DE2722102A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von rotoren fuer feuchtigkeits- und/oder waermeaustauscher - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zur herstellung von rotoren fuer feuchtigkeits- und/oder waermeaustauscherInfo
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Description
Dipl. Ing. E. Graalfs
Dipl. Ing. W. Wehnert
AKTIEBOLAGET CARL MUNTERS Dipl. Phys. W. Carstens
Industri vagen 1 8^'üncl?0" 2
3 Mozartstr. 23
S-191 20 Sollentuna/Schweden
München, 16. Mai 1977 Anwaltsakte: M-4281
Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Rotoren for Feuchtigkeits- und/oder Wärmeaustauscher
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung
eines Rotors für einen Feuchtigkeits- und/oder Wärmeaustauscher
mit einer Feuchtigkeit und/oder Wärme austauschenden Hasse aus abwechselnd ebenen und gewellten Schichten,
wobei die Wellungen im wesentlichen axial verlaufen und
eine grosse Anzahl axialer, feiner Kanäle bilden, und bei dem der Rotor dadurch aufgebaut wird, dass die abwechselnd
ebenen und gewellten Schichten zusammengeführt und miteinander
verklebt und danach zu einem im wesentlichen zylindrischen Rotorgebilde aufgewickelt werden.
Bei der Herstellung von Rotoren in der angegebenen
Weise wird die Verklebung der Schichten durch Auftragen
eines Leims vorzugsweise auf die Wellenrücken der gewellten Schicht vor dem Zusammenführen der gewellten Schicht
mit der ebenen Schicht zwecks Verleimung der Schichten zu einer zusammenhängenden Bahn vorgenommen. Auch die Verklebung
der Wickelungen des Rotors miteinander erfolgt in der vorbeschriebenen Weise. Die hierfür verwendeten Leimsorten
haben eine verhält ηismässig lange Härtungs- oder
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trscarrungsζeit von normalerweise bis zu 24 Stunden Dauer.
Dies führt zu Schwierigkeiten bei der Fertigung des Rotors,
da eine unerwünschte Verschiebung zwischen den Schichten una Wickelungen leicht eintreten kann. Dies gilt insbesondere
dann, wenn die Schichten aus Aluminium und sehr dünn,
wie dünner als 100 u, sind, wobei die Verschiebung, die
durch Strecken der Schichten bedingt ist, zu Abweichungen
von der vorgesehenen geometrischen Form des fertigen Rotorgebildes,
insbesondere bei dessen Kanälen, führen kann. Während der Härtungs- oder Erstarrungszeit des Leims ist
auch Transport und Lagerung des Rotors erschwert, wenn
nicht sogar unmöglich.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur Beseitigung der genannten Schwierigkeiten und
Ungelegenheiten. Hierbei ist das Verfahren im wesentlichen
dadurch gekennzeichnet, dass die Verklebung der Schichten
miteinander einesteils in an sich bekannter Weise durch
Leimung mit einem ersten Leim vorgenommen wird, der nach
einer gewissen Zeit härtet oder erstarrt und dem fertigen Rotor die notwendige hohe Festigkeit gibt, und andernteils
durch Leimung mit einem zweiten Leim einer Sorte, die unmittelbar
beim Auftragen auf die Schichten erstarrt und
diese während der Härtungszeit des erstgenannten Leims unverrückbar
miteinander verbindet. Vorteilhaft werden beide
Leime auf die Wellenkämme der gewellten Schicht in über die Schichtbreite getrennten Leim strängen aufgetragen.
Hierbei kann zweckmässig der zweite, schnell erstarrende
Leim in einem Mittelstrang und der erste, langsam härtende
Leim in zwei beidseitig des Mittelstrangs gelegenen
Strängen aufgetragen werden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform
des Verfahrens nach der Erfindung wird als zweiter, schnell erstarrender Leim eine Warmschmelζ 1 eimsorte,
die bei Berührung mit den kalten Schichten sofort erstarrt, verwendet und zwecks Förderung der Erstarrung
des Leims wenigstens eine Schicht gekühlt.
