DE69825329T2

DE69825329T2 - Verstärkung für einen geformten Stützrahmen eines Filtersiebes

Info

Publication number: DE69825329T2
Application number: DE1998625329
Authority: DE
Inventors: Gordon James Kincardinshire Cook; Andrew Edinburgh Hughes; Arthur Robert Sutton Coldfield Bailey; George Charles Gorebridge Hartnup; Dugald Steward
Original assignee: United Wire Ltd
Current assignee: Schlumberger UK Holdings Ltd
Priority date: 1997-03-01
Filing date: 1998-02-25
Publication date: 2004-12-30
Anticipated expiration: 2018-02-26
Also published as: US6759000B2; HK1046659B; GB9906895D0; EP1205261A3; EP1205261B1; GB2322590B; HK1046657B; US20020088747A1; EP1205265B1; US6692599B2; EP1205262B1; JP2007203299A; HK1024200A1; DE69819371D1; GB9803976D0; ATE279268T1; US20020113043A1; US6675975B1; ATE256509T1; CA2281098C

Description

Bereich der Erfindung
Die Erfindung betrifft Siebe zur Verwendung als Filter in Schwingfiltervorrichtungen wie Rüttler, die in der Ölbohrindustrie zum Trennen von Festkörpern aus der flüssigen Phase von auf Öl und Wasser basierenden Schlamm benutzt werden, welcher von Bohrvorgängen erlangt wird. Insbesondere betrifft die Erfindung den Aufbau und die Herstellung einer Drahtrahmenverstärkung zum Einbetten in einen in einer Form hergestellten Tragrahmen, über welchen solcher Filterwerkstoff wie Drahtgewebe zur Bildung des Siebs gespannt und befestigt werden soll.
Hintergrund
Beispiel von Filtermaschinen, in welchen derartige Siebe verwendet werden, sind in den Schriften UK 2237521 und UK 2229771 enthalten.
Ein derartiges Sieb ist in PCT/GB95/00411 (WO95/23655) beschrieben.
Die frühere Konstruktion von Sieben verlängerte die Lebensdauer eines Siebs durch Vorsehen eines Opferträgers aus Drahtgewebe unter einem oberen Drahtgewebe, welches aus härterem Werkstoff hergestellt ist als der von mindestens der Oberfläche des Drahts, aus dem das untere Gewebe hergestellt ist, so dass Verschleiß auf Grund von Reiben und Vibrieren während der Benutzung in einem größeren Ausmaß im unteren Gewebe auftritt als im oberen Gewebe. Die Spezifikation beschreibt auch eine verbesserte Konstruktion von Rahmen, über welchen Drahtgewebe mittels Klebstoff zur Bildung eines Siebs gespannt und verbunden werden können, bei welchem für den Rahmen vorgeschlagen wird, aus mit Glas verstärktem gasgeblasenen Polypropylen mit in dem GRP eingelegten länglichen metallenen Verstärkungselementen oder -Stangen. Die verbesserte Rahmenkonstruktion wird in den 3 bis 8 der früheren Spezifikation dargestellt.
Ein Trägerrahmen aus einem Polymer-Spritzguss, über welchen Drahtgewebe zur Bildung eines Siebs gespannt und befestigt werden soll, wird durch die folgenden Schritte aufgebaut: Anordnen einer Drahtrahmenbaugruppe mit zwei parallel voneinander beabstandeten regelmäßigen Anordnungen von verstärkenden Drähten in einem Spritzgusswerkzeug; Schließen des Werkzeugs; Einspritzen von flüssigem Polymer, so dass der Drahtrahmen vollständig umschlossen wird und ein Bauteil bildet, welches einen offenen zentralen Bereich mit sich kreuzweise schneidenden orthogonalen Rippen aufweist, die an allen Seiten mit einem starren Rand verbunden sind, in welchem jede der Rippen zwei parallel voneinander beabstandete Drähte der Drahtrahmenbaugruppe einschließt; Zulassen des Aushärtens des Polymers; Öffnen des Werkzeugs; und Herausnehmen des durch Spritzguss geformten Bauteils. Durch Anordnen von zwei parallel voneinander beabstandeten Drähten zum Ausdehnen durch jede der Rippen hindurch, eine neben einer Kante und die andere näher an der gegenüberliegenden Seite der Rippen, weist jede Rippe die Steifheit eines Trägers auf, und der daraus resultierende Rahmen weist eine hohe Biegesteifigkeit und einen hohen Biegewiderstand auf, wobei er relativ leichtgewichtig bleibt.
Ein derartig geformter Tragrahmen der beschriebenen Ausführung wird im Weiteren als Tragrahmen bezeichnet.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Aufbau einer Drahtrahmenverstärkung für einen solchen Träger vorzusehen.
