EP1506822A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer geordneten Packung - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer geordneten Packung Download PDF

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Publication number
EP1506822A1
EP1506822A1 EP03022543A EP03022543A EP1506822A1 EP 1506822 A1 EP1506822 A1 EP 1506822A1 EP 03022543 A EP03022543 A EP 03022543A EP 03022543 A EP03022543 A EP 03022543A EP 1506822 A1 EP1506822 A1 EP 1506822A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
film
edge region
edge
corrugation
sheet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP03022543A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Peter Bender
Harald Dr. Ranke
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.)
Linde GmbH
Original Assignee
Linde GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Linde GmbH filed Critical Linde GmbH
Publication of EP1506822A1 publication Critical patent/EP1506822A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D19/00—Flanging or other edge treatment, e.g. of tubes

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a profiled film, wherein the Film is provided with a corrugation, which runs obliquely to the edges of the film and has a substantially constant inclination angle, and wherein at least an edge region of the corrugated foil is formed. Further refers the invention relates to a method for producing an ordered packing, wherein at least one edge region of a foil provided with a corrugation is formed and a plurality of thus formed foils are arranged in parallel with each other. In addition, the invention relates to a corresponding device for producing a profiled foil with a first forming unit to the film with a corrugation to provided, and with a second forming unit for forming at least one Edge area of the film.
  • EP 1 044 787 B1 describes a process for producing such a package described with vertical course of the channels on the pack edge.
  • a planner Film strip is conveyed to a forming unit and pleated, with edges arise, which has a constant angle of inclination to the edges of the film strip have.
  • a further shaping unit are in peripheral zones of the Film strip by means of a pair of rollers, the edges by plastic deformation eliminated and simultaneously replaced by curved edges, the angle of inclination of the Center zone continuously increase to the edges of the film strip.
  • the packing sheet at one time across its entire width In a forming step, only a few channels can be transformed Packing be embossed. Otherwise, excessive deformations of the Packing sheet occur. There are therefore a large number of forming steps necessary to provide the entire plate with the channel structure.
  • Object of the present invention is therefore to show a method which it allowed, corrugated packing sheets with a modified edge region and such Packing sheets having packings produce almost as fast as usual packing sheets or usual packages without modifications. Furthermore, a device suitable for this purpose should be made available.
  • At least one Edge region of a corrugated foil by means of a stamp-shaped Forming tool formed, which alternately with the edge area in Contact and removed from the edge region, and a variety of such Formed films are arranged parallel to each other.
  • edge region of the film according to the invention may be favorable to first of all the edge region of the film according to the invention reshape and then adjust the film according to the size of the desired To divide packing element into individual sections. It has also been called proved advantageous, only the desired portions of the corrugated foil cut to length and then reshape the edge region according to the invention. For example, the deformation of the edge region immediately before stacking the cuts are made.
  • the separation of the section is preferably carried out simultaneously with the deformation of the Border area of another piece of film. While the stamp-shaped Forming tool acts on a specific edge region of the film is at the same time another part of the film cut off. Because of that Forming of the border area simultaneously with the necessary cutting anyway a portion of the film happens, that is for the production of the invention time not needed or only slightly larger than that for the production of a film time required without reshaped edge area.
  • An inventively suitable device for producing a profiled film has a first forming unit to provide the film with a corrugation, as well a second forming unit for forming at least one edge region of the film.
  • the second forming unit is a stamp-shaped forming tool formed, which alternately brought into contact with the edge region and of the edge area is removed.
  • border area becomes a strip-shaped, parallel to an edge of the film extending part of the film understood.
  • the size of the border area can vary, however, this preferably takes at most 10%, preferably at most 5% of the film one.
  • the area of the film between the two border areas or, if only one Edge area to be reshaped, the area between this edge area and the opposite edge of the film is referred to as the main area.
  • top and bottom refer to the following Flow direction of the liquid through the pack after their Proper installation in, for example, a mass transfer column.
  • upper edge region thus extends along the packing sheet edge over which the Liquid enters the flow channels formed by the sheets, and the lower Edge area accordingly along the edge of the sheet over which the liquid Leaves flow channels again.
  • the invention is particularly suitable for producing structured films of metal. For this reason, in the following the terms "foil” and “packing sheet” partly used synonymously. This formulation is not intended to limit the Invention on the structuring of metal foils represent.
  • the invention Method is also suitable to films made of other materials, for example Plastic, reshape.
  • a profiled film in particular a packing sheet for a ordered packing, provided with a corrugation, oblique to the edges of the film runs and a substantially constant angle of inclination to the edges has.