Eine zur Verwirklichung des Erfindungsgedankens
entwickelte Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsge-
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massen Verfahrens zur Fertigung eines Rotors für einen
Feuchtigkeits- und/oder Wärmeaustauscher mit einer Feuchtigkeit
und/oder Wärme austauschenden Masse aus abwechselnd
ebenen und gewellten Schichten mit im wesentlichen axial gestellten Wellungen unter Bildung einer Vielzahl axialer,
feiner Kanäle, wobei die Vorrichtung in an sich bekannter
Weise Glieder zur Führung der Schichten in verschiedenen
Bahnen und Wellung einer Schicht und Zusamnienführung der
gewellten und der ebenen Schichten sowie Beieimungsglieder
zu vorhergehender Auftragung von Leim auf wenigstens die der beim Zusammenführen der Schichten der anderen Schicht
zugekehrte Seite der einen Schicht enthält, ist im wesentlichen
dadurch gekennzeichnet, dass die BeIe i mungsgli eder
wenigstens zwei Beleimungsrollen umfassen, die über die
Breite der Schicht voneinander getrennt angeordnet sind
und die mit einem Teil ihres Umkreises an der Oberfläche
dieser Schicht anliegen und mit einem anderen Teil des Umkreises in je ein zugehöriges Leimbad zur Ueberführung von
Leim von dem Bad auf die Schicht eintauchen. Zweckmässig
umfassen die Beleimungsglider eine an der Mitte der Schicht
anliegende Rolle sowie zwei beidseitig dieser Rolle angeordnete
Rollen, wobei alle Rollen gesonderte, die Leimbäder enthaltende Leimtröge haben. Vorteilhaft kann eine Kühleinrichtung
zum Kühlen der einen Schicht hinter den von den Schichten passierten Bei eimungsgliedern und Zusammenführgliedern
vorgesehen sein. Bei einer bevorzugten Ausführungsform
der erfindungsgemassen Vorrichtung sind die
Beleimungsrollen so eingerichtet und angeordnet, dass die
Leim auf die gewellte Schicht aufbringen, während diese
sich noch auf einer Wellrolle befindet und dass sie über
einen Teil des Umkreises der Wellrolle verteilt sind und
dadurch diese gewellte Schicht gegen die Wellrolle angedrückt halten.
Die Erfindung soll nachstehend unter Bezugnahme auf
die mitfolgende, eine bevorzugte Ausführung einer Vorrichtung
zur Durchführung des Verfahrens darstellende
Zeichnung näher beschrieben werden. Hierbei zeigen:
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Fig. 1 eine schematische Seitenansicht der Vorrichtung
und
Fig. 2 eine Teilsicht in der durch die Linie II-II
in der Fig. 1 angedeuteten Richtung.
Bei der in der Fig. 1 gezeigten Ausführungsform werden
zwei dünne Bahnen oder Schichten 10 und 12 von Vorratsrollen 11 bzw. 13 abgewickelt. Die dünnen Bahnen 10, 12,
aus denen der Rotor gefertigt werden soll, können bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel aus Metall, wie Aluminium,
sein, oder aus Kunststoff oder einem ähnlichen Werkstoff, mit dem dieselben Schwierigkeiten vorhanden oder zu erwarten
sind. Wenn der Rotor zur Uebertragung von Feuchtigkeit dienen soll, können die Schichten mit einem hygroskopischen
Stoff, wie Lithiumchlorid, oder mit einem Sorptionsmittel
getränkt oder anderweitig versehen werden. Eine der Schichten, im dargestellten Beispiel die dünne
Bahn oder Schicht 12, wird gefaltet oder gewellt, um später zusammen mit der ebenen Bahn oder Schicht 10 die axialen
Kanäle des fertigen Rotors zu bilden. Diese werden zwischen der gewellten und der ebenen dünnen Bahn ausgeformt,
und der Abstand zwischen den Wickelungen der ebenen Bahn in dem fertigen Rotor ist in der Regel kleiner als
3 mm, wie beispielsweise 1-2 mm, was somit das Hass für
die Höhe der Wellungen oder Faltungen der gewellten Bahn darstelIt.
Die von der Rolle 13 abgewickelte dünne Schicht 12 wird über eine Umlenkwalze 14a einer mit achsparallelen
Rillen ausgeformten Walte 14 zugeführt, die mit einer mit gleichartigen Rillen ausgeformten Walze 15 zugeführt. Die
Walzen 14 und 15 sind so zueinander angeordnet, dass die
Kämme der einen Walze 14 in die Rillen der anderen Walze 15 passen und umgekehrt, wobei die dünne Bahn oder Schicht
12 zwischen den Walzen hindurchläuft. Hierbei wird die
Sc riicht 12 in der Klemmzone zwischen den beiden Walzen 14,
15 gefaltet oder gewellt. Nach dieser Faltung oder Wellung folgt die Schicht mit dem Umfang der Walze 15 zu deren
Oberteil, wo sie auf die ebene dünne Schicht 10 trifft,
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die von der Vorratsrolle 11 über eine Umlenkwalze 16 und eine Presswalze 17 zugeführt wird, wobei der Unterteil
dieser Presswalze mit der Walze 15 über die zwischenliegenden
Schichten oder Bahnen 10, 12 in Berührung kommt.
