DE10015498A1 - Verfahren zur Ausbildung wenigstens einer Blechlage für einen metallischen Wabenkörper - Google Patents
Verfahren zur Ausbildung wenigstens einer Blechlage für einen metallischen WabenkörperInfo
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Abstract
Zur Ausbildung wenigstens einer Blechlage (5) für einen metallischen Wabenkörper wird von einem Blechbandwickel (1) ein Blechband abgewickelt. Das Blechband (2) wird wenigstens einem Umformvorgang unterzogen, durch den dem Blechband (2) eine Profilstruktur verliehen wird, die eine im wesentlichen parallel zum Blechband (2) verlaufende Ebene wenigstens zweimal durchdringt. Von dem Blechband (2) wird in einer Trennstation (4) wenigstens eine Blechlage (5) vorgegebener Länge abgetrennt, wobei die Profilstruktur im wesentlichen in einer Längsrichtung der Blechlage (5) verläuft.
Description
Der Gegenstand der Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Ausbildung
wenigstens einer Blechlage für einen metallischen Wabenkörper.
Metallische Wabenkörper dienen beispielsweise als Katalysatorträgerkörper.
Solche Katalysatorträgerkörper werden beispielsweise in Abgasanlagen von
Verbrennungskraftmaschinen verwendet. Jedoch ist die Erfindung nicht auf diese
Anwendung beschränkt, da auch zum Beispiel die Anwendung eines metallischen
Wabenkörpers als Wärmetauscher möglich ist.
Durch die EP 0 136 515 B1 ist die Ausbildung eines metallischen Wabenkörpers
bekannt. Der Wabenkörper ist durch spiralig gewickelte, abwechselnd
geschichtete gewellte und nicht gewellte Blechbänder gebildet. Die Blechbänder
sind an Berührungsstellen miteinander verlötet. Bei der nach der EP 0 136 515 B1
bekannten Ausgestaltung des metallischen Wabenkörpers weist das nicht gewellte
Blechband eine in Wickelrichtung oder ungefähr in Wickelrichtung verlaufende
Struktur aus Rillen oder Nuten auf. Solche Rillen oder Nuten verhindern beim
Löten ein Herauslaufen von Lot in einer schmelzflüssigen Phase. Jeweils an den
Rillen oder Nuten bildet sich dadurch ein Tropfen, so daß zumindest in diesem
Bereich eine feste Lötverbindung zustande kommt.
Durch die WO 89/07488, WO 90/08249 und die WO 96/09892 sind weitere
Ausgestaltungen von metallischen Wabenkörpern bekannt. Insbesondere die WO
89/07488 beschreibt einen Wabenkörper der durch gegensinnig verschlungene
Bleche gebildet ist. Hierzu wird zunächst ein Stapel von Blechlagen gebildet,
wobei sich gewellte Blechlagen mit glatten Blechlagen abwechseln.
Durch die WO 90/08249 ist ein Wabenkörper bekannt, der durch gegensinnig
miteinander verschlungene Blechlagen gebildet ist. Zur Verbesserung der
Wärmeübertragung sowie der Diffusionsvorgänge, die für eine katalytische
Effektivität des Wabenkörpers als Katalysatorträgerkörper von Bedeutung sind,
weisen die glatten Blechlagen Mikrostrukturen auf. Die Mikrostrukturen haben
eine Höhe des 0,01- bis etwa 3-fachen der mittleren Kanalbreite, mindestens
jedoch 15 µm. Die Mikrostrukturen sind quer oder im Winkel zur
Strömungsrichtung ausgebildet. Sie folgen in Abständen von 1-10 mm in
Strömungsrichtung aufeinander.
Die Ausbildung von Mikrostrukturen auch bei gewellten Blechlagen ist durch die
WO 96/09892 bekannt.
Für die Ausbildung insbesondere eines metallischen Wabenkörpers mit
gegensinnig verschlungenen Blechlagen wird zunächst ein Stapel von Blechlagen
gebildet. Die einzelnen Blechlagen werden übereinandergestapelt und danach
verschlungen. Sie überlappen sich vorzugsweise vollständig. Es wechseln sich
gewellte Blechlagen mit glatten Blechlagen ab.
