DD235374A3 - PROFILIERWALZENPAAR - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Profilierwalzenpaar zur Herstellung raeumlich strukturierter Flaechengebilde, die insbesondere als Einbauten in Apparaten der Stoff- und Waermeuebertragung zur Anwendung kommen. Das Ziel besteht in der Entwicklung eines Profilierwerkzeuges zur oekonomischen Herstellung auch komplizierter raeumlich strukturierter Gebilde aus bandfoermigen Verarbeitungsmaterial, wobei dieses aufgabengemaess in allen drei Raumachsen sich aendernde Konturen aufweisen und an ausgezeichneten Stellen Perforationen enthalten soll. Die Aufgabe wird erfindungsgemaess dadurch geloest, dass die Oberflaechen eines Profilierwalzenpaares mit sich gegenlaeufig drehenden Walzen derart gestaltet werden, dass in Achsrichtung geschlossen alternierende Faltkanten verlaufen, die in der aeusseren bzw. inneren Umfangsflaeche liegen, sowie in ihren Extremstellen durch in radialer Richtung verlaufende Faltkanten ueberlagert werden, welche zwischen der aeusseren und inneren Umfangsflaeche liegen. Aufeinanderfolgende Faltkanten dieser Art weisen in Achsrichtung entgegengesetzte Anstiege auf. Fig. 2The invention relates to a profiling roller pair for producing spatially structured surface structures, which are used in particular as internals in apparatuses of mass transfer and heat transfer. The aim is to develop a profiling tool for the economic production of even complex structured structures made of band-shaped processing material, this task being in all three spatial axes have changing contours and should contain perforations in excellent places. According to the invention, the object is achieved by designing the surfaces of a profiling roller pair with oppositely rotating rollers in such a way that alternating folding edges run in the axial direction, which lie in the outer or inner peripheral surface, and in their extreme positions are overlaid by folding edges extending in the radial direction be, which lie between the outer and inner Umfangsflaeche. Successive fold edges of this type have opposite increases in the axial direction. Fig. 2

Description

^uf der inneren Umfangsfläche 5 befindet sich eine Vielzahl von achsparallelen, sich über die gesamte Walzenbreite ärstreckenden und räumlich strukturierten Flächengebilden 1; 2; 3; 4, die somit die profilierenden Walzenflächen bilden. Diese Flächengebilde 1; 2 (gemäß Fig. 1) sowie 3; 4 (gemäß Fig.2) sind als Fortsetzungen über den Walzenrand hinaus dargestellt und dienen der besseren Veranschaulichung des Wesens der räumlichen Strukturen. So weisen sie in Achsrichtung alternierende Faltkanten 7; 8 auf, die entsprechend Fig. 1 auf der inneren Umfangsfläche 5 und bei der dazugehörigen Walze entsprechend Fig. 2 auf der äußeren Umfangsfläche 6 mit trapezförmigen Konturen verlaufen. Sie können natürlich auch davon abweichende Formen, zum Beispiel Zick- Zack- oder Wellenform aufweisen.On the inner circumferential surface 5 there is a multiplicity of axially parallel, spatially structured sheet structures 1 extending over the entire width of the roll. 2; 3; 4, which thus form the profiling roll surfaces. These fabrics 1; 2 (according to FIG. 1) and 3; 4 (according to FIG. 2) are shown as continuations beyond the roll edge and serve to better illustrate the nature of the spatial structures. So they have in the axial direction alternating folding edges 7; 8, which extend in accordance with FIG. 1 on the inner peripheral surface 5 and in the associated roller according to FIG. 2 on the outer peripheral surface 6 with trapezoidal contours. Of course, you can also have different shapes, such as zigzag or waveform.

Ebenso ist klar, daß die im Ausführungsbeispiel benannten Faltkanten auch als Faltflächen sowie die Faltflächen als Faltkanten ausgeführt sein können.It is also clear that the folding edges designated in the exemplary embodiment can also be designed as folding surfaces and the folding surfaces as folding edges.

