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DE2929820A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von bohrlochsiebrohren - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur herstellung von bohrlochsiebrohren

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Publication number
DE2929820A1
DE2929820A1 DE19792929820 DE2929820A DE2929820A1 DE 2929820 A1 DE2929820 A1 DE 2929820A1 DE 19792929820 DE19792929820 DE 19792929820 DE 2929820 A DE2929820 A DE 2929820A DE 2929820 A1 DE2929820 A1 DE 2929820A1
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DE
Germany
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rods
wire
tube
rod
electrode
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE19792929820
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English (en)
Inventor
Norman Russell Corgey
Hill Davis Wilson
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Houston Well Screen Co
Original Assignee
Houston Well Screen Co
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Publication date
Application filed by Houston Well Screen Co filed Critical Houston Well Screen Co
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Withdrawn legal-status Critical Current

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Description

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Bohrlochsiebrohren
Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Herstellung von Bohrlochsiebrohren und insbesondere solchen Siebrohren, auf dia Stäbe aufgeschweisst sind.
Mit aufgeschweissten Stäben oder Stangen versehene Siebe werden dadurch hergestellt, dass ein Drahtrund um mehrere Stäbe in einen Abstand voneinander aufweisenden, schraubenförmigen Windungen gewickelt wird. Die Stäbe verlaufen parallel zueinander und sind rund um eine kreisförmige Bahn bestimmten Durchmessers in gleichem Abstand getrennt. Die herkömmliche Weise, solche Siebe herzustellen, besteht darin, die Stäbe in Längsrichtung an einer stationären Drahtzufuhrvorrichtung sowie an Schweisselektroden vorbeizubewegen. Die Stäbe werden sowohl gedreht als auch in Längsrichtung bewegt, um dadurch den Draht in schraubenförmigen Windungen mit Abstand um die Stäbe zu wickeln. Die mit dem Draht in Eingriff tretende Schweißelektrode berührt jeden Stab und verschweisst der Reihe nach den Draht mit den Stäben. Der Schweißstrom strömt von der Elektrode zu dem Draht und in den Stab hinein, dann wieder aus dem Stab heraus zu einer Erdungselektrode, die innerhalb der Stäbe angeordnet ist. Die Spannung in dem Draht, die benötigt wird, um den Draht um die Stäbe zu wickeln, wirkt dahingehend, dass sie die Stäbe mit der inneren Erdungselektrode in guten elektrischen Kontakt bringt. In diesem Zusammenhang wird auf die US-PS 3 275 735 verwiesen, die ein Verfahren sowie eine Vorrichtung der oben genannten Art beschreibt.
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Das auf diese Weise hergestellte Sieb wird entweder mit oder ohne Rohrbasis verwendet. Falls eine Rohrbasis verlangt wird, wird das verschweisste Stäbe aufweisende Sieb über das perforierte Rohr geschoben, und seine Enden werden dann mit dem Rohr verschweisst. Um ein derartiges Aufschieben des Siebes auf die Rohrbasis zu ermöglichen, muss zwischen Sieb und Rohr ein Abstand vorhanden sein. Ober dem in Betrieb befindlichen Sieb herrscht gewöhnlich eine Druckdifferenz. Wenn dieser Druck gross genug ist, bewirkt er, dass die Drähte und die Stäbe nach innen gebogen werden und mit der Rohrbasis in Berührung kommen. Ein solches Zusammendrücken hat eine Verschiebung der das Sieb bildenden Drahtwindungen zur Folge und reduziert oder zerstört die Fähigkeit des Siebs, den ihm zugedachten Zweck zu erfüllen.