  • the corrugation continues into the edge regions of the film. It But it is also possible to provide only the main area of the film with the corrugation and not to structure the edge regions in this process step.
  • At least one edge region of the corrugated foil is by means of a formed stamp-shaped forming tool.
  • the forming tool is as a kind Executed stamp and gives the desired modification of the edge region of the film again.
  • the forming tool is pressed onto the foil, whereby the structure of the Film in the edge region is changed by the mechanical force. Subsequently, the forming tool is lifted off the film again and the Forming tool and the film are moved in the film plane relative to each other, so that another part of the film can be modified with the help of the forming tool can.
  • corrugated foils with modified edge region are arranged to produce an ordered package in parallel and usually linked together.
  • the individual foils or packing sheets then have a main area with formed by the applied corrugation Flow channels and one or two edge areas in which the structure of the Film that deviates from the main area.
  • the corrugation in the main area which is a substantially has constant angle of inclination, by means of a punch-shaped forming tool produced.
  • a stamp-shaped forming tool can do this also, analogously to the method mentioned in EP 1 044 787 B1, an or Several profiled rollers are used, over which as starting material used film are rolled while the profile located on the rollers on transfer the main area of the film.
  • the edge region is reshaped so that in the edge region of the Inclination angle of the corrugation to the edge of the edge bounding film edge greater than the constant angle of inclination of the corrugation before forming.
  • the angle of inclination of the corrugation in the edge region is more than 80 °, more preferably about 90 °.
  • the film before forming the edge region with a perforation and / or a fine profile provided to the efficiency of the film to increase the size of the pack produced.
  • the film or the packing sheet is structured in two steps. First, the entire width of the film or at least the main area the film applied a corrugation with obliquely extending to the edge of the film channels. In a second step, at least one of the two edge regions, the upper one and / or the lower edge region, by means of a stamp-shaped forming tool modified.
  • the invention uses the possibility of using a stamp-shaped Forming tool to reshape a larger portion of the film at once can.
  • Theoretically, with a single stamping process can take any length Edge areas are reshaped.
  • stamps are preferred used to reshape the edge area over a length between 0.5 m and 1.5 m can.
  • the invention thus enables a defined Structuring of the film, in particular a defined transformation of at least one Edge of the film, with high cycle speed.
  • the film passes through a first forming unit, in which the film with the Curl, and immediately thereafter become the or Edge areas transformed according to the invention.
  • the production speed is in the Comparison to the production of a pack without modified edge area not or only slightly reduced.
  • FIG. 1 shows a system for producing packing sheets.
  • to Producing an ordered packing will be a variety of such packing sheets arranged according to their structuring parallel to each other.
  • the starting material used is a perforated aluminum sheet 1.
  • the Aluminum sheet 1 is unrolled from a roll and a first forming unit. 2 fed.
  • the aluminum sheet with an example triangular or sinusoidal corrugation.
  • the corrugation of the sheet 1 can either by a punch-shaped forming tool or by means of a Rolling done.
  • the sheet 1 is gradually fed to the forming unit 2, then, by means of the punch-shaped forming tool, the sheet is corrugated imprinted and then the sheet is transported a piece, so that the just waved section leaves the forming unit and a still unconverted Section enters the forming unit.
  • the sheet metal 3 leaving the forming unit 2 has a substantially lower one constant angle of, for example, 45 ° or 60 ° obliquely to the edge of the sheet 4 running channels on.
  • the corrugation extends over the entire width of the Sheet 3, that is from the sheet edge 4 to the opposite sheet edge. 5
  • the aluminum sheet 1 is deformed in two steps.
  • the first Forming unit 2 is therefore a forming tool 6 downstream to the structure of the already corrugated sheet 3 to modify.
  • the corrugated sheet 3 is this in a narrow edge region along the sheet edge 4, which is about 1 to 5% of Total width of the sheet 1, 3 makes up, processed with the forming tool 6.
  • the forming tool 6 is formed as a kind of stamp on the sheet. 3 is pressed and modified the already existing structure of the sheet 3.
  • the edge region along the edge 4 is modified so that the angle of inclination of the channels of z. B. about 45 ° or 60 ° gradually, that is with a technically feasible radius, at an angle of about 90 ° to Sheet edge 4 passes.
  • a structured sheet 7 After leaving the forming unit 6 is a structured sheet 7, which over most of its width a corrugation with a constant angle of inclination from 45 ° or 60 ° to the sheet edge 4 has, in an edge strip along the edge 4 but modified so that the angle of inclination of the channels gradually into the Vertical passes.