Zur Ausbildung einzelner Blechlagen wird von einem Blechbandwickel ein
Blechband abgezogen. Von diesem Blechband werden einzelne Blechlagen
abgetrennt. Gegebenenfalls wird dem Blechband vor dem Abtrennen der
Blechlagen eine Wellung aufgeprägt. Danach werden die einzelnen Blechlagen
abwechselnd gestapelt.
Insbesondere bei den ungewellten Blechlagen besteht das Problem, daß diese die
Neigung haben sich selbsttätig zu verbiegen, was auf die Biegung des
Blechbandes im Blechbandwickel zurückgeführt wird. Es ist festgestellt worden,
daß die Krümmung der ungewellten Blechlagen unterschiedlich sein kann.
Gekrümmte ungewellte Blechlagen die Handhabung des Stapels, der aus
gewellten und ungewellten besteht.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Zielsetzung zugrunde,
ein Verfahren anzugeben, durch welches die Ausbildung einer Blechlage für einen
metallischen Wabenkörper möglich wird, so daß die Blechlage keine oder nur
eine sehr geringe Krümmung nach einem Abtrennen von einem Blechband
aufweist.
Diese Zielsetzung wird erfindungsgemäß durch das Verfahren nach Anspruch 1
erreicht. Vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens sind Gegenstand der
abhängigen Ansprüche.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Ausbildung wenigstens einer
Blechlage für einen metallischen Wabenkörper, insbesondere für einen
Katalysatorträgerkörper, wird vorgeschlagen, daß ein Blechband von einem
spiralförmigen Blechbandwickel abgewickelt wird. Das Blechband wird einem
Umformvorgang unterzogen. Durch den Umformvorgang wird dem Blechband
eine Profilstruktur verliehen, die eine im wesentlichen parallel zum Blechband
verlaufende Ebene wenigstens zweimal durchdringt. Von dem Blechband wird
wenigstens eine Blechlage vorgegebener Länge abgetrennt, wobei die
Profilstruktur im wesentlichen in einer Längsrichtung der Blechlagen verläuft.
Dadurch, daß dem Blechband eine Profilstruktur verliehen wird, wird erreicht,
daß ein selbsttätiges Verformen der Blechlagen verhindert wird. Hierdurch kann
ein Stapel, der aus übereinandergeschichteten Blechlagen besteht einfacher
gehandhabt werden. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens kann
darin gesehen werden, daß die Blechlagen genauer gestapelt werden können. Dies
erhöht die Qualität eines metallischen Wabenkörpers. Wird der Stapel zur
Ausbildung des Wabenkörpers gegensinnig verschlungen, so wird durch die
Profilstruktur erreicht, daß der Stapel eine höhere Vorspannung aufweist, als dies
bei einem Stapel mit Blechlagen ohne Profilstruktur der Fall ist. Wird der so
verschlungene Stapel in ein Mantelrohr eingebracht, so liegen die Längskanten
wenigstens der Blechlagen mit der Profilstruktur an der Mantelinnenfläche des
Mantelrohres an, so daß eine Lötverbindung zwischen dem Mantelrohr und den
Randbereichen der Blechlagen genauer ausgebildet werden können. Die höhere
Vorspannung des Stapels hat auch den Vorteil, daß die Gefahr einer
Teleskopierbarkeit des Wabenkörpers verringert wird.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird vorgeschlagen, daß
durch den Umformvorgang eine solche Profilstruktur ausgebildet wird, daß die
Profilstruktur die Ebene mit einer geraden Anzahl von Durchdringungen
durchdringt. Vorzugsweise ist die Profilstruktur im wesentlichen symmetrisch
ausgebildet.
Nach einer noch weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird
vorgeschlagen, daß die Profilstruktur so ausgebildet wird, daß der zwischen zwei
benachbarten Durchdringungen eingeschlossene Winkel α größer, vorzugsweise
wesentlich größer, als 90° ist. Die Profilstruktur ist im Querschnitt betrachtet im
wesentlichen zick-zack-förmig ausgebildet. Der Winkel liegt insbesondere
zwischen 140° und 170°.
Nach einer noch weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Verfahrens wird vorgeschlagen, daß das Blechband zur Ausbildung der
Profilstruktur zwischen wenigstens zwei kämmenden Profilwerkzeugen geführt
wird. Diese Verfahrensführung kann noch weiter vereinfacht werden, indem das
Blechband zwischen wenigstens zwei rotierenden Profilwalzen geführt wird.