Eine Vorrichtung zur Herstellung eines Stäbe aufweisenden Siebes auf einer perforierten Rohrbasis ist in der US-PS 3 469 609 beschrieben. In dieser Druckschrift wird vorgeschlagen, den Draht direkt auf die Stäbe zu wickeln, die auf der Aussenseite der perforierten Rohrbasis liegen. Eine scheibenförmige Elektrode tritt mit dem Draht in Kontakt, wenn dieser die Stäbe berührt, um dadurch den Draht mit den Stäben in dem Hasse zu verschweissen, wie er rund um die Stäbe und die Rohrbasis gewickelt wird. Eine zweite Elektrode, die ebenfalls scheibenförmig ausgebildet ist, rollt an den Windungen entlang, die bereits mit den Stäben verschweisst worden sind, um dadurch für den Schweissschaltkreis eine Erde zu bilden. Bei dieser Anordnung fliesst der elektrische Strom durch den Draht, der gerade angeschweisst wird, in denjenigen Stab hinein, der sich unmittelbar unter ihm befindet, daraufhin in dem Stab entlang zu dem Teil des vorher gewickelten Drahtes, der mit der Erdungselektrode in Kontakt steht, dann durch diesen Drahtteil hindurch und in die Erdungselektrode hinein
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Gleichzeitig kann der Strom direkt durch den Draht zur Erdungselektrode fliessen. Die Strommenge, die diesen Pfad nimmt, hängt allein vom Drahwiderstand ab, der dem Widerstand des Schaltkreises, der über den Draht zu den Stäben und zum Draht zurück-führt, entgegengesetzt ist. Wenn an der Berührungsstelle zwischen dem Draht und dem Stab kein ausreichender Widerstand und Strom vorhanden sind, um das Metall auf Schmelztemperatur zu bringen, dann tritt kein Verschweissen ein. Dieser notwendige hohe Widerstand bringt den Strom dazu, durch den Draht zur Erde zu fliessen.
Die in der obigen Patentschrift beschriebene Vorrichtung ist auch noch aus einem anderen Grund nachteilig. Es kann Schwierigkeiten bereiten, zwischen der rollenden Erdungselektrode und dem bereits um die auf der Rohrbasis befindlichen Stäbe gewickelten und mit diesen verschweissten Draht einen guten elektrischen Kontakt aufrechtzuerhalten. Sehr wichtig ist, dass derjenige Teil des Stromkreises, der von dem Stab zur Erde führt, dem Stromfluss einen erheblich geringeren Widerstand entgegensetzt als die Grosse des Widerstandes beträgt, der zwischen dem Stab und dem Draht herrscht, der mit ihm verschweisst wird.
Mit anderen Worten, um zwischen dem Stab und dem Draht eine gute Fusionsschweissung zu bewirken, sollte der Hauptwiderstand im Stromkreis an dieser Stelle auftreten, um den Stab und den Draht stark genug zu erhitzen, so dass zwischen beiden eine Verschmelzung erfolgt. Das bedeutet, dass zwischen dem Stab und der Erde im Stromkreis ein minimaler Widerstand auftreten muss. Dies erfordert zwischen der Erdungselektrode und demjenigen Teil des Siebs, der mit ihr in Kontakt ist, eine Berührung, die durch einen sehr niedrigen Widerstand gekennzeichnet ist, sich aber mit der rollenden Erdungselektrode, die in der obigen Patentschrift beschrieben ist, nur schwer erhalten lässt.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zu schaffen, mit denen auf einer perforierten Rohrbasis ein aus verschweissten Stäben aufgebautes Sieb hergestellt werden kann. In diesem Zusammenhang soll eine Erdungselektrode Verwendung finden, die direkt mit den Stäben, welche auf der Rohrbasis angeordnet sind, vor dem auf die Stäbe aufzuwickelnden Draht in Berührung steht, um dadurch zwischen der Schweißstelle und der Erde einennur minimalen elektrischen Widerstand zu erzeugen. Des weiteren sollen Vorrichtung und Verfahren so beschaffen sein, dass mit ihnen der Draht um die Stäbe festgezogen werden kann, die auf der Rohrbasis fest abgestützt sind, und daS er der Druckdifferenz widersteht, die über dem in Betrieb befindlichen Sieb auftreten kann.
Die Lösung dieser Aufgabe in verfahrenstechnischer- und vorrichtungstechnischer Hinsicht ist in den Patentansprüchen 1 bis 4 gekennzeichnet.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine teilweise geschnittene Teildraufsicht der Schweiss- und Erdungselektroden bei der Herstellung eines mit verschweissten Stäben versehenen Siebs auf einer Rohrbasis,
Fig. 2 eine Querschnittsansicht längs der Linie 2-2 in Fig. 1 , und
Fig. 3 eine isometrische Ansicht der Kontaktanordnungen der Erdungselektrode.