Zusammenfassung der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen eines Verstärkungs-Drahtrahmens zum Einbetten in einen Tragrahmen aus spritzgegossenem Polymer vorgesehen, über welchen Drahtgewebe zum Bilden eines Siebs gespannt und befestigt werden soll, wobei das Verfahren die folgenden Verfahrensschritte aufweist:

(a) Anordnen von zugeschnittenen Drahtstücken in einer Spannvorrichtung zum Bilden einer ersten regelmäßigen Anordnung, wobei die Drahtstücke in der Spannvorrichtung zueinander mit einem im Wesentlichen gleichen Abstand angeordnet sind;
(b) Anordnen einer zweiten regelmäßigen Anordnung von zugeschnittenen Drahtstücken über der ersten regelmäßigen Anordnung, wobei die Drahtstücke der zweiten regelmäßigen Anordnung in im Wesentlichen rechten Winkeln zu den Drahtstücken der ersten regelmäßigen Anordnung angeordnet sind;
(c) Widerstandsschweißen der Drahtstücke der ersten und zweiten regelmäßigen Anordnung in Punkten gegenseitigen Überschneidens, so dass eine im Wesentlichen geradlinige erste Matrix gebildet wird;
(d) Anordnen von zugeschnittenen Drahtstücken in einer Spannvorrichtung zum Bilden einer dritten regelmäßigen Anordnung, wobei die Drahtstücke in der Spannvorrichtung zueinander mit einem im Wesentlichen gleichen Abstand angeordnet sind;
(e) Anordnen einer vierten regelmäßigen Anordnung von zugeschnittenen Drahtstücken über der dritten regelmäßigen Anordnung, wobei die Drahtstücke der vierten regelmäßigen Anordnung in im Wesentlichen rechten Winkeln zu den Drahtstücken der dritten regelmäßigen Anordnung angeordnet sind; und
(f) Widerstandsschweißen der Drahtstücke der dritten und vierten regelmäßigen Anordnung in Punkten gegenseitigen Überschneidens, so dass eine im Wesentlichen geradlinige zweite Matrix gebildet wird; gekennzeichnet durch die weiteren folgenden Verfahrensschritte:
(g) Biegen von hervorstehenden Drahtstücken auf mindestens zwei Seiten der vier Seiten von einer der geradlinigen Matrizen in einer Abkantpresse, um jedes hervorstehende Drahtstück zuerst in einem im Allgemeinen aufwärts gerichteten Sinn und dann in einem näher an seinem Ende gelegenen Punkt in einem im Allgemeinen abwärts gerichteten Sinn zu biegen, so dass sich ein Endbereich eines jeden hervorstehenden Drahtstücks parallel zu einer Ebene der Matrix jedoch versetzt davon erstreckt; und danach
(h) Anschweißen mittels Widerstandsschweißen der versetzten Enden der hervorstehenden Drahtstücke dieser einen Matrix an hervorstehende Drahtstücke der anderen Matrix, um den Rahmen zu bilden und eine Trennung zwischen den zwei Matrizen aufrecht zu erhalten.

Typischerweise ist der Drahtrahmen aus gerichtetem Stahldraht mit hoher Zugspannung gebildet, welcher wie gefordert gebogen ist, und in einer bevorzugten Anordnung beträgt der Drahtdurchmesser 2,5 mm.
Das Schweißen kann teilweise durch dazwischen liegende sich quer erstreckende Fülldrähte ausgeführt werden, so dass Zwischenabschnitte vorgesehen sind, wo Schweißungen zwischen parallel hervorstehenden Enden der Verstärkungs drähte gebildet werden sollen, und die Fülldrähte das Widerstandsschweißen der parallel hervorstehenden Enden erleichtern.
Vorzugsweise ist die Drahtrahmenherstellung so aufgebaut, dass jede Matrix in einem nach außen gerichteten Sinn entgegengesetzt zur anderen gekrümmt ist.
Weitere Merkmale der Erfindung sind in den beigefügten Patentansprüchen festgelegt.
Filtrationsmaschinen der Ausführung, in welche oben beschriebene Siebe eingesetzt werden können, sind in den Patentschriften UK 2237521 und UK 2299771 beschrieben, aber diese sind jedoch nur als Beispiel gedacht, und die Erfindung ist nicht auf die Verwendung dieser Siebe in solchen Maschinen eingeschränkt.
Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beispielhaft erläutert. Hierbei zeigt:
1 eine Draufsicht eines Rahmens, über welchen Drahtgewebe zum Bilden eines Siebs gespannt und befestigt werden soll, um in einer Schwingfiltervorrichtung wie Rüttler zum Trennen von Festkörpern aus der flüssigen Phase von auf Öl und Wasser basierenden Schlamm verwendet zu werden;
2 eine Querschnittsansicht längs C-C der 1;
3 einen Teilabschnitt längs B-B in 1;
4 einen Teilabschnitt längs A-A in 1;
5 eine Teilende-Ansicht aus Richtung D des Rahmens von 1 in einem vergrößerten Maßstab;
6 eine Draufsicht in einem verkleinerten Maßstab mit einer Darstellung von zwei Sieben, wobei jedes unter Verwendung eines in 1 gezeigten Rahmens aufgebaut ist, und beide ausgerichtet mit aneinander anstoßenden Kan ten zur Bildung eines größeren Siebbereichs zusammenliegen;
7 einen seitlichen Aufriss in der Richtung des Pfeils VII der 6;
8 oder 9 in einem vergrößerten Maßstab die zwei ineinander eingreifenden Kantenbereiche der beiden Rahmen der 6 und 7;
10 in einem vergrößerten Maßstab einen Querschnitt des Stoßbereichs der beiden Rahmen, der in 7 in VIII umkreist ist;
11 eine Ansicht von oben eines weiteren Rahmens ähnlich zu dem aus 1, aber so ausgebildet, dass er mit einem anderen ähnlichen Rahmen in einer Beziehung mit aneinanderstoßenden Kanten verbindbar ist, so dass die beiden Rahmen von der Seite gesehen relativ zueinander in einem Winkel angeordnet sind;
12 eine Endansicht in "B" in 11;
13 ein Schnitt längs DD in 11;
14 eine Teilende-Ansicht (in einem vergrößerten Maßstab) in "B" in 11;
15 ein Teilschnitt längs A-A auf dem linksseitigen Ende des in 11 gezeigten Rahmens;
16 ein Teilschnitt längs A-A auf dem rechtsseitigen Ende des in 11 gezeigten Rahmens, wobei der Drahtverstärkungsaufbau in größerem Detail dargestellt wird, und wo Einsätze zum Halten des Rahmens innerhalb eines Spritzwerkzeugs erforderlich sind;
17 ein Teilschnitt längs C-C (in einem vergrößerten Maßstab) des Rahmens von 11;
17A und 17B wie der Drahtrahmen innerhalb eines Spritzwerkzeugs mit Pressklemmen getragen wird, welche ein integraler Bestandteil des geformten Rahmens werden, um die Drahtenden abzudecken;
17C einen Abstandhalter aus gebogenem Draht, um einem Zusammenfallen des Drahtrahmens im Spritzwerkzeug zu verhindern, da Polymer unter Druck eingespritzt wird;
18 eine Seitenkantenansicht in aneinanderstoßendem Eingriff von zwei Rahmen der in 11 dargestellten Ausführung;
18A eine Ansicht der Verbindung in einem vergrößerten Maßstab;
19 eine Seitenansicht, teilweise im Querschnitt einer Überschneidung zwischen Reihen- und Spaltentragbauteilen eines in 1 dargestellten Rahmens;
20 eine obere Draufsicht des in 19 dargestellten Rahmenteils;
21 ein Aufriss eines Tragbauteils zum Fixieren des Drahtverstärkungsaufbaus in einem Überschneidungspunkt wie in 19 und 20 gezeigt;
22 eine Endansicht in einem vergrößerten Maßstab des unteren Endes des Tragbauteils von 21;
23 den bevorzugten Eingriff des Querschneiden- oder Meißelendes des Abstands-Tragbauteils in vergrößertm Maßstab mit einem verstärkten Stab; und
24 einen Teil eines vollständigen Siebs.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
1 stellt einen Rahmen dar, über welchen Drahtnetzgewebe gespannt und in der hier beschriebenen Weise befestigt werden soll. Der Rahmen ist allgemein mit 10 bezeichnet und beinhaltet eine große Anzahl von rechteckigen Öffnungen mit ähnlicher Größe, von denen eine mit 12 bezeichnet und durch eine geradlinige Matrix von sich orthogonal überschneidenden Kreuzstücken gebildet wird, von denen eins mit dem Bezugszeichen 14 und ein weiteres mit dem Bezugszeichen 16 versehen ist.
