DE2161352C3

DE2161352C3 - Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von schraubenförmig überlappt gewickelten rohrförmigen Filterelementen

Info

Publication number: DE2161352C3
Application number: DE19712161352
Authority: DE
Priority date: 1970-12-10
Filing date: 1971-12-10
Publication date: 1977-02-10

Description

40

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung eines rohrförmigen Filterelements aus zwei deckungsgleich aufeinanderliegenden Filtermaterial- und Verstärkungsstreifen, die durch eine Führung hindurchgeführt und im spitzen Winkel auf einen zylindrischen Dorn schraubenförmig mit randseitiger Überlappung aufgewickelt werden.

Vorrichtungen zum schraubenförmig überlappten Wickeln und Verbinden von metallischen Filtermaterialbändern zur Herstellung von rohrförmigen Filterelementen bestimmter Länge sind bekannt. Diese Vorrichtungen weisen in der Regel eine Hülse oder einen Dorn auf, welcher den Innendurchmesser des Filterelements bestimmt, und auf dem die Ränder der Filtermaterialbänder- oder -streifen verbunden werden.

Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art sind zu diesem Zweck die überlappenden Streifenränder U-förmig an beiden Seiten entgegengesetzt so ausgebildet, daß sie beim schraubenförmigen Wickeln auf den Dorn ineinandergreifen und zusammengewalzt werden können.

Bei allen mit Wickeldornen oder Kleinhülsen ausgestatteten Vorrichtungen wirkt es sich nachteilig (,₅ aus, daß die Länge der herzustellenden Filter von der Länge der Wickeldorne abhängt. Das bedingt hohen Arbeitsaufwand und erschwert eine rationale Serienproduktion von Ritern unterschiedlicher Länge sehr stark.

Aufgabe der vorliegendien Erfindung ist es, eine Vorrichtung verfügbar zu machen, mit der kontinuierlich ein ununterbrochener, λόπ der Dornlänge unabhängiger Filterrohrstrang hergestellt werden kann, der in wahlweise benötigte Längen aufteilbar ist

Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung eines rohrförmigen Filterelements aus zwei deckungsgleich aufeinanderliegenden Filtermaterial- und Verstärkungsstreifen, die durch eine Führung hindurchgeführt und im spitzen Winkel auf einen zylindrischen Dorn schraubenförmig mit randseitiger Überlappung aufgewickelt werden, vorgesehen, wobei die eigentliche Erfindung dadurch gekennzeichnet ist, daß die Führung ortsfest und der sich drehende Dorn axial hin und her verschiebbar vorgesehen ist, und daß der Dorn einen ausweitbaren und zusammenziehbaren aus radial verschiebbaren Fingersegmenten bestehenden Umfang besitzt, der bei dem Vorschubzyklus ausgeweitet und beim Rückzugzyklus zusammengezogen gehalten wird.

Mit der erfindungsgemäöen Vorrichtung kann mittels dem axial verschiebbar und rotierbar angeordneten Dorn ein Filterrohrstrang beliebiger Länge hergestellt werden, der in wahlweise Längen aufgetrennt werden kann, so daß eine rationale Serienproduktion möglich ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sehen vor, daß die radiale Verschiebung der Fingersegmente des Domes mittels einer hydraulischen oder pneumatischen Druckvorrichtung steuerbar ist. Auch kann der Dorn elektrisch leitend sein und den einen Pol für eine an einem ortsfesten Lager drehbar gelagerte Nahtschweißrolle bilden, deren Achse mit dem Dorn den gleichen spitzen Winkel wie die aufzuwickelnden Filtermaterial- und Verstärkungsstreifen bildet und deren Umfangskante gegen die zu verschweißende Überlappungsnaht der schraubenförmigen Wicklung auf dem Dorn anliegt. Vorteilhafterweise ist für das auf den Dorn aufgewickelte Filterelement eine mit dem Dom axial fluchtende ringförmige Führung vorgesehen.

Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die Zeichnungen noch näher beschrieben.

Die Zeichnungen zeigen mit

F i g. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung eines rohrförmigen verstärkten Filterelements;

F i g. 2 einen etwas vergrößerten Ausschnitt des Schnittes entlang der Linie 2-2 in F i g. 1;

F i g. 3 vergrößert einen Schnitt entlang der Linie 3-3 in F i g. 1;

F i g. 4 vergrößert einen Schnitt entlang der Linie 4-4 in F i g. 1;

F i g. 5 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäß hergestellten rohrförmigen verstärkten Filterelements;

F i g. 6 vergrößert einen Schnitt entlang der Linie 6-6 in Fig. 5;

F i g. 7 im Schnitt einen Filterapparat mit erfindungsgemäß hergestellten rohrförmigen verstärkten Filterelementen.

