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Dokumentenidentifikation DE60124901T2 05.07.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0001283737
Titel VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG VON MECHANISCHEN SIEBKÖRBEN
Anmelder Johnson Filtration Systems S.A., Availles en Chatellerault, FR
Erfinder REIG, Raphail, F-86000 Poitiers, FR
Vertreter Moser & Götze Patentanwälte, 45130 Essen
DE-Aktenzeichen 60124901
Vertragsstaaten AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LI, LU, MC, NL, PT, SE, TR
Sprache des Dokument FR
EP-Anmeldetag 04.05.2001
EP-Aktenzeichen 019317940
WO-Anmeldetag 04.05.2001
PCT-Aktenzeichen PCT/FR01/01363
WO-Veröffentlichungsnummer 2001087457
WO-Veröffentlichungsdatum 22.11.2001
EP-Offenlegungsdatum 19.02.2003
EP date of grant 29.11.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 05.07.2007
IPC-Hauptklasse B01D 29/15(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP
IPC-Nebenklasse B01D 29/44(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Fertigungsverfahren für einen mechanischen, zylindrischen Filterkorb mit zentripetalem oder zentrifugalem Durchlass, mit koaxial entlang einer Achse des Filterkorbes angeordneten metallischen Ringen und in regelmäßigem Abstand am Umfang dieser Ringe angeordneten Drähten, um ein zylindrisches Sieb zu bilden.

Ein solches Sieb wird im Allgemeinen zum Filtern eines Ausgangsproduktes beim Durchfließen des durch im regelmäßigen Abstand angeordneten Drähten gebildeten Siebes verwendet, um das Ausgangsprodukt in ein erstes Produkt dicker Konsistenz, welches das Sieb nicht durchlaufen konnte, und in ein zweites Produkt flüssigerer Konsistenz, welches das Sieb passiert hat, zu trennen. So kann das Durchlaufen des sich außerhalb des Filterkorbes befindlichen Ausgangsproduktes durch das Sieb zum Beispiel durch die Zentrifugalkraft hervorgerufen werden, indem der Filterkorb mit einer kontinuierlichen oder Schwingbewegung um die eigene Achse gedreht wird, oder durch die Wirkung eines im Innern des Filterkorbes angeordneten Rotors, um am Ende des Prozesses das erste Produkt im Filterkorb und das zweite Produkt außerhalb des Filterkorbes zu erhalten.

Ein solcher Filterkorb wird zum Beispiel häufig in der Papierindustrie zum Filtern des Papierbreis verwendet, aber da sein Einsatz unspezifisch ist, kann er auch für andere zu filternde Produkttypen verwendet werden.

Bei der Fertigung derartiger Filterkörbe nach dem vorigen Stand der Technik wird im Allgemeinen in einem ersten Prozess ein flaches Sieb hergestellt, das aus horizontal angeordneten Stangen besteht, an denen zum Beispiel durch elektrisches Widerstandsschweißen oder aber Aufschrumpfen Drähte in vertikaler Richtung angeordnet werden, und dann dieses Sieb in einem zweiten Prozess gebogen wird und die Stangenenden so verschweißt werden, dass sie ein zylindrisches Sieb bilden.

Die Nachteile einer solchen Lösung liegen nicht nur im Biegeprozess, der einerseits innere Spannungen im Filterkorb erzeugt, durch die seine Lebensdauer reduziert werden kann, und andererseits zusätzliche Fertigungskosten erfordern, sondern auch in den Problemen der Lebensdauer der Schweißungen.

Somit ist die Lebensdauer der heutigen Filterkörbe relativ gering, bei relativ hohen Fertigungskosten.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, diesen Nachteilen abhelfen.

