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Diese
Erfindung betrifft eine verbesserte Gewebeverbindungsnaht für Papiermaschinenbespannungen,
und insbesondere für
Trockenpartie-Bespannungen zur Verwendung in den Trockenpartie-Abschnitten
von Papiermaschinen.
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In
einem typischen Trockenpartie-Abschnitt trägt eine Trockenpartie-Bespannung
eine Papierbahn in Kontakt mit einer Oberfläche über mehrere erwärmte Trocknerwalzen,
wobei sich die Papierbahn mit den Oberflächen der Trocknerwalzen in Kontakt
befindet, und über
mehrere unerwärmte
Leit- und Antriebswalzen, wobei die nicht das Papier tragende Oberfläche des
Gewebes mit den Leitwalzenoberflächen
in Kontakt steht, wobei die Trockner- und Leitwalzen für gewöhnlich in
einer Girlande abwechselnder Walzen angeordnet sind, die in zwei
Linien positioniert sind, wobei das Gewebe, das die Papierbahn trägt, einem
Zick-Zack-Kurs um die abwechselnden Trockner- und Leitwalzen folgt.
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In
der Praxis hat sich gezeigt, dass, da sich die Papierbahn an der
Innenseite des Gewebes um die Trocknerwalzen und an der Außenseite
des Gewebes um die Leit-/Antriebswalzen befindet, sie eine unterschiedliche
Geschwindigkeit aufweist, während sie
um die Trocknerwalzen beziehungsweise Leitwalzen läuft und
ferner ein rasch wechselndes positives und negatives Geschwindigkeitsdifferenzial
in Bezug auf das Gewebe aufweist, und dies zu einer Reibung zwischen
der Papierbahn und dem Gewebe führt. Dies
führt zu
einer Verminderung der Qualität
der Papieroberfläche
und einem zunehmenden Verschleiß auf
der Papierseite des Gewebes.
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In
dem Gewebe gibt es eine Ebene, die über den gesamten Pfad des Trocknerbandes
durch die Maschine eine konstante Geschwindigkeit aufweist. Diese
wird als neutrale Ebene bezeichnet.
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Es
hat sich gezeigt, dass die Position der neutralen Ebene mit der
Gewebesymmetrie in Zusammenhang steht, und dass durch die Erhöhung der
Asymmetrie des Gewebes die neutrale Ebene näher zu der Gewebefläche gebracht
werden kann. Nach Wunsch sollte die neutrale Ebene so nahe wie möglich an
der Grenzfläche
zwischen dem Gewebe und der Papierbahn liegen, um die Reibung, die
zwischen dem Papier und dem Gewebe vorliegt, auf ein Minimum zu
verringern. EP-A-0557572 erläutert
die Theorie der neutralen Ebene und offenbart asymmetrische Gewebestrukturen,
die aus Lagen unterschiedlicher Dicke und unterschiedlicher Elastizitätsmodule
bestehen. Eine andere Gewebekonstruktion zur Verlagerung der neutralen
Ebene ist die Konstruktion des Gewebes aus ungleichen Fäden, d.
h., Schuss- oder in Maschinenquerrichtung liegende Fäden können in
zwei oder mehr Lagen bereitgestellt sein, wobei die dickeren Fäden eine
Lage zu der nicht papiertragenden Seite des Gewebes bilden und eine
Lage aus dünneren
Fäden zur
Papierseite des Gewebes liegt. Die neutrale Ebene wird in diesem Fall
zur Papierseite des Gewebes verlagert.
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Trockenpartie-Bespannungen
sind für
gewöhnlich
an den Enden durch eine wendelförmige Verbindungsnaht
verbunden, wodurch sie endlos werden, wobei eine abgeflachte Wendel
in jedes Ende des Gewebes gewebt oder genäht ist, so dass sie sich über die
Breite des Gewebes erstreckt. Zur Verbindung der Enden sind die
Schlaufen der zwei Wendeln ineinander gefügt und ein Gelenkdraht wird entlang
dem derart gebildeten Tunnel eingesetzt. Beispiele für solche
Verbindungsnähte
sind in WO 96/07789 oder WO 98/37272 offenbart.
