DE3102624A1 - Papiermaschinen-formtuch - Google Patents

Description

Huyck Corporation _

Wake Forest, H.C., V.St.A. Z7. Jan. J98]

Papiermaschinen-Form tuch

Die Erfindung betrifft ein Papiermaschinen-Formtuch, insbesondere ein von Randkräuselung bzw. -einrollung freies Formtuch, das eine ausgezeichnete Lauffläche und eine verbesserte Formfläche bietet.

Obgleich das erfindungsgemäße Formtuch vorteilhaft in der Form-, Abzugs-, Preß- oder Trocknerpartie einer Papiermaschine benutzt werden kann, ist es im folgenden speziell in Anwendung auf die Formpartie beschrieben.

Verschiedene bekannte Papiermaschinen verwenden ein Formtuch in Form eines Gewebes aus miteinander verwebten Kett- und Schußfäden, die zu einem endlosen Band geformt sind. Auf die Form(ier)seite des Formtuches wird eine Schicht nassen Papierstoffs aufgebracht, der durch das Formtuch hindurch mittels einer an der Maschinen- bzw. Laufseite des Formtuches vorgesehenen Saugeinrichtung ο. dgl. entwässert wird.

Derartige Formtücher können grundsätzlich nach zwei verschiedenen üblichen Verfahren hergestellt werden. Zum einen können sie in einem Flachwebeverfahren flach gewebt und auf beliebige bekannte Weise zur Bildung eines endlosen Bands an den Enden verbunden werden. Zum anderen können solche Formtücher in einem Endloswebeverfahren unmittelbar in Form eines endlosen Bands gewebt werden. Bei einem flachgewebten Formtuch verlaufen die Kettfäden in Maschinen- bzw. Laufrichtung und die ochußfäden in

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richtung. Bei einem endlos gewebten Formtuch, verlaufen dagegen die Kettfäden in Querrichtung und die Schußfäden in Laufrichtung. Die benutzten Ausdrücke "Laufrichtung" und "Querrichtung" beziehen sich auf die Bewegungsrichtung des Formtuchs in der Papiermaschine bzw. auf die senkrecht dazu liegende Richtung.

In der Praxis werden Papiermaschinen-Formtücher mit Bindungsmustern, wie 1/2-, 2/1-, 2/3-, 3/2-, 1/4-, 4/1-, 1/5- oder 5/1-KÖper, sowie Abwandlungen dieser Webmuster, wie Satin- bzw. Atlasbindung, hergestellt. Diese üblicherweise angewandten Bindungsmuster besitzen eine gemeinsame Eigenschaft: Sie sind sämtlich ungleichseitige (unbalanced) Bindungsmuster, bei denen die eine Seite eine Oberkette und die andere Seite einen Oberschuß aufweist. Diese Eigenart führt zu einem Unausgleich von Kräften in der Gewebestruktur, der zusammen mit verschiedenen Bedingungen, die im Betrieb des Formtuches an dessen Rändern auftreten (wie Unterschiede aufgrund geringerer Schmierung durch Wasser, eines geringeren angelegten Unterdrucks usw.), zu einer Neigung des Formtuches führen, sich an den Längskanten zu kräuseln bzw. einzurollen. Diese Kräuselneigung führt aber sowohl zu Lauf- als auch zu Verschleißproblemen.

Die Erfindung beruht nun auf der Erkenntnis, daß dann, wenn in einem üblichen ungleichseitigen (unbalanced) Bindungsmuster (wie 1/2-, 2/1-, 1/4-, 4/1-, 2/3-, 3/2-, 1/5- oder 5/1-Köper, 1/4- oder 4/1-Atlas) bestimmte Teile der Bindung umgestellt (inverted) werden, ein ausgeglicheneres Gewebe erhalten wird, in welchem die Kräfte vollständiger ausgeglichen sind. Hierdurch wird ein flaches Gewebe erhalten, das praktisch frei ist von Randkräuselung und den damit verbundenen Problemen.