An zwei gegenüberliegenden Seiten, nämlich 18 und 20, weist der Rahmen einen relativ weiten Rand auf, dessen obere Fläche dergestalt gewellt bzw. gerippt ist, dass sie Züge und Felder 22 bzw. Erhöhungen und Vertiefungen bildet. Die anderen zwei Kanten 24, 26 und 28 sind relativ eng und weisen gerade zwei oder drei Züge bzw. Erhöhungen 30, 32 auf. Mittels Bildung wenigstens der Züge aus einem Kunststoffmaterial, welches durch Erwärmung erweicht werden kann, und welches beim Erkalten hart wird, können Drahtnetzgewebe (nicht dargestellt) über die mit Züge versehenen Randbereiche des Rahmens gespannt werden, indem die peripheren Kanten des Rahmens erwärmt und die Drahtnetze in die aufgeweichten Scheitel der Züge eingedrückt werden. Indem man das Kunststoffmaterial abkühlen lässt, werden die Drahtnetze fest auf der Stelle gehalten, und wenn sie vor dem Erwärmungsschritt in beiden Richtungen gespannt und die Spannungen weiter aufrecht erhalten werden, verbleibt nach dem Abkühlen des Kunststoffmaterials eine bleibende Spannung in den gespannten Lagen von Drahtgewebe. Wenn die Drahtgewebe unterschiedlich gespannt werden, wie es üblicherweise bevorzugt wird, so dass die Spannung in einem größer ist als in dem anderen, so bleibt der Unterschied in den in den Drahtgeweben verbleibenden Spannungen bestehen.
Durch Bilden von ähnlichen Zügen bzw. Erhöhungen entlang der Oberkante eines jeden der rechtwinkligen Kreuzstücke und durch ein solches Anordnen, dass die Züge der Kreuzstücke mit dem Drahtgewebe in Eingriff kommen, nachdem das letztere in die Züge der umgebenden Ränder durch Erwärmen des gesamten Oberflächenbereichs des Rahmens eingebettet worden ist, werden die Drahtgewebenetze an den Scheiteln der Kreuzstücke befestigt, welche das Drahtgewebe beim Abkühlen der Baugruppe fest an Ort und Stelle halten und dafür zusätzliche Unterstützung schaffen.
In einem typischen Beispiel weist das erste Drahtgewebe eine Maschenweite von ungefähr 30 und das zweite Gewebe eine Maschenweite im Bereich von 100 bis 300 auf. Jedes ist aus geglühtem Edelstahldraht hergestellt – wobei das erste Gewebe wird aus Draht mit einem Durchmesser in einer Klasse von 0,28 mm gebildet wird.
In Übereinstimmung mit einem bevorzugten Aspekt der Erfindung wird der Rahmen aus einem Kunststoffmaterial gebildet, welches mit Glasfasern oder ähnlichem Verstärkungsmaterial verstärkt wird, und die Randbereiche und die Kreuzstücke des Rahmens sind alle mit länglichen Stahldrähten verstärkt, welche zusammengeschweißt sind, um einen Verstärkungs-Drahtrahmenaufbau in einer weiter unten beschriebenen Weise zu bilden. Zur Konstruktion des Verstärkungs-Drahtrahmens wird typischerweise Stahldraht mit einem Durchmesser von 2,5 mm verwendet.
Ein solcher wie in 1 dargestellter Rahmen wird typischerweise gebildet, indem der verstärkenden Rahmenaufbau in ein geeignetes Spritzwerkzeug eingesetzt und indem Kunststoffmaterial unter Druck in das Werkzeug eingespritzt wird, so dass der Verstärkungs-Drahtrahmen vollständig mit Kunststoffmaterial (typischerweise glasfaserverstärkt) ummantelt wird, dergestalt, dass nach Herausnehmen aus dem Werkzeug die Drähte vollkommen mit Kunststoffmaterial umhüllt sind.
Der Abschnitt C-C in 2 zeigt das Kreuzstück 14 im Schnitt und das orthogonale Kreuzstück 16 erstreckt sich sichtbar auf jeder Seite von 14. Die Randbereiche 18, 20 sind durch Rahmenbauteile 34 und 36 verstärkt.
Der Querschnitt B-B aus 1 wird in 3 dargestellt. Das Kreuzstück 14 ist noch zu sehen, aber das orthogonale Kreuzstück 38 wird jetzt dargestellt, indem es 14 kreuzt und die in B-B durchkreuzte Öffnung ist mit 40 bezeichnet.
Züge bzw. Erhöhungen wie 24 auf der oberen Fläche der relativ breiten Randkante 20 können gesehen werden, ebenso das Innere der zwei Züge längs des engeren Rands 28, nämlich Zug 42, welcher auch in 1 für Bezugszwecke bezeichnet ist. Das mit Zügen versehene Ende 28 ist an gegenüberliegenden Enden 44, 46 abgeschnitten, wie 1 zeigt.
In 3 sind ebenfalls einige der metallenen Verstärkungsstäbe gezeigt, welche das Verstärkungs-Rahmentragwerk bilden. Zwei Stäbe mit den Bezugszeichen 48 und 50 erstrecken sich durch die jeweiligen oberen und unteren Bereiche des Kreuzstücks 38.