Die Faltkanten 7; 8 werden in ihren Knickpunkten 9; 11 von den radial verlaufenden Faltkanten 13; 14; 15; 16 überlagert, die ebenfalls Knickpunkte 9; 10; 11; 12 besitzen. Die Knickpunkte 9; 11 stellen also gemeinsame Orte der Faltkanten 7; 8 und der Faltflächen 13; 14; 15; 16 dar. Während die Faltkanten 7; 8 in jeweils einer der Umfangsflachen 5; 6 liegen, d.h., deren Punkte besitzen einen weitestgehend gleichen Abstand von der Walzenachse 21, durchstoßen die radial verlaufenden Faltflächen 13; 14; 15; 16 die Umfangsflächen 5; 6 periodisch. Axial benachbarte Faltflächen 13; 14 bzw. 15; 16 weisen bezüglich des Flächensegmentes der Umfangsflächen 5; 6 entsprechend den einzelnen Flächengebilden 1; 2 bzw. 3; 4 entgegengesetzte Anstiege auf.The folded edges 7; 8 are in their break points 9; 11 of the radially extending fold edges 13; 14; 15; 16 superimposed, the break points also 9; 10; 11; 12 own. The break points 9; 11 thus represent common locations of the fold edges 7; 8 and the folding surfaces 13; 14; 15; 16 dar. While the folding edges 7; 8 in each one of the peripheral surfaces 5; 6, that is, their points have a substantially equal distance from the roll axis 21, pierce the radially extending folding surfaces 13; 14; 15; 16, the peripheral surfaces 5; 6 periodically. Axially adjacent folding surfaces 13; 14 and 15, respectively; 16 have with respect to the surface segment of the peripheral surfaces 5; 6 corresponding to the individual fabrics 1; 2 and 3, respectively; 4 opposite increases on.

Die Knickpunkte dieser in radialer Richtung verlaufenden Faltflächen 13; 14; 15; 16 spannen dabei asymmetrische Flächen auf.The break points of these extending in the radial direction folding surfaces 13; 14; 15; 16 create asymmetrical surfaces.

Die Kontur derartiger Flächen weist einen im wesentlichen sägezahnförmigen Verlauf auf.The contour of such surfaces has a substantially sawtooth-shaped course.

Die Profilierwalzen sind vorzugsweise aus Scheiben aufgebaut, was deren Herstellung vor allem auf spanendem Wege vereinfacht.The profiling rollers are preferably constructed of disks, which simplifies their production, especially on spanendem way.

Ein weiterer Vorteil dieses Auf baus ergibt sich aus der Möglichkeit, entsprechend den Bedarfsfällen jede beliebige Walzenbreite realisieren zu können.Another advantage of this construction on arises from the ability to realize according to the needs of any roll width can.

Im weiteren werden die Profilierwalzen in Funktion beschrieben:In the following, the profiling rollers are described in function:

Das Profilierwalzenpaar wird in einem Gestell so gelagert, daß die Walzen miteinander im Eingriff stehen und der Verformungsspalt zwischen beiden Walzen einstellbar ist. Mindestens eine der Walzen wird angetrieben, so daß sie sich gegenläufig drehen.The Profilierwalzenpaar is mounted in a frame so that the rollers are engaged with each other and the deformation gap between the two rollers is adjustable. At least one of the rollers is driven so that they rotate in opposite directions.

Beim Profilieren des Verarbeitungsmaterials kommt dem Zusammenwirken der Stirnflächen 17; 18 der einen Walze mit den Knickpunkten 11; 12 der anderen Walze und analog den Stirnflächen 19; 20 mit den Knickpunkten 9; 10 besondere Bedeutung zu.When profiling the processing material comes the interaction of the end faces 17; 18 of a roller with the break points 11; 12 of the other roller and analogous to the end faces 19; 20 with the break points 9; 10 special importance.

Beim Einziehen des Verarbeitungsmaterials in den Verformungsspalt zwischen den Walzen entsteht zwischen den genannten Stirnflächen 17; 18; 19; 20 und den Knickpunkten 9; 10; 11; 12 eine Schubspannung, die zu Perforationen führt. Diese Perforationen weisen bezüglich Größe und Richtung annähernd die Merkmale der Stirnflächen 17; 18; 19; 20 auf. Das Verarbeitungsmaterial wird gleichzeitig von den in Beziehung stehenden Faltkanten 7; 8 und Faltflächen 13; 14; 15; 16 verformt, wobei die Faltkanten 8 das Verarbeitungsmaterial in die Faltkanten 7 und die Faltflächen 13; 14 in die Faltflächen 15; 16 drücken.When drawing the processing material in the deformation gap between the rollers is formed between said end surfaces 17; 18; 19; 20 and the break points 9; 10; 11; 12 a shear stress that leads to perforations. These perforations have approximately the features of the end faces 17 in terms of size and direction; 18; 19; 20 on. The processing material is simultaneously from the related folding edges 7; 8 and folding surfaces 13; 14; 15; 16 deformed, wherein the folding edges 8, the processing material in the folded edges 7 and the folding surfaces 13; 14 in the folding surfaces 15; Press 16.

