DE102016210235A1

DE102016210235A1 - Verfahren zur Herstellung einer Wabenstruktur

Info

Publication number: DE102016210235A1
Application number: DE102016210235.4A
Authority: DE
Inventors: Alf Niedmann; Emmanuel Kraus; Alexander Möseler; Ferdi Kurth; Harald Kraus
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Vitesco Technologies GmbH
Priority date: 2016-06-09
Filing date: 2016-06-09
Publication date: 2017-12-28
Also published as: CN109154226A; JP2019521273A; JP6622429B2; WO2017211592A1; KR102130238B1; EP3469196A1; CN109154226B; US11078820B2; EP3469196B1; US20200340385A1; KR20190003760A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Wabenstruktur umfassend zumindest eine wenigstens teilweise strukturierte Metallfolie, wobei die Metallfolie in Teilbereichen der Wabenstruktur von einer benachbart angeordneten Metallfolie durch einen Luftspalt elektrisch isoliert beabstandet angeordnet ist, zumindest umfassend die folgenden Schritte:
a. Bereitstellen der zumindest einen Metallfolie;
b. Bereitstellen eines Formtellers mit einer Auflagefläche und mindestens einer sich in einer axialen Richtung von dem Auflageteller erstreckenden ersten Stegstruktur, wobei sich die erste Stegstruktur zudem in einer Ebene parallel zu der Auflagefläche erstreckt und den in der Wabenstruktur zu erzeugenden Luftspalt abbildet;
c. Anordnen der zumindest einen Metallfolie auf der Auflagefläche zwischen der ersten Stegstruktur.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Wabenstruktur. Die Wabenstruktur wird insbesondere gebildet durch zumindest eine, wenigstens teilweise strukturierte Metallfolie, die zur Erzeugung der Wabenstruktur gestapelt und/oder gewickelt und/oder gewunden wird. Die Wabenstruktur weist zumindest teilweise Strömungskanäle auf, durch die ein Fluid die Wabenstruktur von einer ersten Stirnseite zu einer zweiten Stirnseite durchströmen kann. Teilweise strukturiert bedeutet, dass die Metallfolie teilweise glatt, teilweise mit z. B. sinusförmigen Wellen, mit Löchern, mit Umlenkstrukturen oder ähnlichem ausgeführt ist. Die Wabenstruktur wird bevorzugt zur Behandlung von Abgas, insbesondere von Abgas einer Verbrennungskraftmaschine in einem Kraftfahrzeug, z. B. ein PKW, ein LKW, ein Schiff, ein Flugzeug, eingesetzt.
Die Wabenstruktur weist einen oder mehrere Luftspalte auf, die sich entlang einer axialen Richtung insbesondere von einer Stirnseite zur anderen Stirnseite erstrecken, wobei benachbart zueinander angeordnete Metallfolien durch den Luftspalt elektrisch isoliert angeordnet sind. Der Luftspalt erstreckt sich zusätzlich auch in einer Umfangsrichtung und/oder einer radialen Richtung durch die Wabenstruktur. Der Luftspalt dient z. B. der elektrischen Isolation in einem elektrisch beheizten Wabenkörper. Durch den Luftspalt wird der Verlauf eines Strompfades durch den Wabenkörper zumindest teilweise vorgegeben. Solche elektrisch beheizten Wabenkörper mit Luftspalt sind z. B. aus der WO 2013/150066 A1 bekannt.
Zur Einbringung eines Luftspalts in eine Wabenstruktur werden bisher oxidierte Glatt- und Wellfolien (oxidierte, zumindest teilweise strukturierte Metallfolien) in die Wabenstruktur mit eingewickelt, wobei diese dann nach dem Lötprozess wieder aus der Wabenstruktur entfernt werden.
Dabei kann, aufgrund der elastischen Stapelung der Metallfolien, eine ungleichmäßige Spannungsverteilung in der Wabenstruktur vorliegen, die zu einer negativen Lötqualität führen kann (fehlende Verbindung von benachbart zu einander angeordneten Metallfolien). Weiter kann beim Entfernen dieser den Luftspalt erzeugenden Metallfolien aus der Wabenstruktur nach dem Lötprozess die Wabenstruktur beschädigt werden, so dass Reparaturmaßnahmen oder Neufertigung der Wabenstruktur erforderlich werden. Darüber hinaus ist das Entfernen dieser Metallfolien sehr zeitaufwendig und nicht reproduzierbar durchführbar. Eine Automatisierung des Herstellungsprozesses ist damit nur schwer möglich. Die entfernten Metallfolien sind nicht wieder einsetzbar und werden als Schrott entsorgt.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme zumindest teilweise zu lösen und insbesondere ein Verfahren zur Herstellung einer Wabenstruktur mit Luftspalt bereitzustellen, bei dem eine gleichmäßige Vorspannung in der Wabenstruktur vor und während eines Verbindungsprozesses gewährleistet ist, eine Zerstörung der Mittel zur Erzeugung des Luftspalts vermieden wird, der Prozess automatisierbar wird und eine Wiederverwendung der eingesetzten Mittel zur Erzeugung des Luftspalts ermöglicht wird.
Diese Aufgaben werden gelöst mit einem Verfahren gemäß den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängig formulierten Patentansprüchen angegeben. Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den abhängig formulierten Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren. Darüber hinaus werden die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt werden.
Vorgeschlagen wird in diesem Zusammenhang ein Verfahren zur Herstellung einer Wabenstruktur umfassend zumindest eine wenigstens teilweise strukturierte Metallfolie, wobei die Metallfolie in Teilbereichen der Wabenstruktur von einer benachbart angeordneten Metallfolie durch einen Luftspalt elektrisch isoliert beabstandet angeordnet ist, zumindest umfassend die folgenden Schritte:

a. Bereitstellen der zumindest einen Metallfolie;
b. Bereitstellen eines Formtellers mit einer Auflagefläche und mindestens einer sich in einer axialen Richtung von der Auflagefläche erstreckenden ersten Stegstruktur, wobei sich die erste Stegstruktur zudem in einer Ebene parallel zu der Auflagefläche erstreckt und den in der Wabenstruktur zu erzeugenden Luftspalt abbildet;
c. Anordnen der zumindest einen Metallfolie auf der Auflagefläche zwischen der ersten Stegstruktur.

Hinsichtlich der Funktion und Anordnung eines Luftspalts zur Isolierung von Metallfolien und zur Führung eines Strompfads durch eine Wabenstruktur wird auf die eingangs angeführte WO 2013/150066 A1 verwiesen, die hiermit vollumfänglich in Bezug genommen wird.
Es wird hier also ein Formteller vorgeschlagen, der eine erste Stegstruktur aufweist. Der Formteller und insbesondere die erste Stegstruktur sind aus einem temperaturfesten Werkstoff, z. B. einer Stahllegierung, einer Keramik oder ähnlichem hergestellt. Die Stegstruktur bildet bevorzugt den zu erzeugenden Luftspalt in der fertig hergestellten (also auch z. B. durch einen Lötprozess verbundenen) Wabenstruktur. Dazu weist die erste Stegstruktur, ausgehend von einer Auflagefläche des Formtellers, in der axialen Richtung eine Höhe auf, so dass die in der ersten Stegstruktur anzuordnenden Metallfolien weit genug in die erste Stegstruktur eintauchen können, so ein festgelegter Luftspalt entlang der axialen Richtung mit konstanter Breite erzeugbar ist. Die erste Stegstruktur erstreckt sich insbesondere in der axialen Richtung mit bevorzugt konstanter Höhe. Weiter erstreckt sich die Stegstruktur in einer Ebene parallel zur Auflagefläche, also quer zur axialen Richtung, insbesondere spiralförmig. So kann durch die Stegstruktur ein Strompfad in der Wabenstruktur vorgegeben werden.
In dem Schritt c. wird die zumindest eine Metallfolie auf der Auflagefläche und innerhalb der ersten Stegstruktur, also zwischen den Wänden der ersten Stegstruktur, angeordnet.
Weiter wird vorgeschlagen, dass in einem weiteren Schritt d. der Formteller zusammen mit der zumindest einen Metallfolie einem Verbindungsschritt zugeführt wird, in dem die zumindest eine Metallfolie untereinander zur dauerfesten Ausbildung der Wabenstruktur verbunden wird, wobei in einem darauffolgenden Schritt e. der Formteller mit der ersten Stegstruktur aus der Wabenstruktur entfernt wird.
Der Verbindungsschritt umfasst insbesondere einen Lötprozess, bevorzugt einen Lötprozess, bei dem bei Temperaturen von 800 bis 1200 °C [Grad Celsius] ein Lotmaterial aufgeschmolzen und die benachbart und einander berührenden Metallfolien an dafür vorgesehenen Positionen miteinander verbunden werden. Dieser Lötprozess ist für die Herstellung der hier beschriebenen Wabenkörper bekannt.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung weist der Formteller eine Mehrzahl von ersten Öffnungen auf, die sich in der axialen Richtung durch den Formteller erstrecken, wobei durch zumindest eine der ersten Öffnungen ein Stützstift durchführbar ist zur Anordnung in der Wabenstruktur nach Schritt c..
Der Stützstift dient insbesondere zur Beabstandung von einem, und zur Fixierung der Wabenstruktur durch einen sogenannten Stützwabenkörper, der stromabwärts oder stromaufwärts von der Wabenstruktur in einer Fluid-(Abgas-)Leitung anordenbar ist.