  • the Forming unit 6 downstream of another forming unit or connected in parallel be to reshape the adjacent to the film edge 5 edge region.
  • FIG. 2 shows an alternative method of making an ordered package.
  • the Output sheet 1 is in turn by means of a forming unit 2 with an oblique Provided corrugation. According to the desired package size then from the corrugated sheet 3 with a cutting tool 8 sections 9th separated.
  • every second section 9b is turned so that the Undulations of successive sections 9a, 9b run opposite.
  • One Stamp formed forming tool 6 forms the lower edge region. 4 each section 9, 9a, 9b so that the corrugations in the edge region in Aligned substantially perpendicular to the lower edge 4 of the section 9, 9a, 9b.
  • the sheets 9, 9a, 9b formed according to the invention become alternating stacked on each other, so that the corrugations of adjacent sheets 9a, 9b cross.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Gasket Seals (AREA)
  • Shaping Of Tube Ends By Bending Or Straightening (AREA)
  • Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Containers And Plastic Fillers For Packaging (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung einer profilierten Folie, wobei die Folie mit einer Wellung versehen wird, die schräg zu den Rändern der Folie verläuft und einen im Wesentlichen konstanten Neigungswinkel besitzt. Zumindest ein Randbereich der Folie wird mittels eines stempelförmigen Umformwerkzeuges (6) umgeformt, welches abwechselnd mit dem Randbereich in Kontakt gebracht und von dem Randbereich entfernt wird. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer profilierten Folie, wobei die Folie mit einer Wellung versehen wird, die schräg zu den Rändern der Folie verläuft und einen im Wesentlichen konstanten Neigungswinkel besitzt, und wobei zumindest ein Randbereich der mit der Wellung versehenen Folie umgeformt wird. Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung einer geordneten Packung, wobei zumindest ein Randbereich einer mit einer Wellung versehenen Folie umgeformt wird und eine Vielzahl derart umgeformter Folien parallel zueinander angeordnet werden. Außerdem betrifft die Erfindung eine entsprechende Vorrichtung zur Herstellung einer profilierten Folie mit einer ersten Umformeinheit, um die Folie mit einer Wellung zu versehen, und mit einer zweiten Umformeinheit zum Umformen mindestens eines Randbereichs der Folie.
In Trennkolonnen werden zum Stoff- und/oder Wärmeaustausch zweier Fluide häufig geordnete Packungen eingesetzt. Solche Packungen weisen mehrere senkrecht angeordnete Packungsbleche auf, die zumindest teilweise eine schräg von oben nach unten verlaufende Wellung besitzen. Unter Wellung wird im Folgenden jegliche dem Packungsblech aufgeprägte Struktur verstanden, die für eine Flüssigkeit, die auf die Packung aufgegeben wird, Strömungskanäle bildet. Derartige Strömungskanäle können durch Falten, Knicken, Biegen oder sonstige Strukturierung der Bleche erzeugt werden. Die einzelnen Packungsbleche werden innerhalb der Packung so nebeneinander angeordnet, dass sich die schräg verlaufenden Strömungskanäle benachbarter Packungsbleche kreuzen.
Es ist bekannt, dass sich der Durchsatz von solchen geordneten Packungen durch eine Verbesserung der Flüssigkeitsdrainage im Bereich der Packungsblechunterkanten deutlich erhöhen lässt.
Werden mehrere Packungen übereinander angeordnet, so werden diese, um die Flüssigkeit gleichmäßiger in der Kolonne zu verteilen, in der Regel so orientiert, dass deren Strömungskanäle jeweils um 90° gegeneinander gedreht sind. Dies hat jedoch den Nachteil, dass der Strömungswiderstand für das durch die Packung strömende Gas an der Stoßstelle zweier übereinander angeordneter Packungen besonders hoch wird, da das aus der unteren Packung nach oben strömende Gas seine Richtung in die neue Faltrichtung ändern muss, um in die Strömungskanäle der oberen Packung zu gelangen.
Gleichzeitig ist der hydraulische Querschnitt an der Stoßstelle deutlich reduziert. Durch die Wechselwirkung mit der nach unten ablaufenden Flüssigkeit staut sich an der Unterkante der oberen Packung Flüssigkeit auf, die den hydraulischen Querschnitt verengt.
Es sind verschiedene Methoden bekannt, um diese Probleme zu verringern und die Kapazität einer geordneten Packung zu erhöhen. So wird in der EP 0 707 885 A1 vorgeschlagen, den unteren oder oberen Randbereich der Packungsbleche mit senkrechten Kanälen zu versehen. An der Stoßstelle zweier übereinander angeordneter Packungen muss dann das nach oben strömende Gas seine Strömungsrichtung weniger oder überhaupt nicht ändern, so dass der Strömungswiderstand deutlich reduziert wird.