Ähnliche Paare von Stäben erstrecken sich durch die oberen und unteren Bereiche eines jeden der parallelen Kreuzstücke, wie zum Beispiel 16.
Durch jeweils jedes der sich orthogonal erstreckenden, mit 14 und 52 bezeichneten Kreuzstücke erstrecken sich jeweils zwei ähnliche Paare von Stäben mit den Bezugszeichen 54 und 56, 58 und 60. An den Überschneidungspunkten zwischen den Stäben sind sie mittels elektrischem Widerstandsschweißen zusammengeschweißt.
Weitere Verstärkungsstäbe 62 und 64 erstrecken sich parallel zu Stäben 54 und 58 durch den Randbereich 20 hindurch, und dieser ist mit den verlängerten Enden der Stäbe 48 usw., wo diese sich in den Rand 20 hinein erstrecken, mittels Widerstandsschweißen zusammengeschweißt.
Die Verlängerungen der unteren Stäbe wie 50 sind aufwärts gebogen wie mit dem Bezugszeichen 66 dargestellt ist, so dass sie sich in gemeinsamer Verlängerung mit oder in Kontakt mit der Unterseite des oberen Stabes des Paares, zum Beispiel der Verlängerung von Stab 48, erstrecken und daran mittels Widerstandsschweißen angeschweißt sind. Auf diese Weise ist die obere Lage bzw. Schicht der sich überschneidenden und verschweißten Stäbe wie beispielsweise 48, 54, 58, 62, 64 an der unteren Lage von Stäben wie beispielsweise 50, 56, 60 befestigt, um einen Einheits-Verstärkungsaufbau zu bilden.
4 ist ein Teilschnitt von A-A mit einem größeren Maßstab als in 1, welcher so die Züge 30 und 32 im Schnitt an den Enden des Rahmens erkennen lässt, welche in einem Stumpfstoß verbunden werden sollen.
4 zeigt auch Details der männlichen und weiblichen Halteanordnungen an gegenüberliegenden Enden des Rahmens. So steht auf der linken Seite ein länglicher Vorsprung 68 von der linksseitigen Stirnfläche 70 ab und erstreckt sich über die gesamte Breite des Rahmens, wohingegen am anderen Ende des Rahmens die Stirnfläche 72 ausgeschnitten ist, um eine Ausfalzung 74 zur Aufnahme des Vorsprungs 68 eines anstoßenden Rahmens festzulegen.
Die Stirnfläche 72 weist auch einen hochstehenden Vorsprung 76 auf, welcher mit dem gegenüberliegenden Endbereich der Stirnfläche 70 den anstoßenden Rahmens zusammenwirkt, um die zwei Stirnflächen voneinander durch die Dicke des hochstehenden Vorsprungs 76 in einem Abstand zu halten. Ebenfalls unterstützt dieses das korrekte Eingreifen der Ausfalzung 78 und des Vorsprungs 68 unter der Nase 80 entlang der oberen Kante der Ausfalzung 74.
4 zeigt auch die kleinen Öffnungen, welche über dem Überschneidungspunkt des Verstärkungsgitters gelassen werden können, wenn Abstandslöcher oder -halter in dem Spritzwerkzeug zur Positionierung des Verstärkungsgitters innerhalb des Werkzeugs verwendet werden. Zwei von diesen mit den Bezugszeichen 82 und 84 sind zu erkennen.
5 ist eine Teilendansicht in der Richtung des Pfeils D in 1 und zeigt den hochstehenden Vorsprung 76 und die Stirnfläche 72 des rechtsseitigen Endes wie in 4 gezeigt. Desgleichen ist die Nase 80 ebenfalls mit dem Unterschnitt 86 in der Unterseite der von der Ausfalzung 74 erzeugten Schulter dargestellt.
6 stellt dar, wie zwei Rahmen 10 und 10', jeder ähnlich zum dem in 1 gezeigten, verbunden werden können, wobei die zwei Kanten 26', 28 aneinanderstoßen bzw. ineinander eingreifen, wie noch ausführlicher mit Bezug auf spätere Figuren der Zeichnungen erläutert wird.
Bei Gebrauch sind die breiteren Ränder 18 und 20, 18' und 20' und ein Endrand 28' in einer geeigneten Weise innerhalb des Korbes einer Rüttlervorrichtung aufgenommen. Der Endrand 20 kann tatsächlich nur an seiner Unterseite gehalten werden, um es festem Material zu ermöglichen, unbehindert über diesen Rand während des Rüttelns zu überschreiten.
Entlang der Ränder 20, 20', 28', 18' und 18 kann eine aufblasbare Einspanndichtung verwendet werden.
Wie in 7 dargestellt ist, können die beiden Rahmen 10 und 10' ausgerichtet sein bzw. fluchten, und in einigen Rüttlern werden die fluchtenden Rahmen so eingebaut, dass sie zur Horizontalen zur Bildung einer aufwärts gerichteten schiefen Ebene geneigt sind, auf welcher der zu filternde Schlamm als ein Ergebnis der Rüttelbewegung sich hinauf bewegt. Typischerweise weist die Rüttelbewegung Komponenten auf, welche im Allgemeinen in die Richtung des Fluchtens der zwei Rahmen und im Allgemeinen in die Richtung senkrecht dazu weisen.
Die zwei getrennten Teile, welche das Widerlager bilden, sind in einem vergrößerten Maßstab in 8 und 9, und Details des Eingriffs sind in 10 dargestellt. 9 zeigt den Rand 28, welcher die gewöhnlich mit 68 bezeichnete hervorstehende Nase einschließt, die sich über die Breite des Rahmens erstreckt und sich unter der Schulter 80 der Ausfalzung 78 des mitwirkenden Rahmens 10 einpasst.
Der hochstehende Vorsprung 76 kann ein separates Bauteil in Form einer Dichtung aufweisen, welche aus Kunststoff oder Gummi oder aus einem Verbundmaterial daraus bestehen kann. Alternativ zu dem Dargestellten kann er einfach einen hervorstehenden Rand aufweisen, der während des Spritzgussvorgangs gebildet wird, wobei der Rand aus dem Material besteht, aus dem der restliche Rahmen gebildet ist.