Bisher vertraten die Fachleute die Ansicht, daß ein echtes doppeltgekröpftes (bicrimped) Gewebe die beste Bahnunterstützung bietet, und daß die hydraulische Wirkung um so

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besser ist, ^e dünner das Gewebe ist. Überraschenderweise wird bei den erfindungsgemäßen Bindungsmustern eine sog. Paarung (pairing), d.h. eine ungleichmäßige Verteilung der Fäden, vermieden, vielmehr liefern sie ein weitgehender doppeltgekröpftes Gewebe. Die Formseite des Gewebes gewährleistet dabei eine bessere Bahnunterstützung und eine bessere Bahntrennung. Die Bahnunterstützung beruht auf den beiden Garnsystemen. Die bessere Bahnunterstützung wird durch konstruktive Auslegung und nicht durch Schaffung eines echt doppeltgekröpften Gewebes erreicht.

Das erfindungsgemäße Gewebe besitzt auf beiden Seiten dieselbe Zahl von Kröpfungen (knuckles) und ist daher ausgeglichen oder gleichseitig. Es ist außerdem dicker, und es besitzt ein größeres Innenvolumen, wobei es dennoch gleichmäßiger läuft und eine bessere Entwässerung bietet. Gleichzeitig zeigt die Maschinen- oder Laufseite des Gewebes praktisch keine Herabsetzung der Verschleißeigenschaften.

Die verbesserte, gleichmäßige Oberflächenunterstützung und das größere Innenvolumen des erfindungsgemäßen Gewebes sind auch bei dessen Verwendung in der Übertragungs- bzw. Abzugs-, Pressen- oder Trocknerpartie einer Papiermaschine von Vorteil.

Aufgabe der Erfindung ist damit insbesondere die Schaffung eines verbesserten Papiermaschinen-Formtuches, das praktisch keine Kräuselung an den Längskanten aufweist und eine verbesserte Formfläche zur Verfügung stellt.

Diese Aufgabe wird durch die in den beigefügten Patentansprüchen gekennzeichneten Merkmale gelöst.

Das erfindungsgemäße Formtuch besteht aus Kett- und Schußfäden, die in einem vorbestimmten, herkömmlichen, ungleichseitigen Bindungsmuster miteinander verwebt sind, das seinerseits so abgewandelt ist, daß jeder zweite Kettfaden in

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bezug auf die Schußfäden eine Position einnimmt, welche derjenigen entgegengesetzt ist, die er normalerweise bei dem erwähnten herkömmlichen Bindungsmuster einnehmen würde.

Die Lehre der Erfindung ist auf jedes der folgenden herkömmlichen, ungleichseitigen Bindungsmuster anwendbar: 1/2-, 2/1-, 2/3-, 3/2-, 1/4-, 4/1-_f 1/5- und 5/1-Köper sowie 1A- und 4/1-Atlas.

Das so geformte Gewebe ist flach, stärker doppeltgekröpft (bicrimped) und durch eine längere Betriebslebensdauer gekennzeichnet·

Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung im Vergleich zum Stand der Technik anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Web- bzw. Bindungsschema eines herkömmlichen sechsbindigen 1/2-Köperwebmusters,

Fig. 2 ein Bindungsschema der Unterseite des Bindungsmusters nach Fig. 1,

Fig. 3 eine Fig. 1 ähnelnde Darstellung eines erfindungsgemäß abgewandelten sechsbindigen 1/2-Köperbindungsmusters,

Fig. 4- eine Teilaufsicht auf ein Gewebe entsprechend dem Bindungsschema gemäß Fig. 3,

Fig. 5 eine schematische Darstellung der sechs Kettfaden oder -garne nach Fig. 1 und ihrer Beziehung zu den drei Schußfäden oder -garnen,

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Fig- 6 eine Pig. 5 ähnelnde Darstellung für das erfindungsgemäße Gewebe,

Fig. 7 ein Bindungsschema eines herkömmlichen zehnbindigen 1 /4-Köp er geweb e s,

Fig. 8 ein Bindungsschema der Unterseite des Gewebes nach Fig. 7,

Fig. 9 ein Bindungsschema eines erfindungsgemäß abgewandelten zehnbindigen 1/4—Köpergewebes,

Fig. 10 eine in vergrößertem Maßstab gehaltene Teilaufsicht auf ein Gewebe mit dem Bindungsmuster nach Fig. 9,

Fig. 11 eine schematische Darstellung der zehn Kettfaden nach Fig. 7 und ihrer Beziehung zu den fünf Schußfäden,

Fig. 12 eine Fig. 11 ähnelnde Darstellung für das erfindungsgemäße Gewebe,

Fig. 13 ein Bindungsschema entsprechend Fig. 3, um 90° gedreht, um den modifizierten dreibindigen 1/2-Köper zu verdeutlichen , und

Fig. 14 einen in vergrößertem Maßstab gehaltenen Teilquerschnitt durch das abgewandelte dreibindige Gewebe gemäß Fig. 3 und 4.