In der EP 1 044 787 B1 wird ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Packung mit senkrechtem Verlauf der Kanäle am Packungsrand beschrieben. Ein planer Folienstreifen wird zu einer Formgebungseinheit gefördert und plissiert, wobei Kanten entstehen, die einen konstanten Neigungswinkel zu den Rändern des Folienstreifens besitzen. In einer weiteren Formgebungseinheit werden in Randzonen des Folienstreifens mittels eines Walzenpaares die Kanten durch plastische Verformung beseitigt und simultan durch gekrümmte Kanten ersetzt, deren Neigungswinkel von der Mittelzone zu den Rändern des Folienstreifens kontinuierlich zunehmen.
Mit dem vorgeschlagenen Verfahren können jedoch in einem Umformungsschritt nur zwei unmittelbar benachbarte Kanten umgeformt werden. Sobald eine bei der Umformung gebildete Kante eine benachbarte Kante des ursprünglichen Folienstreifens kreuzt, ist ein weiterer Umformschritt notwendig. Durch die mehrfache Umformung des Randbereichs ist es schwierig, die ursprüngliche Taktgeschwindigkeit der Fertigungsstraße zu halten.
Aus der US 2002/0112811 A1 ist ebenfalls ein Verfahren zur Herstellung von Packungsblechen bekannt, die eine Kanalstruktur aufweisen, bei der die Kanäle im oberen und unteren Randbereich des Packungsblechs senkrecht und dazwischen schräg zu den oberen und unteren Packungsrändem verlaufen. Bei diesem Verfahren wird ein ebenes Packungsblech schrittweise durch zwei sich relativ zueinander oszillierend bewegende Stempel, die jeweils die gewünschte Modifikation des Packungsbleches wiedergeben, umgeformt.
Da bei diesem Verfahren das Packungsblech auf ein Mal über seine ganze Breite umgeformt wird, können in einem Umformungsschritt nur wenige Kanäle dem Packungsblech eingeprägt werden. Ansonsten würden zu starke Verformungen des Packungsblechs auftreten. Es sind daher eine große Anzahl von Umformungsschritten notwendig, um das gesamte Blech mit der Kanalstruktur zu versehen.
Aufgabe vorliegender Erfindung ist es deshalb, ein Verfahren aufzuzeigen, welches es erlaubt, gewellte Packungsbleche mit einem modifizierten Randbereich sowie solche Packungsbleche aufweisende Packungen annähernd gleich schnell herzustellen wie übliche Packungsbleche beziehungsweise übliche Packungen ohne Modifikationen. Ferner soll eine hierfür geeignete Vorrichtung zur Verfügung gestellt werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, wobei der Randbereich mittels eines stempelförmigen Umformwerkzeuges umgeformt wird, welches abwechselnd mit dem Randbereich in Kontakt gebracht und von dem Randbereich entfernt wird.
Zur Herstellung einer geordneten Packung wird erfindungsgemäß zumindest ein Randbereich einer mit einer Wellung versehenen Folie mittels eines stempelförmigen Umformwerkzeuges umgeformt, welches abwechselnd mit dem Randbereich in Kontakt gebracht und von dem Randbereich entfernt wird, und eine Vielzahl derart umgeformter Folien werden parallel zueinander angeordnet.
Hierbei kann es günstig sein, zunächst den Randbereich der Folie erfindungsgemäß umzuformen und anschließend die Folie entsprechend der Größe des gewünschten Packungselementes in einzelne Teilstücke zu teilen. Es hat sich aber auch als vorteilhaft erwiesen, erst die gewünschten Teilstücke von der gewellten Folie abzulängen und anschließend den Randbereich erfindungsgemäß umzuformen. Beispielsweise kann die Umformung des Randbereichs unmittelbar vor dem Stapeln der Teilstücke erfolgen.
Das Abtrennen des Teilstücks erfolgt vorzugsweise gleichzeitig mit der Umformung des Randbereichs eines anderen Folienstücks. Während das stempelförmige Umformwerkzeug auf einen bestimmten Randbereich der Folie einwirkt, wird gleichzeitig ein anderes Teilstück von der Folie abgeschnitten. Dadurch dass die Umformung des Randbereichs gleichzeitig mit dem ohnehin notwendigen Abschneiden eines Teilstücks der Folie geschieht, ist die für die erfindungsgemäße Herstellung benötigte Zeit nicht oder nur unwesentlich größer als die für die Herstellung einer Folie ohne umgeformten Randbereich benötigte Zeit.