Hierbei sollen die dünnen Schichten 10 und 12 bei
der Zusammenführung zu einer zusammenhängenden Bahn 18 verbunden
werden. Dies erfolgt durch Verleimung mittels Leim, der auf die WeI1enkämme auf der Seite der gewellten Bahn
aufgebracht wird, die auf die ebene Bahn 10 in der Klemmzone zwischen den Walzen 15 und 17 trifft.
Wenn die Schichten nach der Zusammenführung einer
Zugbelastung in der Herstellungsvorrichtung ausgesetzt werden, insbesondere wenn der Rotor lotrecht, d.h. stehend
durch Aufwickeln der zusammengesetzten Bahn 18 um eine Mittelnabe ausgesetzt wird, werden die Schichten gestreckt,
was vor allem bei sehr dünnen Schichten, wie einleitungsweise erwähnt, dazu führen kann, dass die Wellenhöhe verringert
wird und/oder die Wellen eine fehlerhafte Form erhalten. Um diese Gefahr auszuräumen, wird gemäss der Erfindung
einesteils ein unmittelbar heftender Leim, der sozusagen
sofort anbeisst und die Schichten unmittelbar aneinander bindet, aufgetragen, und andernteils ein langsam
bindender Leim, der erst allmählich erstarrt, dafür aber dem Rotor die für die Benutzung notwendige hohe Festigkeit
gibt, wozu keine der bekannten schnei 1 heftenden Leimsorten imstande ist. Dieser Leim gibt jedoch die für die Fertigung
des Rotorgebildes, seinen Transport von seiner Fertigungsstätte und seine Lagerung an der Benutzungsstätte erforderliche
Formfestigkeit. Der schnell heftende Leim kann dabei einer der Warmschmelzsorte (*hotmelt adhesive") sein, d.h.
ein Leim, der in warmem Zustand geschmolzen oder flüssig ist, jedoch bei Berührung mit einer kalten Oberfläche, wie
den den Rotor bildanden Aluminium- oder Kunststoffschichten
sofort erstarrt. Der zweite Leim, der dem fertigen Rotor die notwendige hohe Festigkeit gibt, kann beispielsweise
ein auf Wasser basierter Duroplastleim sein, der in der
Regel eine Härtungszeit der Grossenordnung von 24 Stunden
hat.
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Der Warmschmelzleim wird mittels einer Rolle 19 aufgetragen,
deren Unterteil in einen Leimtrog 20 unter die Oberfläche des in diesem befindlichen Leims eintaucht. In
dem Trog 20 ist für Warmhalten des Leims eine Heizschlange 21 mit Anschluss 22 an ein stromführendes Netz vorgesehen.
Der Umfang der Rolle 19 liegt mit einem oberen Teil an einem Teil des Umfangs der gerillten Walze 15 an, der von
der gewellten dünnen Schicht oder Bahn 12 umfasst wird, so
dass der Warmschmelζ 1eim auf die Schicht auf der Seite aufgetragen
wird, die später auf die ebene dünne Schicht oder Bahn 10 trifft (siehe auch Fig. 2). Gemäss der Erfindung
wird dieser Leim nur auf einen Teil der Bahnbreite
der gewellten Schicht 12 aufgetragen, und zwar bei dem gezeigten Beispiel auf den Mittelteil, während beidseitig
des Warmschmelζ 1 eimstrangs an den Kanten der Schicht 12
je ein Strang des Durop1ast1eims mittels zweier Rollen 23
bzw. 24 aufgetragen wird. Diese Rollen tauchen mit ihrem
Unterteil in je einen Le im trog 25 bzw. 26, während sie mit
einem Oberteil ihres Umfangs an einer Stelle der Walze 15 anliegen, über die die gewellte dünne Schicht läuft.
In der soeben beschriebenen Weise erhalten die ebene
dünne Schicht 10 und die gewellte dünne Schicht 12 sogleich bei ihrer Berührung miteinander eine zueinander feste Lage,
indem der Warmschmelζ 1eim bei Berührung mit den kalten
Schichten augenblicklich kalt wird und erstarrt. Diese
lassen sich dann bei der weiteren Behandlung der zusammengesetzten Bahn 18 nie h t zueinander verrücken. Der Duroplastleim
gibt nach seiner Härtung dem fertigen Rotor die erforderliche hohe Festigkeit, wie bereits erläutert wurde.