Um die Biegefähigkeit der Blechlage um eine im wesentlichen quer zur
Längsachse verlaufende Biegeachse zu gewährleisten ist die Profilstruktur so
ausgebildet, daß die Höhe der Profilstruktur relativ gering ist. Um eine solche
Profilstruktur auszubilden wird nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung
des Verfahrens vorgeschlagen, daß zunächst durch den Umformvorgang eine
Profilstruktur ausgebildet wird, die stärker ausgeprägt ist als eine vorgegebene
Soll-Profilstruktur. Danach wird das Blechband mit der Profilstruktur einer
Reduktionseinrichtung zugeführt, in der die Profilstruktur auf die Soll-
Profilstruktur reduziert wird. Der Vorteil dieser Prozeßführung ist, daß ein
mögliches Auffedern beziehungsweise Zurückfedern der Blechlage während der
Herstellung der Soll-Profilstruktur berücksichtigt werden kann. Die
Reduktionseinrichtung weist vorzugsweise wenigstens zwei Glattwalzen auf,
durch die das Blechband geführt wird. Der zwischen den Glattwalzen bestehende
Spalt kann dabei kleiner sein als die Höhe der Soll-Profilstruktur, so daß nach
einem Zurückfedern des Blechbandes dieses die vorgegebene Soll-Profilstruktur
aufweist. Durch die Höhe des Spaltes können unterschiedliche Soll-
Profilstrukturen gebildet werden, wobei die Profilwerkzeuge gleicher Kontur sein
können.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand des in der
Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 schematisch eine Vorrichtung zur Ausbildung wenigstens einer
Blechlage mit einer Profilstruktur,
Fig. 2 perspektivisch eine Blechlage mit einer Profilstruktur,
Fig. 3 die Blechlage nach Fig. 2 in einer Vorderansicht,
Fig. 4 schematisch und in einer Vorderansicht eine Blechlage mit einer Soll-
Profilstruktur und eine Blechlage mit einer Profilstruktur vor einer
Reduktionseinrichtung,
Fig. 5 einen Stapel von gewellten und ungewellten Blechlagen und
Fig. 6 einen Wabenkörper in einer Vorderansicht.
Fig. 1 zeigt schematisch eine Vorrichtung zur Ausbildung wenigstens einer
Blechlage 5. Die Vorrichtung umfaßt wenigstens zwei kämmende
Profilwerkzeuge 3. Bei den Profilwerkzeugen handelt es sich vorzugsweise um
wenigstens zwei rotierende Profilwalzen.
In Transportrichtung T betrachtet sind den Profilwerkzeugen 3 zwei Glattwalzen 9
nachgeordnet, die eine Reduktionseinrichtung 10 bilden. Auf die
Reduktionseinrichtung 10 folgt eine Trennstation 4.
Von einem Blechbandwickel 1 wird ein Blechband 2 abgewickelt. Das Blechband
wird wenigstens einem Umformvorgang unterzogen, durch den dem Blechband 2
eine Profilstruktur verliehen wird. Die Profilstruktur wird durch die
Profilwerkzeuge 3 in das Blechband eingebracht. Das mit einer Profilstruktur
versehene Blechband 2 wird weiter zu der Reduktionseinrichtung 10 transportiert.
Nach den Profilwerkzeugen 3 hat das Blechband 2 eine Profilstruktur, die stärker
ausgeprägt ist als eine vorgegebene Soll-Profilstruktur. In der
Reduktionseinrichtung 10 die durch die Glattwalzen 9 gebildet ist, wird die
Profilstruktur des Bandes auf die Soll-Profilstruktur reduziert. Das Blechband 2
mit der Soll-Profilstruktur wird einer Trennstation 4 zugeführt, in der von dem
Blechband 2 Blechlagen 5 vorgegebener Länge abgetrennt werden.
Fig. 2 zeigt eine Blechlage 5 mit einer Profilstruktur 6. Die Profilstruktur 6 ist
dadurch gebildet, daß die Blechlage 5 um Knicklinien 11 zick-zack-förmig
geknickt ist. Die Knicklinien 11 verlaufen in Längsrichtung der Blechlage 5. Die
Profilstruktur 6 ist im wesentlichen symmetrisch ausgebildet.