Beim Einbau der beiden Rahmen in einen Rüttler wird der Rahmen 10' als erster in den Rüttlerkorb eingebracht und danach der Rahmen 10. Beim Anheben des rechtsseitigen Endes des Rahmens 10 (wie in 6 veranschaulicht), so dass der Rahmen 10 relativ in einem Winkel zu der Ebene des Rahmens 10' liegt, kann die Nase 68 unter der Schulter 80 in den Unterschnitt 86 der Ausfalzung 74 eingeführt werden, so dass die Erhöhung 88 des Vorsprungs 68 in den Unterschnitt 86 hinter der Schulter 80 eingreift. Sobald sich 88 in 86 befindet, kann der Rahmen 10 so abgesenkt werden, dass er mit 10' fluchtet, und nur unter der Bedingung von sorgfältiger Auswahl der Abmessungen kommt die geneigte Fläche 90 unter der geneigte Unterseite 92 in Eingriff, und der hochstehende Vorsprung 76' kommt mit der Fläche 70 des anderen Rahmenendes in Kontakt. Dieses ist in 10 deutlicher dargestellt.
Somit kann durch Dimensionierung, wenn die beiden Rahmen zusammengedrückt werden, jegliche zwischen den Enden des Rahmens eingeschlossene Flüssigkeit herausgedrückt werden, was durch die zwischen den Flächen belassene Lücke zur Erleichterung des Abflusses durch den untersten sichtbaren Spalt in 10 erfolgt.
Bei einigen Rüttlern wird es bevorzugt, dass die beiden wie in 6 gezeigten Siebe (jedes durch einen Rahmen mit darüber gespanntem Gewebenetz gebildet) zueinander relativ geneigt sind, anstatt wie in 7 gezeigt zu fluchten. An dieses Ende kann eine alternative Randausgestaltung angebracht werden, indem das eine Rahmenende mit einer kleinen Stufe zwischen den beiden oberen Flächen versehen in das andere eingepasst wird.
11 ist eine Draufsicht auf einen solchen Rahmen.
12, 13 und 14 liefern Kanten- und Schnittansichten des in 11 gezeigten Rahmens, im Fall von 14 in einem vergrößerten Maßstab.
Im Wesentlichen ist die Konstruktion des zentralen Bereichs des Rahmens ähnlich zu dem des Rahmens in 1. Somit sind die Gewebenetze an externen Rändern 100, 102, 104 und 106 und an den oberen Rändern von sich überschneidenden Kreuzstücken wie 108, 110, 112, usw. befestigt.
Die relativ breiten Ränder 100 und 102 sind in den 12 bis 14 zusammen mit den Kreuzstücken 110, 112 zu sehen.
Jedes der sich überschneidenden Kreuzstücke ist längs seiner oberen Kante mit Erhöhungen versehen, wie am besten aus den Details der Teile 110, 112 in 14 zu ersehen ist (unsichtbare Umrisse in gestrichelten Linien). Die Erhöhungen sind mit den Bezugszeichen 114, 116 versehen, und es wird darauf hingewiesen, dass die Spitzen der Erhöhungen 114, 116 gerade unter den Spitzen der Erhöhungen 118 längs des Rands 106 (siehe 11) verlaufen. Dieses gewährleistet beim Erwärmen des GRP-Werkstoffs zum Aufnehmen der Drahtnetze bzw. -siebe, dass das Erwärmen und Verschweißen der Netze bzw. Siebe mit den äußeren Bereichen 100 bis 106 des Rahmens eher erfolgt als das über dem durch sich überschneidende Kreuzstücke 108, 110, usw. gebildeten zentralen Bereich.
Die Enden 104, 106 sind so ausgebildet, dass sie zum gegenseitigen Eingriff geeignet sind, und dementsprechend ist das Ende 106 mit einem Paar von Ba cken 120, 122 ausgebildet, die sich über die gesamte Breite des Rahmenendes erstrecken und das gegenüberliegende Ende 104 eines zweiten Rahmens (nicht dargestellt) aufnehmen können. Dieses gegenüberliegende Ende weist einen verlängerten Rand 124 mit drei in seiner oberen Fläche gebildeten Erhöhungen 126 auf, wobei die Höhe der Ränder in Kombination mit der Dicke des Rands 124 gleich dem internen Abstand zwischen den oberen und unteren Backen 120, 122 ist, so dass ein Ende 124 in den verlängerten Schlitz eingeschoben werden kann, welcher durch ein Paar von Backen 120, 122 gebildet wird.
Mit dem Bezugszeichen 128 ist der Punkt gekennzeichnet, in welchem die obere Backe nach oben von der unteren Backe divergiert, um das Ende 124 beim Einfädeln hierin zu unterstützen. Die Erhöhungen 126 sind deformierbar, da sie aus einem auf Kunststoff basierenden Werkstoff gebildet sind, und durch sorgfältige Dimensionierung des Spalts zwischen den Backen 120, 122 dergestalt, dass der Rand 104 fest in dem Spalt zwischen diesen Backen eingeklemmt wird, bilden die Erhöhungen 126 eine Teildichtung zwischen dem Rand 124 und der Unterseite 128 der oberen Backe 120 des Endrands 106.
Ebenso wie der in den 1 bis 10 dargestellte Rahmen weist der Rahmen aus 11 ein Gitter von Verstärkungsstäben auf, die an den Lücken des Gitters zusammengeschweißt oder anderweitig verbunden sind, und aus oberen und unteren Lagen aufgebaut ist – im Allgemeinen jeweils mit 130, 132 bezeichnet – siehe 15. Die Enden der unteren Lage von Stäben sind nach oben gebogen, wie mit dem Bezugszeichen 134 in 16 bezeichnet, um mit den ausgerichteten Stäben der oberen Lage in dem Endrand 104 zusammengeschweißt zu werden.
Am anderen Ende des Rahmens enden die oberen und unteren Lagen von Stäben ohne aufeinander zuzulaufen, wie aus dem Teilschnitt der 15 zu ersehen ist.
Die beiden Ränder 100 und 102 werden in gleicher Weise verstärkt wie der Endrand 104, und die Enden der Stäbe 136 der unteren Lage sind nach oben gebogen, wie mit dem Bezugszeichen 138 in 17 bezeichnet, um mit den oberen Stäben 140 zusammenzukommen und verschweißt oder anderweitig verbunden zu werden.