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EP-A-0,012,519
(Albany) offenbart einen Filz, der aus einem doppelten Gewebe besteht,
das ein festes gewebtes, mehrlagiges Unterlagengewebe und ein lockereres,
oberes, zur Papierseite hin gerichtetes Gewebe aus zum Beispiel
gesponnenen oder Multifilamentfäden
umfasst, das mit dem Unterlagengewebe verwebt ist. Beim Bilden einer
Verbindungsnaht an dem Gewebe werden das Unterlagengewebe und das
obere Gewebe jeweils getrennt verbunden, das heißt, es werden obere und untere,
in Maschinenrichtung liegende Fäden
zu Schlaufen gebildet, und ein separater Gelenkdraht zur Verbindung jeder
Schlaufengruppe verwendet. In dem oberen Gewebe ist ein zusätzlicher,
in Querrichtung liegender Faden an jeder Seite der Verbindungsnaht
eingesetzt. Das Problem der Asymmetrie wird in diesem Fall durch
die separate Verbindung der zwei Filzkomponenten vermieden.
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Im
Idealfall liegt die Verbindungsnaht in der Ebene des Gewebes, um
jede Neigung, an einer Seite vorzustehen, zu minimieren. In Geweben
mit symmetrischer Struktur (und somit einer zentral angeordneten
neutralen Ebene) ist die Verbindungsnaht symmetrisch angeordnet.
Bei einer asymmetrischen Struktur jedoch, wie zum Beispiel der zuvor
vorgeschlagenen, in welcher die neutrale Ebene zur Papierseite des
Gewebes verlagert ist, wird die wendelförmige Verbindungsnaht verlagert,
so dass sie dazu neigt, in der neutralen Ebene zu liegen. Dadurch neigt
die wendelförmige
Verbindungsnaht auch dazu, an der zur Papierseite hin gerichteten
Fläche
des Gewebes vorzustehen. Dies führt
zu einer Kerbung der Papierbahn und zu einem beschleunigten Verbindungsnahtverschleiß, wodurch
die Haltbarkeit des Gewebes auf Grund eines vorzeitigen Versagens
der Verbindungsnaht verkürzt
wird, oder zu einem Austausch, wenn ein übermäßiger Verschleiß erfasst wird.
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Eine
Aufgabe dieser Erfindung ist die Bereitstellung einer Verbindungsnaht
für eine
gewebte Trockenpartie-Bespannung,
die so angeordnet ist, dass sie unter der neutralen Ebene ausgerichtet
ist, so dass die Verbindungsnaht von keiner Fläche des Bandes vorrangt und
somit eine Kerbung und ein beschleunigter Verschleiß vermieden
werden.
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Eine
Aufgabe der Erfindung ist des Weiteren die Bereitstellung einer
gewebten Trockenpartie-Bespannung, die eine solche Verbindungsnaht
enthält.
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Gemäß der Erfindung
umfasst eine Verbindungsnaht-Konstruktion für eine gewebte Trockenpartie-Bespannung
an jedem Ende des Gewebes eine Wendel oder eine Anordnung von Schlaufen,
die in das Gewebe eingenäht
oder eingewebt sind mittels in die Schlaufen eingreifender Fäden, die
sich in Maschinenrichtung des Gewebes erstrecken, bei dem die neutrale
Ebene des Gewebes von der Mittelebene des Gewebes zur Papierseite
verlagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass an jedem an die entsprechenden
Schlaufen angrenzenden Ende mindestens ein Paar von in Maschinenquerrichtung
liegenden Fäden
angeordnet ist, wobei die Fäden
des Paares im Wesentlichen denselben Durchmesser haben.
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Vorzugsweise
umfasst das Gewebe mindestens zwei Lagen von in Maschinenquerrichtung
liegenden Fäden,
wobei die Fäden
in der zur Papierseite hin gerichteten Lage einen geringeren Durchmesser
haben als die Fäden
in mindestens einer der anderen Lagen.
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Es
können
natürlich
mehr als zwei solche Paare von im Wesentlichen gleichen Fäden an die Schlaufen
angrenzen, um einen schmalen Streifen aus Gewebe zu bilden, der
ermöglicht,
dass die Verbindungsnahtschlaufen in der geometrischen Ebene des
Gewebes und nicht in der neutralen Ebene liegen.
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Vorzugsweise
ist der Durchmesser der Fäden
neben den Schlaufen kleiner als der größte Fadendurchmesser in dem
Gewebe und größer als
der kleinste Fadendurchmesser in dem Gewebe.
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Es
können
mehr als zwei Lagen von in Maschinenquerrichtung liegenden Fäden vorhanden sein,
die das Gewebe bilden. Diese können
Fäden unterschiedlicher
Dicke zur Papierseite des Gewebes hin umfassen.