Die mit F i g. 1 dargestellte Vorrichtung 10 zur Herstellung eines starren rohrförmigen verstärkten Filterelements besitzt eine Basis 12, auf welcher ein Schlitten 14 in den Führungen 16 gleitet. Der Antrieb des Schlittens 14 besteht aus einem Gewindestück 18 an

der Sehe des Schlittens 14. durch welches eine angetriebene Leitspindel 20 geführt ist. Ein Ende der Spindel 20 trägt eine Riemenscheibe und wird mit dem Riemen 22 von einem nicht gezeigten Elektromotor angetrieben. Der Schlitten 14 ist axial zwischen einer durch voll ausgezogene Linien dargestellten vorderen Stellung und einer zurückgeführten Stellung beweglich, wie durch die gestrichelten Linien 24 in F i g. 1 dargestellt ist.

An dem Schlitten 14 ist mit einer Lagerung 28 ein drehbarer Dorn 26 befestigt Der Dorn 26 besteht aus mehreren Fingersegmenten 30, die zur Vergrößerung und Verringerung seines Durchmessers radial verschiebbar sind, wodurch der Dorn gespreizt bzw. verengt wird. Der Dorn 26 wird mit einem Riemen 32 angetrieben, der seinerseits mit einem nicht gezeigten Elektromotor verbunden ist.

Auf dem Schlitten 14 ist ein Arbeitszylinder 34 einer hydraulischen oder pneumatischen Druckvorrichtung mit einer zum Dorn 26 koaxialen Kolbenstange 36 angeordnet Die Kolbenstange 36 trägt zum Spreizen und Verengen des Doms eine Kurvenanordnung 38. Auf der Basis 12 ist neben dem Dorn 26 eine Materialführung 40 angeordnet. Aufeinanderliegende, jedoch nicht miteinander verbundene Streifen aus einem feinmaschigen Filtersieb 42 und aus einer perforierten Verstärkung 44 werden durch die Führung 40 hindurchgeführt und dann auf den Dorn 26 schraubenförmig mit randseitiger Überlappung aufgewickelt, wobei der Wickel 46 erhalten wird. Die Streifen 42 und 44 können von getrennten Spulen zugeführt werden und liegrn dann aufeinander, wenn sie durch die Führung 40 hindurchgeführt werden. Auf der Basis 12 ist elektrisch isoliert der Arm 48 in der Weise befestigt, daß er sich oberhalb des Dorns 26 befindet; dieser Arm 48 bildet die Halterung -₅ für die drehbar gelagerte Nahtschweißrolle 50, wie bei 52 gezeigt.

Wie am besten aus F i g. 2 zu entnehmen ist, drückt der dem Dorn 26 am nächsten kommende Teil der Umfangskante der Rolle 50 die Überlappungsnaht 53 des schraubenförmigen Wickels gegen den Dorn 26, um die benachbarten Ränder aufeinanderfolgender Wicklungen miteinander haftend zu verbinden, wodurch ein rohrförmiges verstärktes Filterelement 54 erhalten wird. Über das am Arm 48 bei 68 befestigte Kabel 56 wird der Schweißstrom zur Rolle 50 geleitet, wobei die Fingersegmente 30 des Dorns 26 eine Abstützelektrode bilden. Eine Führung 60 auf der Basis 12 sichert die axiale Bewegung des Dorns 26 und bildet das Lager für das dem Lager 28 gegenüberliegende Ende des Dorns

Zur kontinuierlichen Herstellung des rohrförmigen Filterelements arbeitet die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 wie folgt:

In der bei 24 gezeigten, zurückgezogenen Stellung des Schlittens 14 werden der Siebstreifen 42 und der Verstärkungsstreifen 44 eng aufeinanderliegend durch die Materialführung 40 hindurchgeführt. Sowohl der Siebstreifen 42 wie der Verstärkungsstreifen 44 können vorzugsweise aus Stahl bestehen. Zunächst werden die f₎₀ Streifenenden zwischen die Fingersegmente 30 des Dorns 26 eingeführt, wobei sich der Dorn 26 in der gespreizten Stellung befindet. Die Drehgeschwindigkeit des Dorns 26 ist mit der Bewegungsgeschwindigkeit des Schlittens 14 gekoppelt, um die richtige Steigung für das _6<j schraubenförmige Wickeln der Streifen zu gewährleisten. Die Streifen 42 und 44 stehen unter ausreichender Zugspannung, so daß sie während des Vorschubzyklusses auf dem Dorn 26 straff aufgewickelt werden. Nachdem mehrere Lagen auf dem Dorn 26 aufgewickelt sind, wird die Rolle 50 so angeordnet, daß die sich überlappenden Teile der Wicklungen des Filterelemente 54 durch Nahtschweißen miteinander verbunden werden können. Nachdem der Schlitten 14 die vordere Stellung erreicht hat, endigt diese Verfahrensstufe.

Nachdem der Schlitten 14 die vordere Stellung erreicht hat. wird der Drehantrieb des Dorns gelöst und der Schweißvorgang beendet und der Schlitten in die zurückgezogene Stellung zurückgeführt. Vor der Rückführung des Schlittens 14 wird der Dorn 26 durch Betätigung der Kolbenstange 36 verengt, so daß der Dorn frei durch das Filterelement 54 hindurchtreten kann.