Alle Stäbe sind vollständig innerhalb der geradlinigen regelmäßigen Anordnung von sich überschneidenden Kreuzstücken mit Ausnahme der Kantenränder des Rahmens enthalten.
Der Teilschnitt in 17 verläuft entlang der Linie C-C der 11, und Kreuzstücke 110 und 112 sind in beiden Figuren gekennzeichnet.
18 zeigt, wie zwei wie in den 11 bis 17 dargestellte Rahmen miteinander zusammenpassen, so dass einer in einem flachen Winkel relativ zu dem anderen liegt. Der eine Rahmen ist mit dem Bezugszeichen 14 versehen.
18A zeigt eine Möglichkeit eines modifizierten Ineinandergreifens ähnlich zum Eingriff eines solchen Endes wie 126 in einem verlängerten "Sockel" zwischen solchen Backen wie 120, 122 – aber in welchen beide Ende "weiblich" sind (das heißt äquivalent zum Ende 106), und der obere Rand des einen in dem Sockel des anderen aufgenommen und festgeklemmt werden kann, und eine gute Abdichtung aufrecht erhalten wird. Gleichnamige Bezugszeichen werden für gemeinsame Teile zwischen 18A und vorherigen und nachfolgenden Figuren benutzt.
Wie auch in 17 dargestellt ist, können Kunststoffträgereinsätze oder Halter wie mit 142, 144 bezeichnet in dem Spritzwerkzeug angeordnet sein, um in die Lücken zwischen den sich überschneidenden Stäben einzugreifen, wodurch das Rahmentragwerk in dem Spritzwerkzeug korrekt beabstandet wird, wenn dieses geschlossen wird.
In einer alternativen Abstandsanordnung kann die Beabstandung und Positionierung mittels von den inneren Flächen des Spritzwerkzeugs hervorstehenden Fingern erreicht werden, und jegliche Öffnungen in dem Kunststoffspritzgussteil können mit geeignetem Werkstoff gefüllt werden, nachdem das Werkzeug geöffnet und das umspritzte Bauteil herausgenommen ist, oder können mit dem Kunststoffmaterial gefüllt werden, aus welchem die Stützen bzw. Streben gebildet sind, wenn der Rahmen Wärme und Druck während des Herstellprozesses ausgesetzt ist.
Bevorzugte Anordnungen verwenden Abstandhalter oder Stützen, da diese nicht zur zum Zentrieren des Verstärkungs-Rahmentragwerks innerhalb des Spritzwerkzeugs benutzt werden können, sondern wo das Rahmentragwerk so konstruiert sein muss, dass es sich leicht nach oben und unten krümmt, sie werden den korrekten Abstand zwischen den oberen und unteren regelmäßigen Anordnungen von Stäben erneut festlegen, wenn das Spritzwerkzeug geschlossen ist. Eine bevorzugte Form von solchen Abstandhaltern ist mit Bezug auf die 19 bis 23 beschrieben und in diesen dargestellt.
Um zu verhindern, dass der Spritzdruck innerhalb des Werkzeugs die oberen und unteren eingeschlossenen regelmäßigen Anordnungen von Stäben/Drähten so zusammendrängt, dass der Abstand zwischen ihnen verringert wird, sind Abstandhalter 143 wie in 17C dargestellt vorgesehen (typischerweise gebogene Drähte, gebildet an einem oder einem anderen der zwei regelmäßigen Anordnungen, wobei relative Bewegungen gegeneinander über eine durch die Abstandhalter definierte kritische Abmessung hinweg zugelassen werden).
Auf ähnliche Weise können Pressklemmen aus Kunststoff, solche wie in 17 dargestellt und mit dem Bezugszeichen 146 versehen, in das Spritzwerkzeug eingebracht werden, so dass die Enden der Stäbe abgedeckt werden, welche sonst ungeschützt bleiben würden.
In einem bevorzugten Spritzwerkzeug wird das geschweißte Verstärkungs-Rahmentragwerk in einem Teil der Werkzeugausstattung von vier zurückziehbaren Stiften (145), zwei auf gegenüberliegenden Seiten des Rahmentragwerks, mittels doppelendigen Pressklemmen (146) getragen, von denen jede mit einem Ende an einem Ende von einem der das Rahmentragwerk bildenden Stäbe (140) und mit dem anderen Ende auf einem der einschiebbaren Stifte aufgebracht ist. Nach dem Spritzvorgang werden die Stifte (145) aus den Sacklöchern in den Pressklemmen (146) zurückgezogen, welche während des Spritzvorgangs in dem GRP eingebettet worden sind, um so dem Spritzgussteil ein Herausnehmen aus dem Spritzwerkzeug zu ermöglichen.
Ein Beispiel stellen die 17A und 17B dar.
An den Stellen, an denen nach dem Spritzvorgang Einsätze oder Pressklemmen hervorstehen, können diese durch Abschneiden oder Feilen entfernt werden.
Wie mit Bezug auf 11 und die folgenden erwähnt, können die Scheitel der Erhöhungen bzw. Züge in den Randkanten des in den 1 bis 10 gezeigten Rahmens auch in einer von den Scheiteln der Erhöhungen auf den Kreuzstücken wie 14 und 16 unterschiedlichen Ebene liegen, und in einer bevorzugten Anordnung erstreckt (erstrecken) sich eine oder mehrere der äußeren Erhöhungen entlang der Kanten wie 18, 20, 26 und 28 über der Ebene, welche die Scheitel der Scheitel der Kreuzstücke wie 14, 16 enthält. Auf diese Weise enthalten die Randbereiche der Rahmen eine größere Menge an Kunststoffmaterial, das erwärmt und erweicht werden soll, bevor das Drahtgewebenetz dort hinein gepresst werden kann, als das Material, welches entlang der Kreuzstücke vorhanden ist. Verbinden der Randbereiche muss deshalb erfolgen bevor das Gewebe damit in Kontakt kommen kann und in den Scheiteln der Kreuzstücke 14, 16 usw. eingebunden wird.