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Die Rohrbasis 10 ist mit mehreren Durchbrüchen 11 versehen. Mehrere Stäbe 12 erstrecken sich entlang der äusseren Oberfläche der Rohrbasis, und zwar im allgemeinen parallel zu ihrer Längsachse. Die Stäbe sind gewöhnlich in gleichem Abstand verteilt rund um die Aussenseite der Rohrbasis angeorndet. Der Draht 14 wird gerade um die Rohrbasis und die Stäbe gewickelt, um ein Sieb zu schaffen. Die Drahtzufuhrvorrichtung ist nicht dargestellt, entspricht jedoch herkömmlicher Bauweise und weist wie üblich eine Trommel auf, von der der Draht geliefert wird. Gewöhnlicherweise ist irgendeine Bremseinrichtung vorhanden, mit der der Draht unter Spannung gehalten wird, so dass er um die Rohrbasis und die Stäbe herumgebogen werden kann. Eine solche Drahtzufuhrvorrichtung ist beispielsweise in den eingangs erwähnten Patentschriften dargestellt.
Um den Draht über das Rohr und die Stäbe zu wickeln, ist eine Relativdrehung zwischen dem Rohr und den Stäben einerseits und der Drahtzufuhrvorrichtung andererseits erforderlich, üblicherweise ist die Drahzufuhrvorrichtung fest angeordnet, und das Rohr wird zusammen mit den Stäben gedreht. Gleichzeitig werden das Rohr und die Stäbe in Längsrichtung mit einer Geschwindigkeit bewegt, die zusammen mit der Drehgeschwindigkeit die gewünschten Abstände zwischen den benachbarten Windungen oder Wicklungen des Drahtes ergibt. Alternativ dazu lässt sich, wie in einer der oben erwähnten Patentschriften dargestellt, die Drahtzufuhrvorrichtung in Längsrichtung des Rohres und der Stäbe bewegen, während Rohr und Stäbe gedreht werden.
Erfindungsgemäss ist nun eine erste Elektrode 16 so angeordnet, dass sie mit dem Draht in Berührung kommt, sobald dieser auf das Rohr aufgewickelt wird, wobei ein Schweissstrom erzeugt wird, den der Draht und der Stab, den dieser berührt, miteinander verschmelzen. Die Elektrode ist
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scheibenförmig ausgebildet und rollt auf dem Draht entlang. Zur Vervollständigung des Stromkreises sind Mittel vorhanden, die die Stäbe mit der Erde in geringem Abstand vor dem gewickelten Draht verbinden.
Bei der in Fig. 1 gezeigten AusfUhrungsform weisen diese Mittel eine zweite oder Erdungselektrode 18 auf. Die Erdungselektrode ist mit mehreren Kontaktanordnungen 20 versehen. Jede Anordnung besitzt einen Kontakt 22 und ein Kontaktgehäuse 24, wie aus Fig. 3 hervorgeht. Der Kontakt ist im allgemeinen L-förmig ausgebildet und weist einen Schenkel 22a auf, der sich von dem Gehäuse 24 aus nach aussen erstreckt, sowie einen Schenkel 22b, der im allgemeinen in dem U-förmigen Gehäuse 24 liegt. Der Schenkel 22a ist mit einer länglichen Kontaktfläche 22c versehen, an der er mit einem der Stäbe in Berührung tritt, der sich über die Oberfläche der Rohrbasis erstreckt. Die Kontaktoberfläche 22c ist vorzugsweise mit einer Nut 26 ausgestattet, die sich parallel zu dem Stab erstreckt, um diesen aufzunehmen und ihn bei seiner Bewegung von der unter dem Kontakt liegenden Stelle bis zu einer unter dem Draht und der Schweisselektrode liegenden Stelle zu führen. Jede einzelne Kontaktanordnung ist an der Platte 28 befestigt, wie aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich, und zwar längs einer Linie, die sich vom Mittelpunkt der Rohrbasis aus in radialer Richtung erstreckt. Jeder Kontakt berührt einen der Stäbe, der sich auf der Aussenseite der Rohrbasis befindet.