Nachdem sich der Schlitten 14 wieder in der zurückgezogenen Stellung befindet, wird der Dorn 26 gespreizt, um erneut den zwischen der Führung 40 und der Führung 60 befindlichen Teil des Filterelements 54 zu erfassen. Hierauf wird wieder mit dem Schweißvorgang und dem Wickelvorgang begonnen, um die weitere Ausbildung des rohrförmigen Filterelements fortzusetzen. Dieser Arbeitszyklus kann beliebig wiederholt werden, um ein endlos langes rohrförmiges Filterelement 54 zu erhalten, das später auf die gewünschte Länge zurechtgeschnitten werden kann. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung können somit in einem wirtschaftlich vorteilhaften Verfahren verstärkte rohrförmige Filterelemente beliebiger Länge mit unterschiedlichen Durchmessern hergestellt werden.

Die F i g. 5 zeigt ein fertiges Filter 62, das mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung hergestellt worden ist. Am offenen Ende des Filterelements 54 ist ein Ring 64 vorgesehen, so daß das Filter 62 leicht in einen Filterapparat 65, beispielsweise von der in F i g. 7 gezeigten Art, eingesetzt und gehalten werden kann. Das andere Ende des Filterelements 54 ist mit der Endkappe 66 verschlossen, welche längs ihres Umfangs mit dem Filterelement 54 verschweißt ist, wie das bei 68 angedeutet ist.

Die Fig.6 zeigt in vergrößertem Maßstab einen Schnitt durch das Filterelement 54. Es ist gut zu erkennen, daß die Dicke des Verstärkungsstreifens 44 wesentlxh größer ist als diejenige des Siebstreifens 42, wodurch hohe Steifigkeit gewährleistet wird. Die Perforationen 70 im Verstärkungsstreifen 44 haben einen engen Abstand voneinander und sind sehr viel größer als die Maschenweite des Siebstreifens 42, so daß die Verstärkung 44 die Wirksamkeit des Filtriervorgangs nicht beeinträchtigen kann. Beispielsweise kann der Siebstreifen 42 eine lichte Maschenweite von 0,149 mm aufweisen, während die kreisförmigen Perforationen im Verstärkungsstreifen 44 einen Durchmesser von etwa 4 mm aufweisen können. Die Perforationen 70 befinden sich innerhalb des Streifens 44 in einem gewissen Abstand von den Seitenkanten, so daß die Ränder des Streifens ohne Perforationen sind.

In den F i g. 6 und 7 zeigen die Pfeile 72 die Richtung der strömenden Flüssigkeit oder des strömenden Gases während des Filtriervorgangs innerhalb der Vorrichtung 65 an. Dieser Strömungsverlauf bewirkt, daß die im strömenden Mittel suspendierten Teilchen sich auf dem Sieb 42 bei 74 ansammeln. Die Pfeile 78 zeigen die Richtung des strömenden Mediums während des Rückspülvorgangs. Dieser Strömungsverlauf bewirkt, daß die angesammelten Teilchen 74 vom Filter entfernt werden, wie das bei 78 gezeigt ist, und zur nachfolgenden Entfernung in den Sumpf 80 fallen. Da

der Siebstreifen 42 über die volle Länge des Filterelements 54 durch schraubenlinienförmiges Nahtschweißen fest mit dem Verstärkungsstreifen 44 verbunden ist, kann sich der Siebstreifen 42 durch den Rückspülvorgang nicht verformen, wodurch die Lebensdauer des Filterelements erheblich verlängert wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

ί 1. Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung eines rohrförmigen Filterelements aus zwei dekkungsgleich aufeinanderliegenden Filtermaterial- und Verstärkungsstreifen, die durch eine Führung hindurchgeführt und im spitzen Winkel auf einen zylindrischen Dorn schraubenförmig mit randseitiger Überlappung aufgewickelt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung (40) ortsfest und der sich drehende Dorn (26) axial hin und her verschiebbar vorgesehen ist und daß der Dorn einen ausweitbaren und zusammenziehbaren aus radial verschiebbaren Fingersegmenten (30) bestehenden Umfang besitzt, der bei dem Vorschubzyklus ausgeweitet und beim Rückzugzyklus zusammengezogen gehalten wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Verschiebung der Finger-Segmente (30) des Domes (26) mittels einer hydraulischen oder pneumatischen Druckvorrichtung (34,36) steuerbar ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn (26) elektrisch leitend ist und einen Pol für eine an einem ortsfesten Lager (48, 52) drehbar gelagerte Nahtschweißrolle (50) bildet, deren Achse mit dem Dorn den gleichen spitzen Winkel wie die aufzuwickelnden Filtermaterial- und Verstärkungsstreifen (44, 46) bildet und deren Umfangskante gegen die zu verschweißende Überlappungsnaht (53) der schraubenförmigen Wicklung auf dem Dorn (26) anliegt.
4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß für das auf den Dorn (26) aufgewickelte Filterelement (54) eine mit dem Dorn (26) axial fluchtende ringförmige Führung (60) vorgesehen ist.