Das derart räumlich strukturierte Verarbeitungsmaterial weist 4 in allen drei Raumrichtungen Änderungen seiner Kontur auf und ist somit für den Einsatz bei Prozessen der Wärme- und Stoff übertragung bestens geeignet. Es sichert eine hohe Effektivität dieser Prozesse infolge der räumlichen Fluidstromführung im Zusammenwirken mit den als Materialdurchtrittsöffnungen dienenden Perforationen, die sich an besonderen Stellen befinden und ein Durchmischen der Fluidströme sowie ein ständiges Erneuern der Phasengrenzschicht bewirken.The so spatially structured processing material has 4 in all three spatial directions changes in its contour and is thus best suited for use in processes of heat and mass transfer. It ensures a high degree of effectiveness of these processes as a result of the spatial fluid flow guidance in cooperation with the perforations serving as material passage openings, which are located at special locations and cause a mixing of the fluid streams and a constant renewal of the phase boundary layer.

Zur Verarbeitung können alle Materialien mit plastischen Eigenschaften kommen, besonders geeignet ist Streckmetall aber auch Kunststoffolien und ähnliches.For processing all materials can come with plastic properties, particularly suitable is expanded metal but also plastic films and the like.

Claims (3)

Erfindungsanspruch:Invention claim: 1. Profilierwalzenpaar, bei dem sich die gegenläufig drehenden Walzen miteinander im Eingriff befinden und auf deren Umfangsflächen achsparallele über die gesamte Walzenbreite räumlich strukturierte Flächengebilde angeordnet sind, gekennzeichnet dadurch, daß die Flächengebilde (1; 2; 3; 4) jeweils eine in der Umfangsfläche (5; 6) liegende geschlossene alternierenden Faltkante (7; 8) aufweisen und diese in ihren Knickpunkten (9; 10; 11; 12) durch in radialer Richtung liegenden Faltkanten (13; 14; 15; 16) überlagert wird, wobei in axialer Richtung benachbarte Faltkanten (13; 14; 15; 16) entgegengesetzte Anstiege bezüglich der Umfangsflächen (5; 6) aufweisen.1. Profilierwalzenpaar, in which the counter-rotating rollers are engaged with each other and on the peripheral surfaces axially parallel over the entire width of the roll spatially structured fabrics are arranged, characterized in that the fabrics (1; 2; 3; 4) each one in the peripheral surface (5; 6) lying closed alternating folding edge (7; 8) and these in their inflection points (9; 10; 11; 12) by radially extending fold edges (13; 14; 15; 16) is superimposed, wherein in axial Adjacent folding edges (13; 14; 15; 16) have opposite inclinations with respect to the peripheral surfaces (5; 6). 2. Profilierwalzenpaar nach Punkt ^gekennzeichnet dadurch, daß die in radialer Richtung von den Knickpunkten (9; 10; 11; 12) aufgespannten geometrischen Flächen asymmetrische Gebilde mit im wesentlichen sägezahnförmiger Kontur darstellen.2. Profilierwalzenpaar after point ^ characterized in that the in the radial direction of the buckling points (9; 10; 11; 12) spanned geometric surfaces represent asymmetrical structures with a substantially sawtooth contour. 3. Profilierwalzenpaar nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnflächen (17; 18) dereinen Walze mit den Knickpunkten (11; 12) der anderen Walze und entsprechend die Stirnflächen (19; 20) mit den Knickpunkten (9; 10) im Eingriff stehen.Rolling roller pair according to item 1, characterized in that the end faces (17, 18) of one roller engage the buckling points (11, 12) of the other roller and, correspondingly, the end faces (19, 20) engage the buckling points (9, 10) stand. Hierzu 2 Seiten ZeichnungenFor this 2 pages drawings Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention Die Erfindung betrifft ein Profilierwalzenpaar zur Herstellung räumlich strukturierter Flächengebilde, die als Einbauten in Apparaten zur Stoff- und Wärmeübertragung sowie in statischen Mischern zur Anwendung kommen.The invention relates to a Profilierwalzenpaar for the production of spatially structured fabrics that come as internals in apparatus for mass transfer and heat transfer and in static mixers for use. Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions Es sind Profilierwalzen zum Längs- und Querprofilieren flächiger Materialien wie Blech oder Folie bekannt, wobei die Konturen derart räumlich strukturierter Gebilde sehr vielfältig sein können. Allen diesen Lösungen gemeinsam ist, daß ein zwangsweises Profilieren nur in zwei Raumachsen erfolgt, nämlich in der Höhe und der Längs- bzw. Querrichtung zum flächigen streifenförmigen Material.There are Profilierwalzen for longitudinal and transverse profiling planar materials such as sheet or foil known, the contours of such spatially structured structures can be very diverse. All these solutions have in common that a compulsory profiling takes place only in two spatial axes, namely in the height and the longitudinal