Die Kontaktoberfläche jedes Kontaktes wird federnd gegen den Stab gedruckt, mit dem sie in Berührung steht, um dadurch den Stab mit der Rohrbasis in Berührung zu halten. Bei der dargestellten Ausführungsform ist die Schraubenfeder 30 zwischen der Rückseite des U-förmigen Gehäuses
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24 und dem Schenkel 22b angeordnet, dessen oberes Ende sie berührt. Die Schraubenfeder übt auf den Kontakt einen Druck aus, um letzteren um den Zapfen 32 zu verschwenken, der den Kontakt im Gehäuse trägt. Dadurch wird wiederum die Kontaktoberfläche 22c des Kontaktes mit dem Stab, den der Kontakt berührt, in festen Eingriff gebracht und hält ihrerseits den Stab in der Nut 26 und an der äusseren Oberfläche der Rohrbasis 10. Wenn das Rohr und die Stäbe gedreht werden, sind die Stäbe bestrebt, sich zu bewegen und herunterzurutschen. Somit dienen die Kontakte durch die elastische Kraft der Federn 30 und durch die Nuten 26 auch dazu, die Stäbe daran zu hindern, sich zur Seite zu bewegen, und führen die Stäbe bei ihrer Bewegung unter dem Draht und der Schweißelektrode 16, so dass sie unter dem Draht den richtigen Abstand haben.
Die Elektrode 18 sollte einschliesslich der Kontakte 22 aus einem Material mit guter elektrischer Leitfähigkeit bestehen, beispielsweise aus Messing. Dadurch wird die Neigung vermindert, dass die Kontakte mit den Stäben verschweissen. Die Stäbe bestehen im allgemeinen aus Stahl, oftmals aus rostfreiem Stahl. Das Gehäuse 24 für die Stabanordnung sowie die Befestigungsplatte 28 sollte ebenfalls aus ehern Material mit guter elektrischer Leitfähigkeit bestehen. Die Erdungselektrodenanordnung ist auf dem rotierenden Kopf 31 so gelagert, dass sie sich zusammen mit dem Rohr und den Stäben dreht. Ein Kommutator, der hier nicht dargestellt ist, verbindet die Elektrode mit der Erde.
Wie oben bereits erwähnt wurde, werden zwischen dem Draht und dem Stab die besten Verschweissungen erzielt, wenn ein elektrischer Schweißstromkreis aufgebaut wird, bei dem der Hauptwiderstand der Kontakt zwischen dem Draht und dem Stab, mit dem ersterer verschweisst wird, bildet. Der Strom-
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kreis oder die Schaltung zwischen Stab und Draht einerseits und Erde andererseits sollte erheblich kleiner sein. Deshalb wird die Erdungselektrode 18 vorzugsweise so angeordnet, dass die Kontaktoberfläche 22c auf jedem einzelnen Kontakt 22 so nahe wie möglich an der Schweißelektrode liegt, um dadurch die Entfernung, die der elektrische Strom durch den Stab bis zum Erdungskontakt zurückzulegen hat, so klein wie möglich zu machen. Auch können die Kontakte besser ihrer Aufgabe der Führung der Stäbe gerecht werden, je näher sie an der Stelle liegen, an der der Draht mit den Stäben verschweisst wird. Die Kontakte sind vorzugsweise von der Schweisselektrode in einem Abstand von weniger als 2,54 cm getrennt.
Auf der Rückseite der Platte 28 der Erdungselektrode sind Mittel angebracht, die die äussere Oberfläche des Rohres berühren, um die Kontakte der Erdungselektrode von der Längsachse des Rohres in gleichem Abstand zu halten. Bei der gezeigten Ausführungsform sind vier Räder 36 unter einem Winkel von 90° zueinander so angeordnet, dass sie sich zwischen die Stäbe erstrecken und die Oberfläche der Rohrbasis berühren. Diese Räder dienen dazu, die einzelnen Kontakte der Erdungselektrode von dem Rohr in gleichem Abstand zu halten, was bedeutet, dass die Elektrode in bezug auf die Rohrbasis zentriert ist.