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In
einer Alternative kann das Paar der an die Schlaufen angrenzenden
Fäden durch
einen groben Faden ersetzt werden, dessen Durchmesser größer als
der größte Fadendurchmesser
in dem Gewebe ist, aber kleiner als die Summe von Fadendurchmessern
in dem Fadenpaar, das auf den an die Schlaufe angrenzenden Faden
folgt.
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Die
Wendel, die zur Bildung der Verbindungsnaht verwendet wird, kann
ein kreisförmiges, abgeflachtes
oder andersartiges Profil aufweisen, vorzugsweise einen rechteckigen
Querschnitt, der dazu beiträgt,
das Vorragen der Wendel in Bezug auf die Papierseite des Gewebes
zu verringern.
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Die
Erfindung ermöglicht, über ein
Gewebe mit höher
liegender neutraler Linie zu verfügen, wobei sich eine Verbindungsnaht
unter der neutralen Linie befindet.
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Die
Erfindung wird nun an Hand eines Beispiels unter Bezugnahme auf
die beiliegenden Zeichnungen näher
beschrieben, wobei:
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1 eine schematische Darstellung
ist, die die Theorie der neutralen Ebene veranschaulicht;
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2 ein schematischer Querschnitt
eines Verbindungsnahtbereichs einer Trockenpartie-Bespannung nach
dem Stand der Technik ist;
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3 ein ähnlicher Querschnitt einer
Trockenpartie-Bespannung
ist, die eine Verbindungsnaht-Konstruktion gemäß der vorliegenden Erfindung enthält; und
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4 ein ähnlicher Querschnitt einer
weiteren Ausführungsform
der Erfindung ist.
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In 1 ist ein Paar Walzen von
einer Trockenpartie-Stufe
dargestellt, das eine erwärmte Trocknerwalze 10 und
eine Antriebs- oder Leitwalze 20 umfasst. Die Bezugszeichen
in 1 sind wie folgt:
D
= Durchmesser der Trocknerwalze 10;
d = Durchmesser
der Leitwalze 20;
A = Dicke des Trockenpartie-Bespannungsbandes 11;
e
= Dicke der Papierbahn, W;
N = Prozentsatz der Asymmetrie des
Trockensiebes;
t1 = Abstand der neutralen
Ebene T-T während
der Krümmung
des Trocknergewebes 11 von der Papierseite 12 des
Gewebes 11;
t2 = Abstand der
neutralen Ebene T-T von der Fläche 13 des
Trockensiebes 11, die an der Seite des Mantels der Leitwalze 20 angeordnet
ist;
V1 = Geschwindigkeit der Papierbahn
W auf der Trocknerwalze 10;
V2 =
Geschwindigkeit der Papierbahn W auf der Leitwalze 20;
Vn = Geschwindigkeit der neutralen Ebene T-T
des Trocknergewebes
Vs = Geschwindigkeit
der Fläche
des Zylinders 10;
Vv = Geschwindigkeit
der Fläche
der Walze 20; und
Z = Abstand der neutralen Ebene
T-T von der Innenseite des Gewebes.
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Die
Position der neutralen Ebene in dem Gewebe wird wie folgt ermittelt:
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Die
Asymmetrie N ist gleich t
2/A oder Z/A, wobei
t
2 der Abstand zwischen der Ebene konstanter Geschwindigkeit
und der Papierseite der Trockenpartie-Bespannung und Z der Abstand
zwischen der Ebene konstanter Geschwindigkeit und der gegenüber liegenden
Seite der Trockenpartie-Bespannung ist. In der Praxis ist die Asymmetrie normalerweise durch
die besondere Konstruktion der Bindungsstruktur bei 60 bis 69% eingestellt,
wie z. B. beim Scapa Scandias QUANTUM-Gewebe (eingetragenes Warenzeichen),
oder wie in
US 5,346,590 beschrieben.
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Eine
vereinfachte Form des asymmetrischen Gewebes ist in 2 dargestellt, die zeigt, wie nach dem
Stand der Technik die Asymmetrie der Gewebebindung zu einer asymmetrischen
Anordnung einer Schlaufen- oder Wendel-Verbindungsnaht führt.
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2 zeigt zwei Lagen aus in
Maschinenquerrichtung liegenden Fäden. Die untere Lage umfasst
Fäden mit
großem
Durchmesser 30, und die oberen, zur Papierseite gerichteten
Fäden umfassen Fäden mit
kleinem Durchmesser 31. Kettfäden in Maschinenrichtung sind
durch die in Maschinenquerrichtung liegenden Schussfäden gewebt,
von welchen nur einer 32 als Beispiel dargestellt ist.