Fig. 3 zeigt die Blechlage 5 in einer Vorderansicht. Mit dem Bezugszeichen 7 ist
eine Ebene bezeichnet, die im wesentlichen parallel zum Blechband 2 verläuft.
Die Profilstruktur 6 durchdringt die Ebene 7 an den Durchdringungen 8. Bei den
Durchdringungen 8 handelt es sich um gedachte Durchdringungslinien, die im
wesentlichen in Längsrichtung der Blechlage 5 verlaufen. In dem dargestellten
Ausführungsbeispiel sind 4 Durchdringungen 8 vorhanden. Zwischen zwei
benachbarten Durchdringungen 8 schließt die Profilstruktur jeweils einen Winkel
α ein. Der Winkel α ist größer, vorzugsweise wesentlich größer als 90°.
Vorzugsweise ist der Winkel α zwischen 140° und 170°.
Vorstehend wurde im Zusammenhang mit der Fig. 1 dargestellt, daß das
Blechband 2 einem Umformvorgang unterzogen wird, durch den diesem eine
Profilstruktur verliehen wird. Durch die Profilwerkzeuge 3 wird dem Blechband 2
eine Profilstruktur 12 verliehen, wie sie beispielhaft gestrichelt in der Fig. 4
dargestellt ist. Die Profilstruktur 12 weist eine Höhe H auf, die größer ist als eine
Höhe h einer Soll-Profilstruktur 6. Auch die Profilstruktur 12 ist zick-zack-förmig
ausgebildet. Die Winkel β der Profilstuktur 12 sind dabei kleiner als die Winkel α
der Soll-Profilstruktur 6. Das Blechband 2 wird mit der Profilstruktur 12 der
Reduktionseinrichtung 10 zugeführt, durch die Profilstruktur 12 so reduziert wird,
daß nach der Reduktionseinrichtung 10 die Soll-Profilstruktur 6 vorliegt.
Die Reduktionseinrichtung 10 ist durch wenigstens zwei Glattwalzen gebildet.
Die Achsen der Glattwalzen sind fluchtend angeordnet. Sie verlaufen parallel
zueinander. Der Spalt zwischen den Glattwalzen kann variabel sein, so daß mit
Hilfe der gleichen Profilwerkzeuge 3 durch Variation der Spaltbreite
unterschiedliche Soll-Profilstrukturen erhältlich sind.
Durch die Profilstruktur 6 wird sichergestellt, daß einer Rückfederung der
Blechlagen 5 entgegengewirkt wird. Die Gefahr einer Rückfederung der
Blechlagen 5 besteht dadurch, daß die Blechlagen 5 von einem Blechband 2
abgetrennt werden, welches auf einem Blechbandwickel 1 aufgewickelt ist.
Fig. 5 zeigt einen Stapel von ungewellten Blechlagen S mit einer Profilstruktur 6
sowie von gewellten Blechlagen 13. Die ungewellten Blechlagen 5 und die
gewellten Blechlagen 13 sind abwechselnd geschichtet. Durch die Profilstruktur 6
wird eine gewisse Vorspannung des Stapels 5 erreicht, wenn dieser um zwei
Fixpunkte 14, 15 gegensinnig verschlungen und in ein Mantelrohr 16 eingebracht
wird. Die Endbereiche der Blechlagen 5, 13 liegen an der Innenmantelfläche des
Mantelrohres 16 an. Die Randbereiche der Blechlagen können ganz oder teilweise
mit dem Mantelrohr 16 verbunden werden, insbesondere durch
Hochtemperaturlötung.
