DE2253948C2

DE2253948C2 - Verfahren zum Herstellen einer trommelförmigen Gitterkonstruktion

Info

Publication number: DE2253948C2
Application number: DE2253948A
Authority: DE
Inventors: Lawrence A. Amherst N.H. Carlsmith
Original assignee: Ingersoll Rand Co
Current assignee: Ingersoll Rand Co
Priority date: 1971-11-05
Filing date: 1972-11-03
Publication date: 1983-06-01
Also published as: FI62966B; US3745642A; JPS4853005A; CA987893A; DE2253948A1; FI62966C; JPS5536756B2; SE397776B

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein solches Verfahren ist aus der US-PS 33 20 399 bekannt.

Hierbei werden ebene Streifen und zwischen diesen anzuordnende Verbindungsslreifen, die beide aus Metall bestehen, abwechselnd nebeneinander auf einer Unterlage (Drehtisch) in lotrechter Richtung von unten nach oben übereinander zu einem Zylinder gewickelt. An einer Vielzahl von flach aneinander anliegenden Stellen werden die beiden Streifen durch Erhitzen miteinander verbunden bzw. verschweißt. Der so gebildete gitterförmige Zylinder dient beispielsweise als Filter oder Trommel bei der Papier- oder Pappeherstellung, wobei eine Zeilstoffbahn, die einen wesentlichen Anteil an Flüssigkeit enthält, über den Zylinder geführt wird, Hierbei dient der Zylinder zum Abführen der Flüssigkeit .1US der Zellstoffbahn oder zum Trocknen der Bahn.

Bei dem bekannten Verfahren ergibt sich beim Abkühlen der Verbindungsstellen bzw. Schweißstellen ein Schrumpfen, und zwar insbesondere ein Schrumpfen der ebenen Streifen in radialer Richtung nach innen. Hierdurch kann sich der hergestellte gitterförrnigc Zylinder verwerfen, wobei auch die einzelnen Streifen, insbesondere die ebenen Streifen, seitlich mehr oder weniger kippen können. Der Zylinder ist dann nicht über seine ganze Länge, die mehrere Meter betragen kann, absolut und gleichmäßig rund. Ein solcher verworfener Zylinder wäre für die Papierherstellung nicht brauchbar.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein Schrumpfen der Streifen an den Verbindungsstellen und damit ein Verwerfen des Zylinders zu vermeiden.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus Anspruch 1. Hiernach erfolgt das Wickeln, Erhitzen und Verbinden der Streifen unter innerer Abstützung. Anschließend läßt man den Zylinder unter Aufrechterhaltung der Abstützung abkühlen und trennt schließlich die Abstützung von dem Zylinder.

Infolge der Abkühlung der Verbindungsstellen unter Aufrechterhaltung der inneren Abstützung können die Streifen beim Abkühlen nicht radial schrumpfen. Vielmehr werden die Streifen während des Abkühlens in Umfangsrichtung gestreckt, und zwar vorzugsweise über die Elastizitätsgrenze hinaus, um die Schrumpfung auszugleichen. Hierdurch wird nicht nur ein Verwerfen oder Verziehen des Zylinders vermieden, sondern es werden auch ungleichmäßige Restspannungen in den Streifen beseitigt, so daß der fertige Zylinder nach dem Trennen von der Abstützung eine stabile, gleichmäßig runde Form hat

Die Unteransprüche kennzeichnen vorteilhafte Weiterbildungen und Einzelheiten des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigen

F i g. 1 —4 schematisch die Durchführung des Verfahrens und

Fig.5 in einer vergrößerten perspektivischen Darstellung einen Teil einer mittels des Verfahrens hergestellten zylinderförmigen Gitterkonstruktion.