Somit wird im Betriebszustand und bei der Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens zur Herstellung eines aus Stäben aufgebauten Siebes auf einer mit Durchbrüchen versehenen Rohrbasis das Rohr um seine Längsachse drehbar gelagert. Mehrere Stäbe sind längs der äusseren Oberfläche des Rohres angeordnet. Durch Drehen des Rohres und der Stäbe wird ein Draht in schraubenförmigen Windungen um das Rohr gewickelt. Der Draht wird mit den Stäben verschweisst,
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sobald er diese berührt. Der Schweißstromkreis ist über die Stäbe vor dem aufgewickelten Draht durch Kontakte geerdet, die die Stäbe auf der äusseren Oberfläche der Stangen neben der Schweißstelle berühren.
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Claims (1)

  1. ~ZT~~Zy. r-~:-r'\ Patentansprüche
    . ~a YCU
    ι 1 .JVerfahren zur Herstel 1 ung ie-4-n-e-s—Si-sf unter Verwendung von Stäben auf einer perforierten Rohrbasis, dadurch gekennzeichnet, dass ein perforiertes Rohr um seine Längsachse drehbar gelagert wird, dass mehrere Stäbe auf der äusseren Oberfläche des Rohres angeordnet werden, dass das Rohr und die Stäbe gedreht werden, um einen Draht in mit Abstand getrennten, schraubenförmigen Windungen rund um das Rohr und die Stäbe zu wickeln, dass der Draht mit den Stäben verschweisst wird, sobald letzterer die Stäbe berührt, und dass die Stäbe vor dem umwickelten Draht durch Kontakte geerdet werden, die die Stäbe auf asr äusseren Oberfläche der Stäbe berühren,
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    Bayerische Vereinsbank München. Kto.-Nr. 882495 (BLZ 700202 7Oi · Deutsche Bank München. Kta-Nr.32/06050 BLZ 700 70010}
    Postscheckamt München. Kto.-Nr. 163397-802 (BLZ 7001CX)SO)
    2. Aus Stäben aufgebautes Sieb, mit einer perforierten Rohrbasis, dadurch gekennzeichnet, dass das Sieb dadurch hergestellt ist, dass ein perforiertes Rohr (10) um seine Längsachse drehbar gelagert ist, dass mehrere Stäbe (12) längs der äusseren Oberfläche angeordnet worden sind, dass das Rohr und die Stäbe zur Aufwicklung eines Drahts (14) in mit Abstand getrennten schruabenförmigen Windungen, die sich um das Rohr (10) und die Stäbe (12) erstrecken, gedreht worden ist, dass der Draht (14) mit den Stäben (12) bei seiner Berührung mit letzteren verschweisst worden ist, und dass die Stäbe (12) vor dem aufgewickelten Draht durch Kontakte (20), die die Stube auf ihrer äusseren Oberfläche berühren, geerdet worden ist.
    3. Vorrichtung zur Herstellung eines Drahtsiebes aus Stäben auf einer perforierten Rohrbasis, gekennzeichnet durch eine Einrichtung, mit der ein perforiertes Rohr um seine Längsachse drehbar lagerbar ist und die mehrere Stäbe (12) aufweist, welche sich auf der äusseren Oberfläche des Rohres entlang erstrecken, um sich mit dem Rohr zu drehen, ferner durch eine Drahtzufuhrvorrichtung, eine Einrichtung, die eine Relativdrehung zwischen dem Rohr (10) und der Drahtzufuhrvorrichtung bewirkt, um den Draht (14) rund um die äussere Oberfläche des Rohres und die Stäbe zu wickeln, eine Einrichtung, mit der eine Relativbewegung in Längsrichtung des Rohres (10) zwischen dem Rohr und den Stäben (12) sowie der Drahtzufuhrvorrichtung bewirkbar ist, um dadurch den Draht rund um das Rohr und die Stäbe in mit Abstand getrennten Windungen zu wickeln, eine erste Elektrode (16), die so angeordnet ist, dass sie den Draht (14)
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    berührt und ihn mit jedem Stab (12) verschweisst, sobald der Draht um die Stäbe gewickelt wird, und durch eine zweite Elektrode (18), die die Stäbe in geringem Abstand vor dem Draht (14) berührt, wenn letzterer rund um das Rohr und die Stangen gewickelt wird, um dadurch einen Schweißstromkreis zwischen den Elektroden (16,18) über den Draht (14) und den Stab (12) zu schliessen, an dem der Draht angeschweisst wird.