Eine erfindungsgemäß geeignete Vorrichtung zur Herstellung einer profilierten Folie besitzt eine erste Umformeinheit, um die Folie mit einer Wellung zu versehen, sowie eine zweite Umformeinheit zum Umformen mindestens eines Randbereichs der Folie. Erfindungsgemäß ist die zweite Umformeinheit als stempelförmiges Umformwerkzeug ausgebildet, welches abwechselnd mit dem Randbereich in Kontakt gebracht und von dem Randbereich entfernt wird.
Unter Randbereich wird ein streifenförmiger, parallel zu einer Kante der Folie verlaufender Teil der Folie verstanden. Die Größe des Randbereichs kann variieren, vorzugsweise nimmt dieser jedoch höchstens 10%, bevorzugt höchstens 5 % der Folie ein. Der Bereich der Folie zwischen den beiden Randbereichen oder, wenn nur ein Randbereich umgeformt werden soll, der Bereich zwischen diesem Randbereich und dem gegenüber liegenden Rand der Folie wird als Hauptbereich bezeichnet.
Die Bezeichnungen "oben" bzw. "unten" beziehen sich im Folgenden auf die Strömungsrichtung der Flüssigkeit durch die Packung nach deren bestimmungsgemäßem Einbau in beispielsweise eine Stoffaustauschkolonne. Der obere Randbereich erstreckt sich somit entlang der Packungsblechkante, über die die Flüssigkeit in die durch die Bleche gebildeten Strömungskanäle eintritt, und der untere Randbereich entsprechend entlang der Blechkante, über die die Flüssigkeit die Strömungskanäle wieder verlässt.
Die Erfindung eignet sich insbesondere zur Herstellung strukturierter Folien aus Metall. Aus diesem Grund werden im Folgenden die Begriffe "Folie" und "Packungsblech" teilweise synonym verwendet. Diese Formulierung soll aber keine Beschränkung der Erfindung auf die Strukturierung von Metallfolien darstellen. Das erfindungsgemäße Verfahren ist ebenso geeignet, um Folien aus anderen Materialien, beispielsweise Kunststoff, umzuformen.
Erfindungsgemäß wird eine profilierte Folie, insbesondere ein Packungsblech für eine geordnete Packung, mit einer Wellung versehen, die schräg zu den Rändern der Folie verläuft und einen im Wesentlichen konstanten Neigungswinkel zu den Rändern besitzt. Vorzugsweise setzt sich die Wellung bis in die Randbereiche der Folie fort. Es ist aber auch möglich, nur den Hauptbereich der Folie mit der Wellung zu versehen und die Randbereiche in diesem Verfahrensschritt nicht zu strukturieren.
Zumindest ein Randbereich der mit der Wellung versehenen Folie wird mittels eines stempelförmigen Umformwerkzeuges umgeformt. Das Umformwerkzeug ist als eine Art Stempel ausgeführt und gibt die gewünschte Modifikation des Randbereichs der Folie wieder. Das Umformwerkzeug wird auf die Folie gepresst, wodurch die Struktur der Folie in dem Randbereich durch die mechanische Krafteinwirkung verändert wird. Anschließend wird das Umformwerkzeug wieder von der Folie abgehoben und das Umformwerkzeug und die Folie werden in der Folienebene relativ zueinander bewegt, so dass ein weiterer Teil der Folie mit Hilfe des Umformwerkzeugs modifiziert werden kann.
Die erfindungsgemäß gefertigten, gewellten Folien mit modifiziertem Randbereich werden zur Herstellung einer geordneten Packung parallel zueinander angeordnet und in der Regel miteinander verbunden. Die einzelnen Folien oder Packungsbleche weisen dann einen Hauptbereich mit durch die aufgebrachte Wellung gebildeten Strömungskanälen sowie einen oder zwei Randbereiche auf, in denen die Struktur der Folie, von der im Hauptbereich abweicht.
Vorzugsweise wird auch die Wellung im Hauptbereich, die einen im Wesentlichen konstanten Neigungswinkel besitzt, mittels eines stempelförmigen Umformwerkzeuges hergestellt. Anstelle eines stempelförmigen Umformwerkzeugs können hierfür aber auch, analog zu dem eingangs erwähnten Verfahren der EP 1 044 787 B1, eine oder mehrere profilierte Walzen eingesetzt werden, die über die als Ausgangsmaterial verwendete Folie gerollt werden und dabei das auf den Walzen befindliche Profil auf den Hauptbereich der Folie übertragen.