Fig. 1 veranschaulicht ein Bindungsmuster eines herkömmlichen sechsbindigen (on six harnesses) 1/2-Köperbindungsmusters bzw. -gewebes. Die sechs lotrechten Reihen 1-6 geben die sechs Kettfaden des Musters an. Die Markierungen X bezeichnen die Stellen, an denen die Kettfaden 1 - 6 an der Gewebeoberseite erscheinen.

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In Fig. 1 bezeichnen die waagerechten Zeilen oder Reihen die drei Schußfäden 7-9 des Musters. Die Symbole "-" in der Darstellung bezeichnen die Punkte, an denen die Schußfäden an der Gewebeoberseite erscheinen.

Fig. 2 veranschaulicht schematisch die Unterseite des Bindungsmusters nach Fig. 1. Dabei sind die Positionen "X" und "-" im Vergleich zu Fig. 1 einfach entgegengesetzt bzw. gegeneinander vertauscht.

Die Fig. 1 und 2 zeigen deutlich, was eingangs mit dem Hinweis angedeutet ist, daß sich die bisherigen ungleichseitigen Papiermaschinen-Gewebe oder -Bindungsmuster sämtlich dadurch kennzeichnen, daß sie zweiflächige bzw. beidrechte Gewebe sind. Die Oberseite des Gewebes gemäß Fig.1 ist die Oberschußseite (filling faced), in welcher die Schußfäden 7, 8 und 9, durch die Symbole "-" angedeutet, wesentlich häufiger auftreten als die mit X bezeichneten Kettfaden. Das Gegenteil trifft für die Unterseite des Gewebes gemäß Fig. 2 zu, die daher üblicherweise als Oberkettseite (warp faced) bezeichnet wird.

Wenn ein Formtuch der Art gemäß Fig. 1 und 2 so benutzt wird, daß seine Oberseite (Fig. 1) als Formfläche und seine Unterseite (Fig. 2) als Lauffläche dienen, gewährleistet das Formtuch zwar gute Verschleißeigenschaften, doch besitzt es gleichzeitig eine schlechtere Formfläche. Dies beruht darauf, daß in der Formfläche weniger Kröpfungen (Markierungen X) zur Unterstützung der aufgegebenen Papierstoffasern vorhanden sind·, die Stoff-Bahntrennung ist dabei ebenfalls beeinträchtigt. Ein solches Gewebe neigt dazu, seine Randkanten nach unten zu kräuseln.

Bisher wurde ein Formtuch der angegebenen Art üblicherweise im umgedrehten Zustand benutzt, so daß seine Unterseite die Formfläche bildet. Hierbei wird die größere Zahl

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von Kröpfungen (vgl. Fig. 2) ausgenutzt, so daß nicht nur die Oberfläche der Stoffbahn, sondern auch die Bahntrennung verbessert werden. Andererseits zeigt ein solches Gewebe schlechtere Verschleißeigenschaften und eine kürzere Betriebslebensdauer. Unter solchen Betriebsbedingungen kräuseln sich andererseits die Randkanten des Gewebes charakteristisch nach oben, wodurch sich die damit zusammenhängenden Probleme weiter verstärken.

Fig. 5 veranschaulicht schematisch die sechs Kettfäden 1-6 und ihre Relativstellungen zu den drei Schußfäden 7-9· Aus Fig. 5 geht hervor, daß jeweils nur zwei der Kettfäden 1-6 über jeden Schußfaden 7-9 verlaufen, während vier der Kettfäden 1-6 darunter verlaufen. Diese Tatsache ergibt den vorher erwähnten Unausgleich der Kräfte im Gewebe, wodurch wiederum die Randkräuselung bzw. Randeinrollung hervorgerufen wird.