Dazu besteht der Gegenstand der Erfindung in einem Fertigungsverfahren für einen mechanischen, zylindrischen Filterkorb mit zentripetalem oder zentrifugalem Durchlass, mit koaxial entlang einer Achse des Filterkorbes angeordneten metallischen Ringen und in regelmäßigem Abstand zueinander am Umfang dieser Ringe angeordneten Drähten, um ein zylindrisches Sieb zu bilden, dadurch gekennzeichnet, dass es umfasst:

  • a) Bereitstellen von Profilringen, jeweils bestehend aus einem ringförmigen Kern, einer ringförmigen Krone, deren Durchmesser kleiner als der ringförmige Kern ist, und mindestens einem zwischen dem ringförmigen Kern und der ringförmigen Krone angeordneten ringförmigen Bund, und den im regelmäßigen Abstand zueinander auf der Krone angeordneten Aussparungen;
  • b) Positionieren der Drähte in regelmäßigem Abstand zueinander in den Aussparungen der Ringe;
  • c) Verfahren einer Wärmequelle mit einer ausreichend hohen Temperatur entlang des Bundes eines jeden Ringes, um den Bund so zum Schmelzen zu bringen, dass das aus dem Bund abschmelzende Metall ein Verschweißen eines jeden Drahtes mit dem Ring ohne Auftragen eines Schweißzusatzwerkstoffs von Außen bewirkt.

Mit einem solchen Fertigungsverfahren wird die Qualität der Schweißungen zwischen den Drähten und den Ringen so verbessert, dass der Filterkorb eine bessere mechanische Festigkeit aufweist, wodurch seine Lebensdauer erhöht wird, und die Fertigungskosten niedriger als die Fertigungskosten eines herkömmlichen Filterkorbes sind.

Bei den besonderen Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Ring bereitgestellt, dessen Krone so dünn ist, dass die Aussparungen zur Aufnahme der Drähte leicht zu fertigen sind, und dessen Kern dick genug ist, um zum Beispiel die beim Filtervorgang erzeugten Radialkräfte aufzunehmen. Andererseits können auch Drähte mit einem besonderen Querschnitt bereitgestellt werden, zum Beispiel mit einem zu den Aussparungen passenden Fuß, wodurch während des Positionierens ein Verdrehen des Drahtes gegen den Ring verhindert und die Qualität der Schweißung zwischen den Ringen und Drähten so weiter verbessert wird, dass sich die Lebensdauer des Filterkorbes noch weiter erhöht.

Schließlich soll die Ausführung einer ersten Schweißung an der oberen Fläche eines jeden Ringes und einer zweiten Schweißung an der unteren Fläche eines jeden Ringes die mechanische Festigkeit der Verbindung zwischen Drähten und Ringen noch weiter erhöhen.

Es folgt nun eine detaillierte Beschreibung der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigelegten Zeichnungen, auf denen ein nicht einschränkendes Ausführungsbeispiel dargestellt ist.

Die 1 ist eine Gesamtansicht eines nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gefertigten Filterkorbes mit einem Sieb in deutlich zylindrischer Form.

Die 2 ist eine Schnittdarstellung eines Ringes des Filterkorbes der 1 mit einem nicht verschweißten Draht im Hintergrund.

Die 3 ist eine Teildraufsicht auf einen Ring und einen nicht verschweißten Draht.

Die 4 ist eine Schnittdarstellung eines Ringes mit einem im Hintergrund dargestellten Draht, der an der oberen Fläche des Ringes an den Ring geschweißt ist.

Die 5 ist eine andere Schnittdarstellung eines anderen Ringes mit einem im Hintergrund dargestellten Draht, der an der oberen Fläche des Ringes und an der unteren Fläche des Ringes an den Ring geschweißt ist.

In 1 ist eine schematische Perspektivdarstellung eines Filterkorbs P gezeigt, der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren gefertigt werden kann. Dieser Filterkorb hat eine zylindrische Form in Bezug auf die Achse R, die im Einsatz eine Rotationsachse des Filterkorbes sein kann. Dieser Filterkorb besteht insbesondere aus koaxial zur Achse R im gleichmäßigen Abstand entlang dieser Achse angeordneten Ringen A. Parallel zur Achse R und fest mit den Ringen verbunden sind Drähte F am Umfang dieser Ringe in regelmäßigem Abstand zueinander angeordnet. Diese Drähte F könnten auch schraubenförmig zum Umfang der Ringe A angeordnet sein. Der Zylinder stellt ein Sieb zur Durchführung von Filterprozessen dar, in denen mittels Filterung durch das Sieb ein Ausgangsprodukt in ein erstes Produkt dicker Konsistenz und ein zweites Produkt flüssigerer Konsistenz getrennt werden kann.