Das Bindungsmuster sorgt dafür,
dass jeder Kettfaden über zwei
Fäden 31 der
oberen Lage und unter einem Faden 30 der unteren Lage in
jedem Bindungsrapport liegt. Der in Maschinenrichtung liegende Faden 32 wird
um eine Schlaufe 33 geführt,
die Teil einer Wendel-Verbindungsnaht ist.
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Die
neutrale Ebene 34 (die als gestrichelte Linie dargestellt
ist) ist auf Grund der asymmetrischen Konstruktion des Gewebes zur
oberen Seite, der Papierseite, verlagert und infolge der asymmetrischen
Bindung sind die Schlaufen 33 der Wendel-Verbindungsnaht
nach oben verlagert, so dass sie auf der neutralen Ebene 34 zentriert
sind. Diese Konstruktion nach dem Stand der Technik ist insofern hinsichtlich
der Verbindungsnaht unzufriedenstellend, dass die Verbindungsnaht
dazu neigt, aus dem Gewebe auf der Papierseite herauszuragen, was eine
Kerbenbildung in der Papierbahn fördert.
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3 zeigt in einer schematischen
Darstellung, die ähnlich 2 ist, eine Lösung dieses
Problems gemäß der Erfindung.
Das Gewebe umfasst wie zuvor eine untere Lage aus in Maschinenquerrichtung
liegenden Schussfäden
mit großem
Durchmesser 40, und eine obere Lage aus Schussfäden mit
kleinem Durchmesser 41. In Maschinenrichtung liegende Kettfäden 42 sind
auf dieselbe Weise wie in 2 in
die Schussfäden
gewebt. Angrenzend an die Verbindungsnaht-Schlaufen 43 sind
jedoch zwei übereinander
liegende, in Maschinenquerrichtung liegende Fäden 44, 45 angeordnet.
Die Fäden 44, 45 haben
einen Durchmesser zwischen den Durchmessern der großen Fäden 40 und
der kleinen Fäden 41 und
haben beide denselben Durchmesser. Sie sind symmetrisch in Bezug
nicht auf die neutrale Ebene 46, sondern auf die geometrische
Mittelebene des Gewebes angeordnet. Diese Anordnung dieser zusätzlichen
Fäden neben
den Schlaufen bewirkt, dass die Schlaufen 43 der Verbindungsnaht
symmetrisch zu der geometrischen Mittelebene des Gewebes und nicht
zu der neutralen Ebene liegen können,
so dass die Verbindungsnaht nicht an einer Seite des Gewebes gespannt
ist, und somit geringfügig
vorragt oder in einer Ebene mit beiden Oberfläche des Gewebes liegt.
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4 zeigt eine weitere Ausführungsform
eines ähnlichen
Gewebes mit einer unteren Lage aus in Maschinenquerrichtung liegenden
Schussfäden mit
großem
Durchmesser 50 und einer oberen Lage aus Schussfäden mit
kleinem Durchmesser 51. In die Maschinenrichtung liegende
Kettfäden 52 sind
in die Schussfäden
auf dieselbe Weise gewebt wie in den vorangehenden Ausführungsformen.
Der Kettfaden ist jedoch um den oberen Faden 55 von zwei
in Maschinenquerrichtung liegende Fäden 54, 55 geschlungen,
die an der Kante des Gewebes, angrenzend an die Verbindungsnaht-Schlaufe
oder Wendel 53, übereinander
angeordnet sind. Das Ende des Fadens 52 ist zurückgewebt,
wie durch eine gestrichelte Linie 52a dargestellt ist.
Die neutrale Ebene ist durch eine gestrichelte Linie 56 dargestellt.
Die Fäden 52 sind abwechselnd
um die oberen und unteren Fäden des
Paares 54, 55 und andere Fäden in jedem Bindungsrapport
geschlungen, und um die Verbindungsnaht-Wendelschlaufen 53 geschlungen,
wie in 3.
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Dadurch
wird die Kerbung der Papierbahn durch die Verbindungsnaht deutlich
minimiert.
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Es
kann mehr als ein Paar zusätzlicher
Fäden bereitgestellt
sein, um einen schmalen Randstreifen zu bilden, so dass die Verbindungsnaht-Schlaufen
symmetrisch in dem Gewebe angeordnet sind.
