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 waermeaustauscher

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Description

Patentanwälte Dipl. Ing. H. Hauck Dipl. Phys. W. Schmitz
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-
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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)

  1. 2722192
    Patentansprüche
    /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. 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. 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. 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.
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    ORIGINAL INSPECTED
  5. 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. 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. 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. 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-
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    bringen, 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.
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