Das Verfahren nach der Erfindvag kann dazu dienen, eine ringförmige, zylindrische Waben- oder Gitterkonstruktion 10 aus einem ebenen Streifen 12 und einem gesonderten gewellten Verbindungsstreifen 14 aufzubauen, die beide aus nichtrostendem Stahl oder einem anderen biegsamen Metall bestehen. Gemäß Fig.5 kann der gewellte Verbindungsstreifen 14 über seine ganze Länge miteinander abwechselnde, allgemein diagonal verlaufende Abschnitte 16 und Verbindungsabschnitte 18 aufweisen; hierbei sind benachbarte Verbindungsabschnitte 18 jeweils auf entgegengesetzten Seiten der Mittelebene 20 des gewellten Streifens 14 angeordnet, und die geneigten Abschnitte 16 erstrecken sich durch die Mittelebene 20. Alternativ kann jedoch der Streifen 14 auch eine andere gewellte Form haben, bei der die Gitterkonstruktion 10 Öffnungen 22 erhält, wenn die Streifen 12 und 14 hochkant nebeneinander angeordnet und miteinander verbunden werden.

Zur Durchführung des dargestellten Verfahrens nach der Erfindung wird ein zylindrischer Dorn 24 benutzt, der vorzugsweise aus Gußeisen oder Stahl besteht, und der eine ringförmige Umfangsfläche 26 aufweist, deren Durchmesser gleich dem gewünschten Innendurchmesser der herzustellenden zylindrischen Gitterkonstruktion 10 ist; der Dorn 24 wird beim Beginn eines Arbeitsgangs auf einem Drehtisch 28 angeordnet, der gemäß Fig. 1 in Richtung des Pfeils gedreht wird. Die Streifen 12 und 14 können zunächst an ihren vorderen Enden miteinander verbunden werden, und während der

Drehtisch 28 zusammen mit dem Dorn 24 gedreht wird, werden die beiden Streifen längs einer Schraubenlinie hochkant so auf die Außenfläche 26 des Doms aufgewickelt, daß aus den Streifen miteinander abwechselnde Windungen entstehen und in axialer Richtung eine Gitterkonstruktion 10 aufgebaut wird, die sich über ihre ganze Länge aus miteinander abwechselnden, aus den Streifen 12 und 14 gebildeten Windungen zusammensetzt

Während des Aufwickeins der Streifen 12 und 14 werden die einander benachbarten Windungen dadurch fortschreitend miteinander verbunden, daß nacheinander jeder Abschnitt 18 des gewellten Streifens 14 mit einem ihm benachbarten Abschnitt 12a der benachbarten Windung des ebenen Streifens 12 verbunden wird; diese Verbindungen können gemäß F i g. 1 an einer Station 30 hergestellt werden, wo die Streifen 12 und 14 erstmalig zur Anlage an der Umfangsfläche 26 des Dorns kommen; hierbei wird jeder Abschnitt 12a des Streifens 12 im wesentlichen örtlich erhitzt Gemäß F i g. 1 werden diese Verbindungen zwischen den Abschnitten 18 und den Abschnitten 12a vorzugsweise als Schweißstellen ausgebildet; zu diesem Zw:ek wird eine Schweißvorrichtung 30a bekannter Art benutzt, die während des Hersteilens der Verbindungen eine im wesentlichen örtliche Erhitzung der Abschnitte 12a bewirkt Alternativ könnte man jedoch die Verbindungen zwischen den Abschnitten 12a und den Abschnitten 18 auch auf andere Weise, z. B. durch Vernieten, herstellen; in diesem Fall könnten die Abschnitte 12a nacheinander mit Hilfe eines Brenners oder dergleichen örtlich erhitzt werden, und zwar entweder vor dem Verbinden der Abschnitte 12a mit den Abschnitten 18 oder während des Hersteilens der Verbindungen. Der genauen Temperatur, auf die die Abschnitte 12a in dieser Weise erhitzt werden, kommt keine kritische Bedeutung zu, doch soll die Temperatur genügend hoch sein, damit das nachfolgende Abkühlen der Abschnitte 12a zu einer erheblichen Schrumpfung des ebenen Streifens 12 führen würde, wenn dieser Streifen nicht auf dem Dorn 'Ά angeordnet wäre.