In der 2 ist ein Profilring A in einer Schnittansicht dargestellt, hinter dem sich ein vertikal angeordneter Draht F befindet. Es ist anzumerken, dass in dieser Figur der Draht F einfach in einer Aussparung aufgenommen, aber noch nicht mit dem Ring A verschweißt worden ist. Diese Schnittdarstellung lässt insbesondere einen ersten Bereich AM sichtbar werden, der als Kern großer Dicke des Ringes A bezeichnet wird und verbunden ist mit einem zweiten Bereich CO, der als Krone geringerer Dicke als der Kern bezeichnet wird, in der der Draht F eingefügt ist. Der Kern AM und die Krone CO bilden ein einheitliches Teil, wobei sich die Dicke des Querschnitts des Kerns AM in radialer Richtung hin zur Krone CO verringert. Die Krone CO kann im Querschnitt eine konstante Dicke aufweisen. Der ringförmige Kern hat eine starke Dicke, um zum Beispiel zentripetale Kräfte aufzunehmen, die durch die Drehung des Filterkorbes um seine Achse R erzeugt werden, und die ringförmige Krone CO hat eine geringe Dicke, um die Bearbeitung der Aussparungen zu erleichtern, in denen die Drähte F aufgenommen werden. Schließlich befindet sich zwischen dem Kern AM und der Krone CO ein erster ringförmiger Bund EP1, der an der oberen Fläche des Ringes zwischen dem Kern AM und der Krone CO angeordnet ist, sowie ein zweiter ringförmiger Bund EP2, der in horizontaler Ebene symmetrisch zu EP1 an der unteren Fläche des Ringes A angeordnet ist.

Beim dargestellte Profilring A ist die Krone an dessen Innenumfang und der Kern nach außen hin angeordnet, so dass die Drähte an der Innenseite des Filterkorbes angeordnet sind, aber man kann das erfindungsgemäße Verfahren ebenso gut auf einen Ring anwenden, dessen Kone an seinem äußeren Umfang angeordnet ist, so dass die Drähte an der Außenseite des zylindrischen Filterkorbes angeordnet sind.

In der 3 ist ein Teil des Ringes A in der Draufsicht, sowie ein in einer F entsprechenden Aussparung EN aufgenommener Draht F in der Schnittansicht dargestellt. Es ist zu der Figur anzumerken, dass der Draht F einfach in der Aussparung EN aufgenommen, aber noch nicht an den Ring geschweißt worden ist. Wie bei der vorhergehenden Figur sieht man hier den Ring mit seinem ringförmigen Kern AM, seinem ringförmigen Bund EP1 und seiner ringförmige Krone CO.

Insbesondere macht diese Darstellung die Aussparung EN sichtbar, in der ein Teil des Querschnitts des Drahtes F aufgenommen ist, sowie auch die Form des Querschnitts des Drahtes F. Dieser Querschnitt des Drahtes F besteht aus einem in der Aussparung EN mit der entsprechenden Form aufgenommenen Fuß PI, was einen Vorteil bei der Positionierung des Drahtes F darstellt und diesem während des Schweißprozesses jegliche Drehung in der Aussparung in Bezug auf den Ring unmöglich macht. Andererseits, wenn sich der Filterkorb beim Filtern eines Produktes um die Achse R dreht, werden von dem zu filternden Produkt in einer tangential zum Innenumfang des Ringes liegenden Richtung Kräfte auf den Draht F ausgeübt, und diese Kräfte tendieren insbesondere dazu, die Verbindung zwischen den Drähten F und den Ringen A zu lösen.

Durch Verwendung eines Drahtes F mit einem Fuß PI erhöht man die Kontaktfläche des Drahtes mit dem Ring, und demzufolge die Kontaktfläche des Drahtes mit der Schweißung, wodurch sich der mechanische Widerstand der Schweißung des Drahtes F am Ring A erhöht. Außerdem erleichtert die Verwendung eines solchen Drahtes mit einem Fuß PI vor Beginn der Schweißarbeiten die Positionierung der Drähte an den Ringen und toleriert leichte Formabweichungen.