Fig. 3 veranschaulicht das Bindungsmuster eines Gewebes mit Merkmalen nach der Erfindung. Ein Vergleich zwischen den Fig. 1 und 3 zeigt, daß sich das Bindungsmuster nach Fig. 3 von demjenigen nach Fig. 1 nur dadurch unterscheidet, daß jeder zweite Kettfaden umgestellt (inverted) ist, so daß er in bezug auf die Schußfäden 7-9 eine der Lage gemäß Fig.1 entgegengesetzte Lage einnimmt. Diese umgestellten Kettfaden sind mit 1a, 3a und 5a bezeichnet. Weiterhin zeigt ein Vergleich zwischen den Fig. 1 und 3 deutlich, daß das Bindungsmuster nach Fig. 3 besser ausgeglichen ist. Die Zahl der Kröpfungen (Markierungen X) entspricht der Zahl der Kettfadenpositionen, und dasselbe gilt auch für die Rückseite dieses Bindungsmusters bzw. Gewebes. Fig. 4 zeigt in vergrößertem Maßstab eine Teüaufsicht auf ein mit dem Bindungsmuster gemäß Fig. 3 hergestelltes Gewebe. Fig. 4 unterscheidet sich von Fig. 3 dadurch, daß drei zusätzliche Schußfäden 10, 11 und 12 hinzugefügt sind, so daß sich das Gewebe besser veranschaulichen läßt.

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Fig. 6 veranschaulicht in ähnlicher Darstellung wie Fig. die Kettfäden 1a, 2, 3a, 4·, 5a und 6 sowie ihre Relativlagen zu den Schußfäden 7, 8 und 9· Gemäß Fig. 6 verläuft im Gegensatz zum Bindungsmuster nach Fig. 1 und 5 jeweils eine gleich große Zahl von Kettfaden über und unter jedem Schußfaden 7 - 9· Es hat sich gezeigt, daß bei einem Gewebe der Art gemäß den Fig. 3, 4- und 6 die Randkräuselung kein Problem mehr darstellt. Weiterhin hat es sich jedoch gezeigt, daß eine sog. Paarung (pairing) bzw. ungleichmäßige Faden-Abstandsverteilung entfällt, mit dem Ergebnis, daß das Gewebe stärker doppeltgekröpft (bicrimped) ist. Dieser Umstand führt in Verbindung mit der Tatsache, daß die Kröpfungen X gleichmäßiger auf beide Gewebeseiten verteilt sind, zu einer besseren Unterstützung der auf der Formfläche zu formenden Stoffbahn sowie zu einer besseren Bahntrennung und zu besseren Bahnoberflächeneigenschaften, ohne daß die Verschleißeigenschaften des Formtuches beeinträchtigt werden. Das so gebildete Formtuch kennzeichnet sich weiterhin durch eine geringere Zug- oder Widerstandsbelastung an der Papiermaschine, ein größeres Innen- bzw. Eigenvolumen und bessere Entwässerungsleistung.

Die Fig. 7 bis 12 veranschaulichen eine andere beispielhafte Anwendung der Erfindung auf ein bisheriges ungleichseitiges Formtuch-Bindungsmuster, wobei Fig. 7 einen herkömmlichen zehnbindigen 1/4—Köper zeigt, während Fig. 8 die Rückseite dieses Bindungsmusters verdeutlicht. In den Fig.7 und 8 sind die zehn Kettfäden mit 13-22 und die fünf Schußfäden mit 23 - 27 bezeichnet. Aus den Fig. 7 und 8 geht wiederum hervor, daß das dargestellte ungleichseitige Köpergewebe zweiflächig (beidrecht) ist, wobei die Oberseite gemäß Fig. 7 eine Oberschußseite und die Unterseite gemäß Fig. 8 eine Oberkettseite bilden. Das Bindungsmuster gemäß Fig. 7 und 8 zeigt dieselben ungünstigen Eigenschaften wie dasjenige nach Fig. 1 und 2.

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Fig. 11 veranschaulicht in Fig. 5 ähnelnder Darstellung die zehn Kettfaden 13-22 und ihre Relativlagen zu den fünf Schußfäden 23 - 2?. Gemäß Fig. 11 verlaufen wiederum jeweils acht der zehn Kettfaden unter jedem Schußfaden 23 - 27, während jeweils nur zwei Kettfaden darüber verlaufen. Infolgedessen entsteht derselbe unausgeglichene Zustand im Gewebe, wie er in Verbindung mit Fig. 5 beschrieben worden ist, so daß wiederum Randkräuselung bzw. -einrollung und dgl. auftreten.