Die im wesentlichen örtlich erhitzten, mit den Abschnitten 18 verbundenen Abschnitte 12? können sich abkühlen, während sich die betreffende Windung des ebenen Streifens 12 auf der Dornfläche 26 befindet, so daß der Dorn 24 verhindert, daß dieses Abkühlen zu einer bleibenden Schrumpfung des tbenen Streifens führt, die sich anderenfalls einstellen würde. Somit können sich die Windungen aus dem ebenen Streifen 12 während des Abkühlens der Abschnitte 12a nicht zusammenziehen, und die Geschmeidigkeit des Werkstoffs des ebenen Streifens 12 ermöglicht es den Windungen hierbei, sich übet die Elastizitätsgrenze des Werkstoffs hinaus auszudehnen, um die Schrumpfung auszugleichen; durch dieses Ausdehnen oder Recken der Windungen des ebenen Streifens 12 wird die ursprüngliche Länge dieses Streifens aufrechterhalten, und der ebene Streifen wird von allen ungleichmäßigen Restspannungen befreit, die anderenfalls bewirken würden, daß sich die Zylinderform der Gitterkonstruktion 10 nach dem Abnehmen von dem Dorn 24 verzieht.

In der beschriebenen Weise wird damit fortgefahren, die Streifen 12 und 14 aufzuwickeln und miteinander zu verbinden, um die Gitterkonstruktion 10 in axialer Richtung fortschreitend bis zum Erreichen der gewünschten Länge aufzubauen, während sich die erhitzten, vorher mit den Abschnitten 18 verbundenen Abschnitte 12a des ebcr.en Streifens 12 auf der

Außenfläche 26 des Doms abkühlen können. Nachdem durch das Aufwickeln der Streifen 12 und 14 eine Gitterkonstruktion 10 mit der gewünschten Länge aufgebaut worden ist, kann man die äußeren Enden der beiden Streifen miteinander verbinden, und der Dorn 24 mit der ihn umschließenden Gitterkonstruktion 10 kann von dem Drehtisch 28 abgenommen werden. Die Gitterkonstruktion 10 mit dem in ihr angeordneten Dom 24 ist in F i g. 2 schematisch dargestellt

Wenn es sich bei dem in der beschriebenen Weise benutzten Dorn 24 um eine gelochte ringförmige Konstruktion handelt bildet die Baugruppe mit der Gitterkonstruktion und dem Dom eine Trommel.

Ist der Dom 24 dagegen anders ausgebildet wird die Gitterkonstruktion 10 normalerweise von dem Dom getrennt Besteht die Gitterkonstruktion 10 aus nichtrostendem Stahl und der Dorn 24 aus einem Stahl mit einem niedrigeren Wärmeausdehnungsbeiwert, läßt sich diese Trennung in der in Fig.3 schematisch dargestellten Weise leicht dadurch herbeiführen, daß man die Gitterkonstruktion 10 zusamp- .;n mit dem Dorn 24 in einem Ofen 32 auf eine Temperatur erhitzt, die mindestens etwa 370° C beträgt und 650⁰C nicht überschreitet und daß man die beiden Teile etwa 5 min lang bzw. so lange auf dieser Temperatur hält, bis die unterschiedliche Wärmedehnung die Verbindung zwischen der Gitterkonstruktion und dem Dorn hinreichend gelockert hat, so daß die Teile voneinander getrennt werden können. Hierauf wird die erhitzte Gitterkonstruktion 10 in der in Fig.4 schematisch gezeigten Weise lediglich von dem Dorn 24 abgezogen; nach dem Abkühlen kann die Gitterkonstruktion als Bestandteil einer Filtertrommel, einer Lufttrocknertrommel oder einer anderen Vorrichtung benutzt werden. Zwar erweist sich das beschriebene Verfahren zum Trennen der Gitterkonstruktion von dem Dorn insofern als besonders vorteilhaft, da die Gitterkonstruktion auf erwünschte Weise entspannt wird, doch ist es auch möglich, die Gitterkonstruktion auf beliebige andere Weise von dem Dorn zu trennen. Beispielsweise kann man den Dorn aus mehreren Teilen aufbauen, so daß man ihn zerlegen und aus der Gitterkonstruktion entfernen kann; alternativ kann man Verfahren anwenden, bei denen mit unterschiedlichen Temperaturen gearbeitet wird, um die Gitterkonstruktion 10 gegenüber dem Dorn 24 zu lockern; bei einem solchen Verfahren wird die Gitterkonstruktion 10 schnell auf eine Temperatur erhitzt, die höher ist als die Temperatur des Dorns 24, und/oder der Dorn 24 wird abgekühlt, z. B. dadurch, daß ein Kühlmittel durch in dem Dorn ausgebildete Kanäle abgeleitet wird.