    Vorrichtung zur Herstellung eines aus Stäben aufgebauten Drahtsiebes auf einer perforierten Rohrbasis, gekennzeichnet durch eine Einrichtung, mit der ein perforiertes Rohr (10) rund um seine Längsachse drehbar lagerbar ist, die mehrere Stäbe (12) aufweist, welche sich auf der äusseren Oberfläche des Rohres (10) entlang erstrecken, um sich mit letzterem zu drehen, ferner durch eine Drahtzufuhrvorrichtung, einer Einrichtung, mit der eine Relativdrehung zwischen dem Rohr (10) und der Drahtzufuhrvorrichtung bewirkbar ist, um dadurch den Draht (14) rund um die Aussenseite des Rohres (10) und der Stäber (12) zu wickeln, eine Vorrichtung, mit der eine Relativbewegung in Längsrichtung des Rohres (10) zwischen dem Rohr und den Stäben sowie der Drahtzufuhrvorrichtung bewirkbar ist, um dadurch den Draht rund um das Rohr und die Stäbe in mit Abstand getrennten schraubenförmigen Windungen zu wickeln, eine erste Elektrode (16), die so angeordnet ist, dass sie den Draht (14) berührt und letzteren mit jedem Stab (12) verschweisst, wenn der Draht um die Stäbe gewickelt wird, eine zweite Elektrode (18), die mehrere Kontakte (20) aufweist, von denen jeder einen der Stäbe (12) berührt und durch eine Vorrichtung (18,24), die die zweite Elektrode (14) haltert,
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    so dass sie mit den Stäben in geringem Abstand vor dem Draht (14) in Berührung tritt, sobald der Draht rund um das Rohr und die Stäbe gewickelt wird, um dadurch zwischen der ersten und der zweiten Elektrode (16,18) einen elektrischen Stromkreis herzustellen, sobald der Draht (14) den Stab berührt, mit dem er verschweisst wird.
    5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Elektrode (18) mit Mitteln (22c,26,32) ausgestattet ist, die jeden Kontakt (20) iη bezug auf den Stab (12), den die Elektrode berührt, hin- und herbeweglich haltern, sowie mit einer elastischen Einrichtung (30), die jeden Kontakt gegen den Stab (12)drückt, den dieser berührt, um dadurch die Kontakte mit den Stäben (12) in federnder Berührung und die Stäbe (12)mit der äusseren Oberfläche des Rohres in Eingriff zu halten.
    6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Kontakt (20) eine Oberfläche (22c)aufweist, mit der er einen Stab (12) berührt, sowie eine Nut (26) in dieser Oberfläche, die sich parallel zur Längsachse des Rohres (10) erstreckt und dazu dient,den Stab aufzunehmen und ihn zu den anderen Stäben in einem bestimmten Abstand zu halten, wenn sich der Stab in bezug auf den Kontakt(20) in Richtung auf den Draht (14)bewegt.
    7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Elektrode (18) ferner mit einer Einrichtung (36) ausgerüstet ist,die sich radial in Richtung auf die Mittelachse zwischen gewählten Stabpaaren erstreckt, um mit der äusseren Oberfläche des Rohres (10) in Eingriff zu treten und dadurch die Kontakte (20) der zweiten Elektrode (18) von dem Rohr (10) in einem gleichen Abstand zu halten.
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DE19792929820 1979-02-12 1979-07-23 Verfahren und vorrichtung zur herstellung von bohrlochsiebrohren Withdrawn DE2929820A1 (de)

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