Die Bearbeitung der Aussparung EN kann durch Fräsen, Elektroerodieren oder irgendein anderes Bearbeitungsverfahren erfolgen.

In der 4 ist ein Profilring A im Schnitt dargestellt, hinter dem sich ein vertikal positionierter Draht F befindet. In dieser Figur ist der Draht F durch die Schweißung S1 an den Ring A geschweißt. Insbesondere wurde diese Schweißung S1 durch Schmelzen des in der 2 gezeigten Bundes EP1 erreicht ohne Auftragen eines Schweißzusatzwerkstoffs von Außen. In dieser Weise erfolgt die Schweißung S1 mit dem erfindungsgemäßen Verfahren durch kontinuierliches Verfahren einer sehr punktuell wirkenden Wärmequelle, wie WIG oder Laser, entlang des ringförmigen Bundes EP1, um während eines Schweißprozesses alle Drähte an denselben Ring A anzuschweißen. Das schmelzende Metall umgibt dadurch den Fuß eines jeden Drahtes und bildet eine Schweißung mit optimalen mechanischen Eigenschaften.

In dieser Figur wurde der Draht nur an der oberen Fläche des Ringes verschweißt, und der untere ringförmige Bund EP2 ist intakt geblieben.

In der 5 sind ein Ring A und ein Draht F in derselben Weise wie in 4 dargestellt. Hier ist der Draht durch eine Schweißung S1 an der oberen Fläche und durch eine Schweißung S2 an der unteren Fläche an den Ring A geschweißt. Ebenso wie die Schweißung S1 erhält man die Schweißung S2 durch Schmelzen des Bundes EP2 mit demselben Verfahren.

Der Vorteil dieser zweiten Schweißung S2 liegt in einer weiteren Verbesserung der Qualität der mechanischen Verbindung zwischen den Drähten F und den Ringen A, wodurch die mechanische Festigkeit des Filterkorbes noch weiter erhöht werden kann, um somit eine längere Lebensdauer zu erreichen.


Anspruch[de]
Fertigungsverfahren für einen mechanischen, zylindrischen Filterkorb (P) mit zentripetalem oder zentrifugalem Durchlass, mit koaxial entlang einer Achse (R) des Filterkorbs angeordneten metallischen Ringen (A) und in regelmäßigem Abstand zueinander am Umfang dieser Ringe (A) angeordneten Drähten (F), um ein zylindrisches Sieb zu bilden, dadurch gekennzeichnet, dass es umfasst:

a) Bereitstellen von profilierten Ringen (A), jeweils bestehend aus einem ringförmigen Kern (AM), einer ringförmigen Krone (CO), deren Durchmesser kleiner als der ringförmige Kern ist, und mindestens einem, zwischen der ringförmigen Krone und dem ringförmigen Kern angeordneten, ringförmigen Bund (EP1), und den im regelmäßigen Abstand zueinander auf der Krone angeordneten Aussparungen (EN);

b) Positionieren der Drähte (F) in regelmäßigem Abstand zueinander in den Aussparungen (EN) der Ringe;

c) Verfahren einer Wärmequelle mit einer ausreichend hohen Temperatur entlang des Bundes (EP1) eines jeden Ringes, um den Bund (EP1) so zum Schmelzen zu bringen, dass das aus dem Bund abschmelzende Metall ein Verschweißen (S1) eines jeden Drahtes mit dem Ring ohne Auftragen eines Schweißzusatzwerkstoffs von Außen bewirkt.
Verfahren gemäß Anspruch 1, in dem Profilringe (A) bereitgestellt werden, deren obere Fläche jeweils mit einem ersten, ringförmigen Bund (EP1) und deren untere Fläche mit einem zweiten, ringförmigen Bund (EP2) ausgebildet sind und in dem besagte Wärmequelle entlang der beiden Bünde verfährt, um jeden Draht an die beiden Ringflächen zu schweißen. Fertigungsverfahren gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, in dem die Drähte (F), deren Querschnitte jeweils einen Fuß (PI) bilden, so positioniert werden, dass sie sich in die entsprechenden Aussparungen der Ringe (A) einfügen.






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