Die Maßgenauigkeit der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Gitterkonstruktion 10 ist erheblich höher als die Genauigkeit, die sich mit irgendeinem bekannten Verfahren erreichen läßt, und diese Genauigkeit, mit der sich die Gitterkonstruktion herstellen läßt, führt zu einer erheblichen Verringerung des Arbeitsaufwandes zum Schleifen oder sonstigen Bearbeiten der inneren und äußeren Umfangsflächen der Gitterkonstruktion bis zur Erreichung der Sollabmessungen. Ip der Praxis weisen die erfindungsgemäß hergestellten Gitterkonstruktionen in vielen Fällen eine so hohe Genauigkeit auf, daß keinerlei ;naschinelle Bearbeitung ihrer Umfangsflächen mehr erforderlich ist. Diese Verringerung oder vollständige Vermeidung des Aufwandes für eine maschinelle Bearbeitung ermöglicht es im Vergleich s.u bekannten Verfahren, Gitterkonstruktionen der beschriebenen Art auf wirt-

schaftlichere Weise herzustellen. Außerdem ermöglicht es das erfindungsgemäße Verfahren, verzugfreie Gitterkonstruktionen relativ schnell /u erzeugen, wodurch die Wirtschaftlichkeit der Herstellung weiter gesteigert wird.

Hierzu I Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen einer trommeiförmigen Gitterkonstruktion, bei dem ebene Streifen und Verbindungsstreifen aus Metall abwechselnd nebeneinander zu einem Zylinder gewickelt und flach aneinander anliegende Stellen beider Streifen unter Erhitzen miteinander verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Wickeln, Erhitzen und Verbinden der Streifen (12, 14) unter innerer Abstützung (24) vorgenommen wird, daß man anschließend den Zylinder (10) unter Aufrechterhaltung der Abstützung (24) abkühlen läßt und das schließlich die Abstützung (24) von dem Zylinder !5 (10) getrennt wird

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbinden der Streifen (12,14) an der Stelle vorgenommen wird, an der der ebene Streifen (12) erstmalig zur Anlage an der inneren Abstützen» (24) gebracht wird.

3. Verfahren nach Ansprach ! oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Trennen der inneren Abstützung (24) von dem Zylinder (10) diese beiden Teile miteinander erhitzt werden und daß anschlie-Bend der Zylinder (10) von der Abstützung abgenommen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (10) gemeinsam mit der Abstützung (24) auf eine Temperatur von mindestens etwa 370° Celsius und weniger als etwa 650° Celsius erhi'zt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dail zum Trennen der inneren Abstützung (24) von dem Zylinder (10) die J5 Abstützung (24) zerlegt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Trennen der inneren Abstützung (24) von dem Zylinder (10) eines der beiden Teile auf eine Temperatur gebracht wird, die sich von der Temperatur des anderen Teils unterscheidet.