1
Wickel
2
Blechband
3
Profilwerkzeug
4
Trennstation
5
Blechlagen
6
Profil
7
Ebene
8
Durchdringung
9
Glattwalze
10
Reduktionseinrichtung
11
Knicklinie
12
Profilstruktur
13
gewellte Blechlage
14
,
15
Fixpunkt
16
Mantelrohr
Claims (8)
1. Verfahren zur Ausbildung wenigstens einer Blechlage (5) für einen
metallischen Wabenkörper () bei dem ein Blechband (2) von einem
Blechbandwickel (1) abgewickelt wird; das Blechband (2) wenigstens einem
Umformvorgang unterzogen wird, durch den dem Blechband (2) eine
Profilstruktur (12) verliehen wird, die eine im wesentlichen parallel zum
Blechband (2) verlaufende Ebene (7) wenigstens zweimal durchdringt; und
bei dem von dem Blechband (2) wenigstens eine Blechlage (5) vorgegebener
Länge abgetrennt wird, wobei die Profilstruktur (12) im wesentlichen in einer
Längsrichtung der Blechlage (5) verläuft.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Profilstruktur (12) die Ebene (7) mit
einer geraden Anzahl von Durchdringungen (8) durchdringt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Profilstruktur (12) im
wesentlichen symmetrisch ausgebildet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei dem der von der Profilstruktur (12)
zwischen zwei benachbarten Durchdringungen (8) eingeschlossener Winkel α
größer, vorzugsweise wesentlich größer als 90° ist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem das Blechband (2) zur
Ausbildung der Profilstruktur (12) zwischen wenigstens zwei kämmenden
Profilwerkzeugen (3) geführt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem das Blechband (2) zwischen wenigstens
zwei rotierenden Profilwalzen (3) geführt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem zunächst durch den
Umformvorgang eine Profilstruktur (12) ausgebildet wird, die stärker
ausgeprägt ist als eine vorgegebene Soll-Profilstruktur (6) und dann das
Blechband (2) mit der Profilstruktur (12) einer Reduktionseinrichtung (10)
zugeführt wird, in der die Profilstruktur (12) auf die Soll-Profilstruktur (6)
reduziert wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem das Blechband (2) in der
Reduktionseinrichtung (10) zwischen wenigstens zwei Glattwalzen (9)
geführt wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10015498A DE10015498A1 (de) | 1999-03-30 | 2000-03-29 | Verfahren zur Ausbildung wenigstens einer Blechlage für einen metallischen Wabenkörper |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19914500 | 1999-03-30 | ||
DE10015498A DE10015498A1 (de) | 1999-03-30 | 2000-03-29 | Verfahren zur Ausbildung wenigstens einer Blechlage für einen metallischen Wabenkörper |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10015498A1 true DE10015498A1 (de) | 2000-11-02 |
Family
ID=7903004
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE10015498A Withdrawn DE10015498A1 (de) | 1999-03-30 | 2000-03-29 | Verfahren zur Ausbildung wenigstens einer Blechlage für einen metallischen Wabenkörper |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE10015498A1 (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10304814B3 (de) * | 2003-02-06 | 2004-11-11 | Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh | Verfahren und Werkzeug zur Herstellung von strukturierten Blechlagen; Katalysator-Trägerkörper |
DE102009026190A1 (de) | 2009-07-16 | 2011-01-27 | Fachhochschule Lausitz | Vorrichtung zum Prägen variabler Oberflächenstrukturen in ebene Flächengebilden mit Hilfe walzenförmiger Prägestempel |
WO2011026163A1 (de) * | 2009-09-02 | 2011-03-10 | Harald Pust | Verfahren und system zum handhaben von aus einer metallfolie hergestelltem streckmaterial |
-
2000
- 2000-03-29 DE DE10015498A patent/DE10015498A1/de not_active Withdrawn
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10304814B3 (de) * | 2003-02-06 | 2004-11-11 | Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh | Verfahren und Werkzeug zur Herstellung von strukturierten Blechlagen; Katalysator-Trägerkörper |
DE10304814C5 (de) * | 2003-02-06 | 2009-07-02 | Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh | Verfahren und Werkzeug zur Herstellung von strukturierten Blechlagen; Katalysator-Trägerkörper |
US8336176B2 (en) | 2003-02-06 | 2012-12-25 | Emitec Gesellschaft Fuer Emissionstechnologie Mbh | Method and tool for producing structured sheet metal layers, method for producing a metal honeycomb body, and catalyst carrier body |
DE102009026190A1 (de) | 2009-07-16 | 2011-01-27 | Fachhochschule Lausitz | Vorrichtung zum Prägen variabler Oberflächenstrukturen in ebene Flächengebilden mit Hilfe walzenförmiger Prägestempel |
WO2011026163A1 (de) * | 2009-09-02 | 2011-03-10 | Harald Pust | Verfahren und system zum handhaben von aus einer metallfolie hergestelltem streckmaterial |
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Legal Events
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