Von den verschiedenen Möglichkeiten, den Randbereich zu modifizieren, um den Strömungswiderstand für das in eine Packungsschicht eintretende Gas zu verringern, hat sich insbesondere eine Modifikation des Neigungswinkels der Wellung bewährt. Vorzugsweise wird der Randbereich so umgeformt, dass im Randbereich der Neigungswinkel der Wellung zu dem den Randbereich begrenzenden Folienrand größer als der konstante Neigungswinkel der Wellung vor der Umformung ist. Bevorzugt beträgt der Neigungswinkel der Wellung im Randbereich mehr als 80°, besonders bevorzugt etwa 90°.
Wie eingangs erwähnt, werden in einer Rektifizierkolonne häufig mehrere Packungsschichten übereinander angeordnet, wobei es an der Stoßstelle zweier Packungsschichten zu einem erhöhten Gasströmungswiderstand kommt. Strömungstechnisch besonders günstig ist es daher, wenn beide aneinandergrenzenden Randbereiche der Packungsbleche zweier Packungsschichten erfindungsgemäß umgeformt werden. Durch geeignete Umformung der Randbereiche kann der Widerstand für das aus den durch die Wellung in der unteren Packungsschicht gebildeten Kanälen austretende Gas und in die Kanäle der darüber liegenden Packungsschicht eintretende Gas erheblich verringert werden.
Fertigungstechnisch ist es dagegen häufig günstiger, wenn nur ein Randbereich der Folie erfindungsgemäß umgeformt wird. Es hat sich gezeigt, dass die strömungstechnischen Vorteile auch dann großenteils erreicht werden können, wenn von zwei aneinanderstoßenden Randbereichen zweier Packungsschichten nur einer, vorzugsweise der untere, erfindungsgemäß umgeformt wird.
Von Vorteil wird die Folie vor der Umformung des Randbereichs mit einer Lochung und/oder einer Feinprofilierung versehen, um den Wirkungsgrad der aus der Folie hergestellten Packung zu vergrößern.
Erfindungsgemäß wird die Folie bzw. das Packungsblech in zwei Schritten strukturiert. Zunächst wird auf die gesamte Breite der Folie oder zumindest auf den Hauptbereich der Folie eine Wellung mit schräg zum Folienrand verlaufenden Kanälen aufgebracht. In einem zweiten Schritt wird zumindest einer der beiden Randbereiche, der obere und/oder der untere Randbereich, mittels eines stempelförmigen Umformwerkzeuges modifiziert.
Die Erfindung nutzt die Möglichkeit, mit Hilfe eines stempelförmigen Umformwerkzeuges einen größeren Abschnitt der Folie auf ein Mal umformen zu können. Theoretisch können mit einem einzigen Stempelvorgang beliebig lange Randbereiche umgeformt werden. In der Praxis werden vorzugsweise Stempel eingesetzt, die den Randbereich auf einer Länge zwischen 0,5 m und 1,5 m umformen können.
Der Gefahr, dass sich die Folie dabei in unbeabsichtigter Weise zu stark verformt, wird dadurch begegnet, dass die Folie nicht über deren gesamte Breite, sondern nur in einem Randbereich umgeformt wird. Die Erfindung ermöglicht so, eine definierte Strukturierung der Folie, insbesondere eine definierte Umformung zumindest eines Randbereichs der Folie, mit hoher Taktgeschwindigkeit.
Von Vorteil durchläuft die Folie eine erste Umformeinheit, in der die Folie mit der Wellung versehen wird, und unmittelbar anschließend werden der oder die Randbereiche erfindungsgemäß umgeformt. Die Fertigungsgeschwindigkeit wird im Vergleich zur Herstellung einer Packung ohne modifizierten Randbereich nicht oder nur unwesentlich verringert.
Die Erfindung sowie weitere Einzelheiten der Erfindung werden im Folgenden anhand von den in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Hierbei zeigt
Figur 1
die Draufsicht auf eine Anlage zur erfindungsgemäßen Herstellung eines Packungsblechs und
Figur 2
den Ablauf eines alternativen Herstellungsverfahrens gemäß der Erfindung.
In Figur 1 ist eine Anlage zur Herstellung von Packungsblechen gezeigt. Zur Herstellung einer geordneten Packung werden eine Vielzahl solcher Packungsbleche nach ihrer Strukturierung parallel zueinander angeordnet.