19 bis 23 zeigen in unterschiedlichen Maßstäben und im Allgemeinen in einem vergrößerten Maßstab die Stellung von bevorzugten Abstandhaltern für die Verstärkungsstäbe. Hier weist jeder Halter einen Metallstift 148 mit kegelförmigem Meißelende auf, wie in 19 dargestellt ist. Das Meißelende 150 ist am besten in 21 zu erkennen.
Wie 23 zeigt sind die Stifte so angeordnet, dass jedes Meißelende 150 sich im Allgemeinen senkrecht zu der Längenabmessung des Stabs 48 erstreckt, mit welchem es in dem Spritzwerkzeug in Eingriff kommt.
Auf Grund des Meißelendes 150 und des Kegels 152 fließt flüssiges Kunststoffmaterial um den Kegel und die Meißelenden dergestalt herum, dass gleichermaßen konische Ausnehmungen bzw. Einstiche wie 154 in den Scheiteln der Kreuzstücke des Rahmens entstehen, wenn das Spritzwerkzeug geöffnet wird und die Meißelenden aus dem Spritzgussteil herausgezogen werden. Jeder durch einen Stift 148 hinterlassene Einstich legt deshalb nur einen sehr kleinen Bereich 156 des Drahts frei (siehe 20).
Wenn Drahtgewebe über die Scheitel des Rahmens gespannt werden und die Gewebe und der Rahmen erwärmt werden, fließt das Kunststoffmaterial in das untere Ende eines jeden durch das Meißelende hinterlassenen Einstichs wie 150. Dieses füllt den sehr kleinen Bereich zwischen dem (den) Drahtnetz(en) und den Verstärkungsstäben wie 48 auf (siehe 3).
24 ist eine perspektivische Ansicht des weiblichen Endes des Rahmens 10' aus 9.
Die Erhöhung 76 zum Abdichten ist oberhalb der Nut 74 zu erkennen, in welche die verlängerte männliche "Nase" 68 (siehe 9) hineinpasst.
Über den Rahmen werden Drahtgewebe gespannt, von denen das obere zum Teil mit dem Bezugszeichen 158 und das untere zum Teil mit dem Bezugszeichen 159 gezeigt und bezeichnet ist. Zwei solche Gewebe, die übereinander liegen, werden über den Rahmen gespannt, wobei die Maschenweite bzw. das Netz des unteren Gewebes grober ausgebildet ist als die des oberen Gewebes, und wobei die Spannung in dem unteren Gewebe größer ist als in dem oberen Gewebe.
Durch Erwärmen mindestens der oberen Fläche des Rahmens und Aufbringen eines gleichmäßig nach unten gerichteten Drucks auf die Gewebe werden die Scheitel des Kunststoffrahmens erweicht und ermöglichen dem Drahtgewebe in die Scheitel einzusinken, welche bei diesem Vorgang auch abgeflacht werden. Durch Abkühlen härtet das Kunststoffmaterial und befestigt die Drahtgewebe an diesen Stellen.
Die Scheitel der äußersten Erhöhungen 160 an dem Rand erstrecken sich nach oben über die Scheitel der inneren Erhöhungen bzw. Züge des gleichen Rands.
Die -Freifläche an der Verbindung zwischen zwei Sieben wie in 7 und 18 gezeigt, sollte so klein als möglich ausgebildet sein, um das Fortbewegen der Partikel des Materials von einem Sieb auf das nächste nicht zu behindern.
Gleichermaßen sollte der vordere Rand des Siebs, über welchen sich feste Teile hinüber bewegen und vom Rand herunterfallen, beispielsweise in ein Kippgefäß, in seiner Fläche so gering wie möglich sein.
Die Verbindung durch ineinander liegende Enden, wie in den 18, 18A gezeigt, bewirkt, dass die Ränder 120 des oberen Rahmens über dem Drahtnetz des unteren Rahmens liegen. Der nicht als Sieb dienende tote Bereich wird dadurch auf ein Minimum reduziert, das heißt: das Randende 120.
Die Verbindung, welche durch das Eingreifen wie in den 18, 18A dargestellt geschaffen ist, dichtet die Verbindung auch und verhindert Flüssigkeitsleckagen, und es hat sich herausgestellt, dass das Risiko von Abprallen bzw. Hochschnellen zwischen einem Rahmen und dem anderen über die Verbindung hinweg reduziert wird. Es scheint, dass dieses Erlangte auf die Bildung eines Konstruktionsbauteils durch die Verstärkungsdrähte und wo sie gespannt werden zurückzuführen ist, so wie es der Fall ist, wenn das Rahmentragwerk von oben und unten in dem Spritzwerkzeug gedrückt wird. Das Rahmentragwerk und das Kunststoffmaterial werden einem Biegen bedeutend widerstehen, und dadurch wird jegliche Neigung zum Hochschnellen minimiert.
Um die Drahtgewebe mit den Scheiteln zu verbinden wird ein Schnellerwärmen bevorzugt.
Es ist zweckmäßig, geschweißte Drähte zwischen parallelen Deckstäben wie 48, 66 (siehe 3) zu benutzen, wie mit dem Bezugszeichen 49 gekennzeichnet ist.
Auf die Zeichnungen und zugehörige Beschreibung der Patenschriften UK 2237521 und UK 2299771 wird Bezug genommen als Darstellung von Filtermaschinen der Ausführung, in welcher hier beschriebene Siebe eingebaut werden können.