Durch die Beleimung in der beschriebenen Weise mittels
eines Paares von Leimrollen 23, 24 und einer Leimrolle 19,
die auf verschiedener Höhe liegen, erhält man drei auf die
gewellte Schicht 12 wirkende Druckpunkte, was für die
Fertigung sehr vorteilhaft ist. Die gewellte dünne Schicht, die um einen Teil des Umfangs der Walze 15 mitumläuft, hat
nämlich eine Neigung, sich von der Walze abzuheben. Dies
wird normalerweise durch hinter diesem Teil des Walzenumfangs
vorgesehene Leitschienen oder Finger verhindert, in-
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Av
dem diese die gefaltete oder gewellte Bahn in den Rillen der Walze zurückhalten. Wegen der Leimauftragung verursachen
diese Finger oder Schienen Schwierigkeiten, weil
Leim an ihnen hängen bleibt und Klumpen bildet. Durch die
beschriebene Einrichtung mit den Rollen 19, 23, 24 werden die Finger oder Leitschienen entbehrlich. Es hat sich nämlich
herausgestellt, dass die drei Rollen ausreichen, um
die gewellte Schicht oder Bahn auf der Walze 15 zurückzuhalten. Um das Erstarren des Warmschmelζ 1 ei ms sicherzustellen,
kann hinter den Walzen 15, 17 eine Kühlung vorgesehen sein, wie mit Hilfe der r.iit gestrichelten Linien angedeuteten
Kühlvorrichtung 27 durch Anblasen der ebenen
dünnen Schicht oder Bahn 10 mit Kaltluft o.dgl. erfolgen soll. Diese Vorrichtung kann meistens weggelassen werden,
da es sich erwiesen hat, dass der Warmschmelζ 1eim im allgemeinen
allein durch das Auftreffen auf die kalten Dünnschichtbahnen eine ausreichende Abkühlung erfährt, um fast
augenblicklich zu erstarren.
Die zusammengesetzte und durch den Schnelleim verklebte
Bahn 18 wird über eine Umlenkwalze 28 zu einer Walze 29 geleitet, an deren Unterseite eine in einen Trog
31 eintauchende Beieimungsrol1e 30 einen Leim auf die der
ebenen Schicht abgekehrte, gewellte Seite der Bahn 18 aufträgt. Da die zusammengefühte Bahn 18 eine ganz andere
Widerstandskraft gegen Verformung hat als die einzelnen
dünnen Schichten 10, 12 und dadurch die Form der Kanäle fixiert ist, kann sich die oben genannte Streckung beim
Aufwickeln der Bahn zu dem zylindrischen Rotorgebilde
nicht länger ebenso schädlich auswirken oder die Wellungen durch Veränderungen ihrer geometrischen Form beeinträchtigen,
weswegen die Verleimung des Rotors, bei der die gewellten und die ebenen freien Oberflächen der zusammengesetzten
Bahn 18 aufeinander treffen, allein mit härtbarem oder Duroplastlei ni derselben Art durchgeführt werden, wie
er von den Rollen 23, 24 aufgetragen wird, d.h. dem Leim, der dem fertigen Rotor seine hohe Festigkeit gibt. Falls
es sich als wünschenswert oder notwendig herausstellen
sollte, kann im Rahmen des Erfindungsgedankens die Ver-
709848/101 1
leimung selbstverständlich in ähnlicher Weise wie mit den
Rollen 19, 23, 24 vorgenommen werden. Das Aufwickeln zum Rotorgebilde wird mit Hilfe an sich bekannter Technik vorgenommen und ist deshalb im vorliegenden Zusammenhang
nicht näher gezeigt oder beschrieben.
Es leuchtet ein, dass die gezeigte und beschriebene Ausführungsform nur ein Beispiel für die Verwirklichung
des Erfindungsgedankens ist und daher, falls gewünscht,
eine andere Ausgestaltung erhalten kann. So können beispielsweise die in der Vorrichtung enthaltenen Elemente
für die Leimauftragung, die Führung der dünnen Schichten
und der zusammengesetzten Bahn, die Bestimmung der Lage der Leimstränge zueinander u.s.w. eine andere Ausgestaltung
erhalten, ohne damit von der Zweckrichtung der Erfindung
abzuwei chen.