or transverse direction to the sheet-like strip-like material. In diesem Sinne stellen die in der OS-DE 2850408 und der OS-DE 2354063 offenbarten Varianten nur Modifikationen des oben genannten Lösungsprinzips dar.In this sense, the variants disclosed in OS-DE 2850408 and OS-DE 2354063 represent only modifications of the abovementioned solution principle. Für die Profiliervorrichtung der OS-DE 2806421 gilt dies in analoger Weise. Sie baut sich aus einem gegenläufig drehenden Walzenpaar, bestehend aus einzelnen am Umfang gezahnten und um die Walzenachse verdrehten Scheiben auf. Das damit hergestellte wellenförmige Material weist, entsprechend den verdrehten Scheiben, eine Vielzahl phasenverschobener, durch geschnittene Schlitze in den Flanken unterbrochene Streifen auf. Mit den genannten Profilierwalzen ist es jedoch nicht möglich, räumlich strukturierte und im wesentlichen zusammenhängende Flächengebilde herzustellen, deren Koordinaten sich in drei Raumrichtungen stetig verändern und zwischen den Orten überlagerter Faltkanten Perforationen aufweisen.For the profiling of OS-DE 2806421 this applies analogously. It consists of a counter-rotating pair of rollers, consisting of individual discs toothed on the circumference and twisted around the roller axis. The wavy material thus produced has, corresponding to the twisted discs, a plurality of phase-shifted, interrupted by cut slots in the flanks strip. However, it is not possible with the profiled rolls mentioned to produce spatially structured and substantially coherent fabrics whose coordinates change continuously in three spatial directions and have perforations between the locations of superimposed fold edges. Zur Herstellung derartiger Flächengebilde kamen bisher vorwiegend Stanz- und Drückwerkzeuge zum Einsatz, die in Folge mehrerer Arbeitsgänge und diskontinuierlicher Betriebsweise eine nur geringe Effektivität besitzen.  For the production of such fabrics were previously mainly punching and spinning tools are used, which have a low efficiency as a result of several operations and discontinuous operation. Ziel der ErfindungObject of the invention Das Ziel der Erfindung besteht in der Entwicklung eines Profilierwerkzeuges zur ökonomischen Herstellung komplizierter räumlicher Flächengebilde, das gleichzeitig den unterschiedlichsten Bedarfsfällen schnell angepaßt werden kann!The object of the invention is the development of a profiling tool for the economical production of complicated spatial structures, which can be adapted to a variety of needs at the same time quickly! Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Profilierwerkzeug zu schaffen, das ein räumliches Strukturieren von Flächen mit sich in allen drei Raumachsen ändernden Konturen bzw. Formen erlaubt, wobei das Material an ausgezeichneten Stellen perforiert wird.The invention has for its object to provide a profiling tool, which allows a spatial structuring of surfaces with changing in all three spatial axes contours or shapes, wherein the material is perforated at excellent locations. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Oberfläche eines Profilierwalzenpaares mit sich gegenläufig drehenden Walzen derart gestaltet wird, daß in Achsrichtung geschlossen alternierende Faltkanten verlaufen, die in der äußeren bzw. inneren Umfangsfläche liegen, sowie in ihren Extremstellen durch in radialer Richtung verlaufende Faltkanten bzw. Faltflächen Überlagert werden, welche zwischen der äußeren und inneren Umfangsfläche liegen. Aufeinanderfolgende Faltkanten dieser Art weisen in Achsrichtung entgegengesetzte Anstiege auf.The object is achieved in that the surface of a Profilierwalzenpaares with counter-rotating rollers is designed such that in the axial direction alternately folded folds extending in the outer and inner peripheral surface, as well as in their extreme points by extending in the radial direction folding edges or Folding surfaces are superimposed, which lie between the outer and inner peripheral surface. Successive fold edges of this type have opposite increases in the axial direction. Ausführungsbeispielembodiment Das Profilierwalzenpaar besteht aus den in den Figuren gezeigten, sich gegenläufig drehenden und miteinander im Eingriff stehenden Walzen und wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die Figuren stellen dar:The Profilierwalzenpaar consists of the shown in the figures, counter-rotating and mutually engaging rollers and will be explained in more detail using an exemplary embodiment. The figures represent: Fig. 1: Profilierwalze mit innen liegenden, sich axial erstreckenden alternierenden FaltkantenFig. 1: profiling with internal, axially extending alternating folds Fig. 2: Dazugehörige Profilierwalze des Walzenpaares mit außen liegenden alternierenden FaltkantenFig. 2: Associated profiling of the pair of rollers with outer alternating folding edges