnet Längsfäden, die ein Fadensystem in der Längsrichtung bilden. Die Bezugszeichen 12 und 13 bezeichnen Querfäden, die zwei querlaufende Fadensysteme bilden. Die Fadensysteme verbinden sich miteinander in derselben Weise wie im Zusammenhang mit den Fig. 1 bis 3 beschrieben wurde. Fig. 6 ist ein Bindungsschema.

Die Ausführungsform der Fig. 4 bis 6 entspricht wesentlich der Ausführungsform der Fig. 1 bis 3. Der einzige Unterschied ist, daß in der Ausführungsform der Fig. 4 bis 6 der Längsfaden zwischen den zwei den unteren Querfaden 13 bindenden Längsfäden 11 angeordnet ist, an dieser Stelle über den oberen Querfaden 12 zu laufen.

Die Fig. 7 bis 9 zeigen ein drittes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Papiermaschinengewebes. Das Bezugszeichen 21 bezeichnet Längsfäden, die ein Fadensystem in der Längsrichtung bilden. Die Bezugszeichen 22 und 23 bezeichnen Querfäden, die zwei Fadensysteme in der Querrichtung bilden. Die Fadensysteme verbinden sich miteinander in derselben Weise wie oben nach den Fig. 1 bis 3 und 4 bis 6 beschrieben wurde. Das Ausführungsbeispiel der Fig. 7 bis 9 unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel der Fig. 4 bis 6 darin, daß im Beispiel der Fig. 7 bis 9 der obere Querfaden 22 sich mit mehr voneinander getrennten Längsfäden verbindet als der Faden 12 im Beispiel der Fig. 4 bis 6.

Die obenerwähnten Ausführungsbeispiele sind keineswegs beabsichtigt, die Erfindung zu beschränken, sondern die Erfindung kann im Rahmen der Patentansprüche völlig frei variiert werden. Die Erfindung ist zum Beispiel auf kein bestimmtes Fadenmaterial beschränkt, sondern jedes beliebige, geeignete Fadenmaterial kann verwendet werden.


Anspruch[de]
  1. 1. Doppelgewebe für eine Papiermaschine, das ein Fadensystem in der Längsrichtung und zwei Fadensysteme in der Querrichtung aufweist, die nach einem 16-schäftigen Musterrapport miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein unterer Querfaden (3, 13, 23) Flottierungen in einer Länge von 13 Fäden an der Unterfläche des Gewebes macht, daß er sich dadurch mit dem Gewebe bindet, indem er während eines Musterrapports über zwei nahe beieinander liegenden Längsfäden (1, 11, 21) in der Weise läuft, daß zwischen diesen zwei Längsfäden ein Längsfaden bleibt, der oberhalb des unteren Querfadens (3, 13, 23) läuft, und daß ein oberer Querfaden (2, 12, 22) an der Papierseite des Gewebes im Vergleich zum unteren Querfaden (3, 13, 23) an der Oberfläche des Gewebes kürzere Flottierungen macht und sich während eines Musterrapports mit wenigstens zwei Längsfäden verbindet.
  2. 2. Papiermaschinengewebe nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Längsfaden, der zwischen den zwei Längsfäden (1) bleibt, über die der untere Querfaden (3) läuft, und der oberhalb des unteren Querfadens (3) läuft, so angeordnet ist, daß er an dieser Stelle zwischen dem oberen und unteren Querfaden (2, 3) läuft.
  3. 3. Papiermaschinengewebe nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Längsfaden, der zwischen den zwei Längsfäden (11, 21) bleibt, über die der untere Querfaden (13, 23) läuft, und der oberhalb des unteren Querfadens (13, 23) läuft, so angeordnet ist, daß er an dieser Stelle über den oberen Querfaden (12, 22) läuft.
  4. 4. Papiermaschinengewebe nach einem der vorhergehenden Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Längsfaden, der zwischen den zwei Längsfäden (1, 11, 21) bleibt, über die der untere Querfaden (3, 13, 23) läuft, ein Faden ist, der neben den beiden erwähnten Längsfäden liegt.
  5. 5. Papiermaschinengewebe nach einem der vorhergehenden Patentansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke des unteren Querfadens (3, 13, 23) so gewählt ist, daß, wenn dieser Faden durch Abnutzung abbricht, die Bruchfestigkeit des Gewebes in der Längsrichtung 150 N/cm überschreitet.






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