Fig. 9 zeigt einen zehnbindigen 1/4-Köper der Art gemäß den Fig. 7 und 8 mit der erfindungsgemäßen Abwandlung, bei welcher jeder zweite Kettfaden so umgestellt ist, daß er eine gegenüber Fig. 7 entgegengesetzte Lage relativ zu den Schußfäden einnimmt. Die umgestellten Kettfaden sind bei 13a, 15a, 17a, 19a und 21a angedeutet. Hieraus ergibt sich wiederum eine gleichmäßigere Verteilung der Kröpfungen X auf beiden Seiten des Gewebes. Fig. 12 zeigt schematisch die Kettfäden 13a, 14, 15a, 16, 17a, 18, 19a, 20, 21a und 22 sowie ihre Relativlage zu den Schußfäden 23 - 27. Im Gegensatz zu Fig. 11 verlaufen dabei an jedem Schußfaden 23 - 27 jeweils fünf Kettfaden über den und fünf Kettfaden unter dem betreffenden Schußfaden, so daß die im Gewebe wirkenden Kräfte besser ausgeglichen sind. Fig. 10 ist eine Teilaufsicht auf ein mit dem Bindungsmuster nach Fig. 9 und gemäß der schematischen Darstellung von Fig. 12 hergestelltes Gewebe. Das Gewebe gemäß Fig. 10 unterscheidet sich von demjenigen nach Fig. 9 nur dadurch, daß zur besseren Veranschaulichung zusätzliche Schußfäden 28 - 32 dargestellt sind. Das Gewebe gemäß Fig. 10 ist frei von Randkräuselung, und es besitzt die in Verbindung mit Fig. 4· beschriebenen, verbesserten Eigenschaften.

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Die Fig. 3 und 4 veranschaulichen das erfindungsgemäß abgewandelte sechsbändige 1/2-Köpergewebe gemäß Fig.1. Das Gewebe gemäß den Fig. 3 und 4 kann jedoch auch dreibindig gewebt sein. Zur Verdeutlichung eines solchen Gewebes braucht lediglich das Bindungsmuster nach Fig. 3 um 90° im Uhrzeigersinn gedreht zu werden. Ein entsprechendes Bindungsmuster ist in Fig. 13 dargestellt.

In Fig. 13 sind die Kettfaden dieses abgewandelten dreibindigen 1/2-Köpers bei 33ι 34 und 35 angedeutet, während die Schußfäden mit 36 - 41 bezeichnet sind. Wenn der modifizierte 1/2-Köper dreibindig gewebt wird, wird ein Duplexgewebe erhalten, wie es in Fig. 14 im Schnitt dargestellt ist. In Fig. 14 sind die Schußfäden 36 - 41 in Verbindung mit Kettfaden 33 - 35 dargestellt.

Das modifizierte zehnbindige 1/4-Köpergewebe gemäß den Fig. 9 und 10 kann auf ähnliche Weise fünfbindig gewebt werden; dabei wird ein ähnliches Duplexgewebe erhalten.

Derartige Duplexgewebe bieten dieselben Vorteile, wie sie für die Gewebe nach Fig. 3 und 4 bzw. Fig. 9 und 10 beschrieben sind.

Selbstverständlich sind dem Fachmann weitere Abwandlungen möglich, ohne daß vom Rahmen der Erfindung abgewichen wird.

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Claims (4)

1. Patentansprüche

   Papiermaschinen-Formtuch aus miteinander verwebten Kett- und Schußfäden, bei dem einander abwechselnde (alternate) Kettfaden in einem vorbestimmten, an sich bekannten, ungleichseitigen Formtuch-Bindungsmuster entsprechend einer 1/2-, 2/1-, 1A-, 4/1-, 2/3-, 3/2-, 1/5- oder 5/i-K5perbindung bzw. einer 1/4- oder 4/1-Atlasbindung verwebt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die restlichen Kettfaden der Kette so umgestellt sind, daß sie in bezug auf die Schußfäden eine Lage einnehmen, die derjenigen im genannten, an sich bekannten Bindungsmuster entgegengesetzt ist, so daß die im Gewebe herrschenden Kräfte ausgeglichen sind, die lleigung zu Randkräuselung bzw. -einrollung vermindert ist und das Gewebe eine verbesserte Bahntragfläche erhält.

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2. 2. Formtuch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es ein endloses Band zur Verwendung in der Form-, der Abzugs-, der Pressen- und/oder der Trocknerpartie einer Papiermaschine ist.
3. 3. Formtuch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es als Formtuch in der Formpartie einer Papiermaschine Verwendung findet.
4. 4. Formtuch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es ein einflächiges (monoplane) Gewebe ist.

   5- Formtuch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Duplexgewebe ist.

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