Claims

Verfahren zum Herstellen eines Verstärkungs-Drahtrahmens zum Einbetten in einen Tragrahmen aus spritzgegossenem Polymer, über welchen Drahtgewebe zum Bilden eines Siebs gespannt und befestigt werden soll, wobei das Verfahren die folgenden Verfahrensschritte aufweist: (a) Anordnen von zugeschnittenen Drahtstücken (54, 58, 62, 64) in einer Spannvorrichtung zum Bilden einer ersten regelmäßigen Anordnung, wobei die Drahtstücke in der Spannvorrichtung zueinander mit einem im Wesentlichen gleichen Abstand angeordnet sind; (b) Anordnen einer zweiten regelmäßigen Anordnung von zugeschnittenen Drahtstücken (48) über der ersten regelmäßigen Anordnung, wobei die Drahtstücke der zweiten regelmäßigen Anordnung in im Wesentlichen rechten Winkeln zu den Drahtstücken der ersten regelmäßigen Anordnung angeordnet sind; (c) Widerstandsschweißen der Drahtstücke der ersten und zweiten regelmäßigen Anordnung in Punkten gegenseitigen Überschneidens, so dass eine im Wesentlichen geradlinige erste Matrix gebildet wird; (d) Anordnen von zugeschnittenen Drahtstücken (50) in einer Spannvorrichtung zum Bilden einer dritten regelmäßigen Anordnung, wobei die Drahtstücke in der Spannvorrichtung zueinander mit einem im Wesentlichen gleichen Abstand angeordnet sind; (e) Anordnen einer vierten regelmäßigen Anordnung von zugeschnittenen Drahtstücken (56, 60) über der dritten regelmäßigen Anordnung, wobei die Drahtstücke der vierten regelmäßigen Anordnung in im Wesentlichen rechten Winkeln zu den Drahtstücken der dritten regelmäßigen Anordnung angeordnet sind; und (f) Widerstandsschweißen der Drahtstücke der dritten und vierten regelmäßigen Anordnung in Punkten gegenseitigen Über schneidens, so dass eine im Wesentlichen geradlinige zweite Matrix gebildet wird; gekennzeichnet durch die weiteren folgenden Verfahrensschritte: (g) Biegen von hervorstehenden Drahtstücken (66) auf mindestens zwei Seiten der vier Seiten von einer der geradlinigen Matrizen in einer Abkantpresse, um jedes hervorstehende Drahtstück zuerst in einem im Allgemeinen aufwärts gerichteten Sinn und dann in einem näher an seinem Ende gelegenen Punkt in einem im Allgemeinen abwärts gerichteten Sinn zu biegen, so dass sich ein Endbereich eines jeden hervorstehenden Drahtstücks parallel zu einer Ebene der Matrix jedoch versetzt davon erstreckt; und danach (h) Anschweißen mittels Widerstandsschweißen der versetzten Enden der hervorstehenden Drahtstücke (66) dieser einen Matrix an hervorstehende Drahtstücke (48) der anderen Matrix, um den Rahmen zu bilden und eine Trennung zwischen den zwei Matrizen aufrecht zu erhalten.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Drahtrahmen aus gerichtetem Stahldraht mit hoher Zugspannung gebildet, welcher wie gefordert gebogen ist.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Drahtdurchmesser 2,5 mm beträgt.
Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei das Verschweißen mindestens zum Teil durch dazwischen liegende sich quer erstreckende Fülldrähte (49) ausgeführt wird, so dass Zwischenabschnitte vorgesehen sind, wo Schweißungen zwischen parallel hervorstehenden Enden der Verstärkungsdrähte gebildet werden sollen, und die Fülldrähte das Widerstandsschweißen der parallel hervorstehenden Enden erleichtern.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Drahtrahmenherstellung so aufgebaut ist, dass jede Matrix in einem nach außen gerichteten Sinn entgegengesetzt zur anderen gekrümmt ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei eine Vielzahl von Abstandhaltern (143) innerhalb der Drahtrahmenherstellung angeordnet sind, wobei jeder an einer oder einer weiteren der Matrizen angebracht ist, so dass er sich auf die andere zu erstreckt, um jeglicher Tendenz der Matrizen zum nach innen Kollabieren während des Spritzvorgangs zu widerstehen.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei jeder Abstandhalter (143) eine Länge eines gebogenen Drahts zum Bilden eines flachen "U" aufweist, dessen zwei Enden nach außen gebogen sind, um zwei in Reihe liegende Nasen zu bilden, mit welchen er an die Unterseite eines der Drähte angeschweißt werden kann, die eine der Matrizen bilden, wobei der Scheitel des U-Abschnitts in enger Nähe zu einem der Drähte der anderen Matrix angeordnet ist, wodurch der Abstandhalter ein gegebenes Maß zwischen den Matrizen beibehält, wenn die Herstellung während des Spritzgussvorgangs einer zusammendrückenden Kraft ausgesetzt ist, wobei so bewirkt wird, dass der Scheitel mit diesem Draht der anderen Matrix in Eingriff kommt.
Verstärkungs-Drahtrahmen zum Einbetten in einen nach Anspruch 1 hergestellten und aus zwei ähnlichen rechtwinkligen regelmäßigen Anordnungen von mittels Widerstandsschweißen geschweißten Drähten aufgebauten Tragrahmen (10) aus spritzgegossenem Polymer, wobei hervorstehende Drähte (66) entlang wenigstens zweier Seiten von einer der regelmäßigen Anordnungen so gebogen sind, dass sie in Kontakt mit Verstärkungsdrähten (48) der anderen regelmäßigen Anordnung stehen, und wobei die Enden der gebogenen Abschnitte der Drähte (66) der einen regelmäßigen Anordnung mittels Widerstandsschweißen an die hervorstehenden Enden der Drähte in der anderen regelmäßigen Anordnung zur Bildung des Rahmens und zur Aufrechterhaltung einer Trennung zwischen den beiden regelmäßigen Anordnungen angeschweißt sind, wobei sich jeder mit einem äußeren Rand (18, 20) fluchtende Verstärkungsdraht (48) des Tragrahmens in den Rand an jedem Ende davon erstreckt, um dadurch die Steife des Rands zu erhöhen, wobei die Enden des anderen Drahts (66) des Paars so gebogen sind, dass sie auch mit dem Rand fluchten, und sich die gebogenen Enden davon in die Ränder nahe an den Enden des zuerst genannten Drahts (48) erstrecken, um weiterhin beim Verstärken der Ränder, wenn diese gebildet sind, Unterstützung zu leisten, und wobei weitere Verstärkung für die Ränder (18, 20) mittels zusätzlicher Verstärkungsdrähte (62, 64) vorgesehen ist, welche sich parallel zu dem erstrecken, was die Längendimension der Ränder sein wird, so dass sie über und unter den hervorstehenden Verstärkungsdrähten angeordnet sind, welche in die Ränder von Streben (14, 16) des Tragrahmens (10) eintreten, wobei die zusätzlichen Verstärkungsdrähte an die hervorstehenden Verstärkungsdrahtenden angeschweißt sind.