Patentansprüche 7098A8/1011
Leerseite
Claims (8)
- 2722192Patentansprüche/1 .)Verfahren zur Herstellung eines Rotors für F e u c h tVj4}>4 i ts - und/oder Wärmeaus tauscher mit einer Feuchtigkeit und/oder Wärme austauschenden Masse aus abwechselnd ebenen und gewellten Schichten, wobei die Wellungen axial verlaufen und eine grosse Anzahl axialer, feiner Kanäle bilden, und bei dem der Rotor dadurch aufgebaut wird, dass die abwechselnd ebenen und gewellten Schichten zusammengeführt und miteinander verklebt und danach zu einem im wesentlichen zylindrischen Rotorgebilde aufgewickein werden, dadurch gekennz e i c h η e t, dass die Verklebung der Schichten miteinander einesteils in an sich bekannter Weise durch Leimung mit einem ersten Leim vorgenommen wird, der nach einer gewissen Zeit härtet oder erstarrt und dem fertigen Rotor die für seine Benutzung notwendige hohe Festigkeit gibt, und andernteils durch Leimung mit einem zweiten Leim einer Sorte, die unmittelbar beim Auftragen auf die Schichten erstarrt und diese während der Härtungszeit des erstgenannten Leins unverrückbar miteinander verbindet.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t, dass die beiden Leime auf die Wellenkämme der gewellten Schicht in über die Schichtbreite getrennten Leimsträngen aufgetragen werden.
- 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t, dass der zweite, schnell erstarrende Lein in einem Mittelstrang und der erste, langsam härtende Leim in zwei beidseitig des Mittelstrangs gelegenen Strängen aufgetragen werden.
- 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, d a durch gekennzeichnet, dass als zweiter, schnell erstarrender Leim eine Warmschmelζ 1 einsorte , die bei Berührung mit den kalten Schichten sofort erstarrt, verwendet wird und dass zwecks Förderung der Erstarrung des Leims wenigstens eine Schicht gekühlt ist.709848/ 1011ORIGINAL INSPECTED
- 5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-4 zur Herstellung eines Rotors für einen Feuchtigkeits- und/oder Wärmeaustauscher mit einer Feuchtigkeit und/oder Wärme austauschenden Masse aus abwechselnd ebenen und gewellten Schichten mif im wesentlichen axial gestellten Wellungen unter Bildung einer Vielzahl axialer, feiner Kanäle, wobei die Vorrichtung in an sich bekannter Weise Glieder zur Führung der Schichten in verschiedenen Bahnen und Wellung einer Schicht und Zusammenführung der gewellten und der ebenen Schichten sowie Beieimungsglieder zu vorhergehender Auftragung von Leim auf wenigstens die der beim Zusammenführen der Schichten der anderen Schicht zugekehrte Seite der einen Schicht enthält, dadurch gekennzeichnet, dass die Be- 1 eimungsg1ieder wenigstens zwei Beieimungsrollen (19 und 23 oder 24) umfassen, die über die Breite der gewellten Schicht (12) voneinander getrennt angeordnet sind und die mit einem Teil ihres Umkreises an der Oberfläche dieser Schicht anliegen und mit einem anderen Teil des Umkreises in je ein zugeordnetes Leimbad (20 bzw. 25) zur Ueberführung von Leim von dem Bad auf die Schicht eintauchen.
- 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, d a d u r c h g e -kennzeichnet, dass die Bei einiungsgl i eder eine an die Mitte der Schicht (12) anliegende Rolle (19) sowie zwei beidseitig dieser Rolle angeordnete Rollen (23, 24) umfassen, wobei alle Rollen gesonderte, die Leimbäder enthaltende Leimtröge (20, 25, 26) haben.
- 7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, gekennzeichne t durch eine Kühleinrichtung (27) zum Kühlen der einen Schicht hinter den von den Schichten passierten Beieimungsgliedern (19, 23, 24) und Zusammen führgli edern (15, 17).
- 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5-7, dadurch gekennzeichnet, dass die Be- 1eimungsrol1 en (19, 23, 24) so eingerichtet und angeordnet sind, dass sie Leim auf die gewellte Schicht (12) auf-709848/101 1bringen, während diese sich noch auf einer Wellrolle (15) befindet und dass sie über einen Teil des Umkreises der Wellrolle verteilt sind, um diese gewellte Schicht (12) gegen die Wellro.lle (15) angedrückt zu halten.709848/10 11
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