Als Ausgangsmaterial wird ein gelochtes Aluminiumblech 1 eingesetzt. Das Aluminiumblech 1 wird von einer Rolle abgerollt und einer ersten Umformeinheit 2 zugeführt. In der Umformeinheit 2 wird das Aluminiumblech mit einer beispielsweise dreieckigen oder sinusförmigen Wellung versehen. Die Wellung des Bleches 1 kann entweder durch ein stempelförmiges Umformwerkzeug oder mittels eines Walzverfahrens erfolgen.
Bei ersterem Verfahren wird das Blech 1 schrittweise der Umformeinheit 2 zugeführt, dann wird mittels des stempelförmigen Umformwerkzeugs dem Blech die Wellung aufgeprägt und anschließend wird das Blech ein Stück weiterbefördert, so dass das soeben gewellte Teilstück die Umformeinheit verlässt und ein noch ungewelltes Teilstück in die Umformeinheit eintritt.
Das die Umformeinheit 2 verlassende Blech 3 weist unter einem im Wesentlichen konstanten Winkel von beispielsweise 45° oder 60° schräg zum Blechrand 4 verlaufende Kanäle auf. Die Wellung erstreckt sich über die gesamte Breite des Bleches 3, das heißt vom Blechrand 4 bis zum gegenüberliegenden Blechrand 5.
Erfindungsgemäß wird das Aluminiumblech 1 in zwei Schritten verformt. Der ersten Umformeinheit 2 ist daher ein Umformwerkzeug 6 nachgeschaltet, um die Struktur des bereits gewellten Bleches 3 zu modifizieren. Das gewellte Blech 3 wird hierzu in einem schmalen Randbereich entlang des Blechrandes 4, der etwa 1 bis 5 % der Gesamtbreite des Bleches 1, 3 ausmacht, mit dem Umformwerkzeug 6 bearbeitet.
Das Umformwerkzeug 6 ist als eine Art Stempel ausgebildet, der auf das Blech 3 gepresst wird und die bereits vorhandene Struktur des Bleches 3 modifiziert. Durch das Umformwerkzeug 6 wird der Randbereich entlang des Randes 4 so modifiziert, dass der Neigungswinkel der Kanäle von z. B. etwa 45° oder 60° allmählich, das heißt mit einem technisch realisierbaren Radius, in einen Winkel von ungefähr 90° zum Blechrand 4 übergeht.
Nach dem Verlassen der Umformeinheit 6 liegt ein strukturiertes Blech 7 vor, welches über den größten Teil seiner Breite eine Wellung mit einem konstanten Neigungswinkel von 45° oder 60° zum Blechrand 4 besitzt, in einem Randstreifen entlang des Randes 4 aber so modifiziert ist, dass der Neigungswinkel der Kanäle allmählich in die Senkrechte übergeht.
Mit Hilfe des Schneidmessers 8 werden anschließend von dem Blech 7 entsprechend der gewünschten Packungsblechgröße Teilstücke 9 abgeschnitten. Vorzugsweise erfolgt das Abschneiden eines Teilstücks 9 gleichzeitig mit dem Aufdrücken des Stempels 6 auf das Blech 3. Auf diese Weise wird die Taktgeschwindigkeit der Packungsblech-Fertigung durch die zusätzliche erfindungsgemäße Modifikation nicht beeinflusst. Ein Packungsblech, welches erfindungsgemäß in zwei Schritten umgeformt wurde, ist somit genauso schnell fertigbar wie ein herkömmliches Packungsblech, welches nur in einem einzigen Umformschritt strukturiert wurde.
Es ist ebenso möglich, nicht nur den Streifen entlang des Randes 4, sondern beide Randbereiche entlang der Blechränder 4 und 5 umzuformen. In diesem Fall kann der Umformeinheit 6 eine weitere Umformeinheit nachgeschaltet oder parallelgeschaltet sein, um den an den Folienrand 5 angrenzenden Randbereich umzuformen. Vorzugsweise wirken in diesem Fall die Umformeinheit 6 sowie die weitere Umformeinheit gleichzeitig auf die Folie ein, um die Taktgeschwindigkeit der Herstellung nicht zu verringern. Allgemein ist es günstig, wenn alle nicht kontinuierlich arbeitenden Vorrichtungen möglichst gleichzeitig auf die Folie - in der Regel auf verschiedene Teilstücke oder Abschnitte der Folie - einwirken.
Zur Herstellung einer geordneten Packung werden mehrere Teilstücke 9 parallel zueinander angeordnet, wobei sich, gegebenenfalls abgesehen von dem oder von den Randbereichen, die Kanäle benachbarter Packungsbleche 9 kreuzen. Derartige Packungen werden beispielsweise zum Stoff- und Wärmeaustausch in einer Rektifiziersäule einer Tieftemperaturluftzerlegungsanlage eingesetzt.
Figur 2 zeigt ein alternatives Verfahren zur Herstellung einer geordneten Packung. Gleiche Bezugszeichen beziehen sich in beiden Figuren auf gleiche Elemente. Das Ausgangsblech 1 wird wiederum mittels einer Umformeinheit 2 mit einer schrägen Wellung versehen. Entsprechend der gewünschten Packungsgröße werden anschließend von dem gewellten Blech 3 mit einem Schneidwerkzeug 8 Teilstücke 9 abgetrennt.
Im nächsten Verfahrensschritt wird jedes zweite Teilstück 9b gewendet, so dass die Wellungen aufeinander folgender Teilstücke 9a, 9b entgegengesetzt verlaufen. Ein stempelförmig ausgebildetes Umformwerkzeug 6 formt den unteren Randbereich 4 jedes Teilstücks 9, 9a, 9b so um, dass die Wellungen in dem Randbereich im Wesentlichen senkrecht zur unteren Kante 4 des Teilstücks 9, 9a, 9b ausgerichtet sind. Schließlich werden die erfindungsgemäß umgeformten Bleche 9, 9a, 9b abwechselnd aufeinander gestapelt, so dass sich die Wellungen benachbarter Bleche 9a, 9b kreuzen.

Claims (14)

  1. Verfahren zur Herstellung einer profilierten Folie, wobei die Folie mit einer Wellung versehen wird, die schräg zu den Rändern der Folie verläuft und einen im Wesentlichen konstanten Neigungswinkel besitzt, und wobei zumindest ein Randbereich der mit der Wellung versehenen Folie umgeformt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Randbereich mittels eines stempelförmigen Umformwerkzeuges (6) umgeformt wird, welches abwechselnd mit dem Randbereich in Kontakt gebracht und von dem Randbereich entfernt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (1) mittels eines stempelförmigen Umformwerkzeuges (2) mit der Wellung (3) versehen wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (1) mittels einer oder mehrerer profilierter Walzen mit der Wellung (3) versehen wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellung in dem Randbereich so umgeformt wird, dass deren Neigungswinkel zu dem den Randbereich begrenzenden Folienrand (4) größer als der konstante Neigungswinkel der Wellung (3) vor der Umformung ist.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Neigungswinkel der Wellung im Randbereich mehr als 80°, vorzugsweise etwa 90°, beträgt.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwei gegenüberliegende Randbereiche der Folie umgeformt werden.
  7. Verfahren nach Anspruch einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass nur ein Randbereich der Folie (3) umgeformt wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie vor der Umformung des Randbereichs mit einer Lochung und/oder einer Feinprofilierung versehen wird.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Umformung des Randbereichs von der Folie ein Teilstück abgeschnitten wird, wobei das Abschneiden des Teilstücks gleichzeitig mit der Umformung eines Randbereichs erfolgt.
  10. Verfahren zur Herstellung einer geordneten Packung, wobei zumindest ein Randbereich einer mit einer Wellung versehenen Folie umgeformt wird und eine Vielzahl derart umgeformter Folien parallel zueinander angeordnet werden, dadurch gekennzeichnet, dass der Randbereich mittels eines stempelförmigen Umformwerkzeuges (6) umgeformt wird, welches abwechselnd mit dem Randbereich in Kontakt gebracht und von dem Randbereich entfernt wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst der Randbereich der Folie (3) umgeformt, anschließend Teilstücke (9) von der Folie abgeschnitten und dann die Teilstücke parallel zueinander angeordnet werden.
  12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst Teilstücke (9) von der Folie abgeschnitten werden, anschließend der Randbereich der Teilstücke (9, 9a, 9b) umgeformt wird und dann die Teilstücke (9, 9a, 9b) aufeinander gestapelt werden.
  13. Vorrichtung zur Herstellung einer profilierten Folie mit einer ersten Umformeinheit, um die Folie mit einer Wellung zu versehen, und mit einer zweiten Umformeinheit zum Umformen mindestens eines Randbereichs der Folie, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Umformeinheit (6) als stempelförmiges Umformwerkzeug ausgebildet ist, welches abwechselnd mit dem Randbereich in Kontakt gebracht und von dem Randbereich entfernt wird.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine dritte als stempelförmiges Umformwerkzeug ausgebildete Umformeinheit zum Umformen des dem mit der zweiten Umformeinheit umgeformten Randbereich gegenüberliegenden Randbereichs vorgesehen ist.
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