Der Stützstift wird hier insbesondere nur zur Kontrolle der Lage/der Position der hergestellten Wabenstruktur eingesetzt. So kann für spätere Prozessschritte sichergestellt werden, dass die Wabenstruktur mit anderen Stützwabenstrukturen reproduzierbar verbindbar ist.
Insbesondere wird in Schritt c. des Verfahrens zusätzlich eine Wickelspirale eingesetzt, die eine spiralförmige zweite Stegstruktur aufweist, die der ersten Stegstruktur entspricht; wobei die zweite Stegstruktur an einer dem Formteller zugewandten ersten Stirnseite in der axialen Richtung bündig abschließt, wobei die zweite Stegstruktur an der zweiten Stirnseite eine Steigung aufweist, wobei sich die zweite Stirnseite ausgehend von einem Zentrum der zweiten Stegstruktur entlang der spiralförmigen Windungen kontinuierlich der ersten Stirnseite annähert; und wobei die Wickelspirale zumindest zwei Stifte aufweist, die sich ausgehend von dem Zentrum weiter entlang der axialen Richtung erstrecken; wobei die zumindest eine Metallfolie zwischen den zwei Stiften aufgenommen wird und durch Drehung der Wickelspirale kontinuierlich in die zweite Stegstruktur aufgenommen und dann in die erste Stegstruktur überführt wird.
Die Wickelspirale ermöglicht insbesondere eine automatisierte Anordnung der mindestens einen Metallfolie in der ersten Stegstruktur. Dieser Vorgang wird in der folgenden Figurenbeschreibung genau erläutert. Ausgehend von einer ersten Stirnseite der Wickelspirale, die dem Formteller und der darauf angeordneten ersten Stegstruktur zugewandt ist, erstreckt sich eine zweite Stegstruktur spiralförmig, zum einen entlang einer Umfangsrichtung und in einer radialen Richtung von außen nach innen und zum anderen mit jeder Windung auch in der axialen Richtung. Die (komplette) zweite Stegstruktur schließt dabei bündig an der ersten Stirnseite ab, wobei die zweite Stegstruktur sich an der zweiten Stirnseite mit einer Steigung immer weiter entlang der axialen Richtung erstreckt, so dass ein Zentrum an der zweiten Stirnseite der zweiten Stegstruktur in einem größten Abstand von der ersten Stirnseite angeordnet ist. Die Steigung der spiraligen zweiten Stegstruktur ermöglicht, dass bei Drehung der Wickelspirale die eine Metallfolie (oder der Stapel von Metallfolien) ausgehend von dem Zentrum sukzessive spiralig aufwickelt wird und immer mehr Windungen (ausgehend von einer innersten Windung im Zentrum hin zu einer äußersten Windung) in der zweiten Stegstruktur aufgenommen werden.
Die zweite Stegstruktur bildet dabei ebenfalls die vorbestimmten Luftspalte in der Wabenstruktur. Die zweite Stegstruktur entspricht zumindest im Wesentlichen der Form der ersten Stegstruktur (in einer Ebene quer zur axialen Richtung). Damit kann die mindestens eine Metallfolie von der Wickelspirale entlang der axialen Richtung in die erste Stegstruktur des Formtellers überführt und die Wickelspirale für den nächsten Wickelvorgang weiterverwendet werden.
Insbesondere weist die Wickelspirale sich von der zweiten Stegstruktur an der ersten Stirnseite erstreckende Mitnehmerstifte auf, die sich in zweite Öffnungen in der ersten Stegstruktur und/oder im Formteller und/oder in erste Öffnungen im Formteller hinein erstrecken.
Diese Mitnehmerstifte stellen insbesondere eine fluchtende Anordnung von erster Stegstruktur und zweiter Stegstruktur sicher. Weiterhin kann so die Drehbewegung von Formteller und Wickelspirale zum Aufwickeln der mindestens einen Metallfolie gekoppelt werden.
Weiter wird vorgeschlagen, in Schritt c. zudem ein Wickelteller einzusetzen, der einen sich spiralförmig erstreckenden Schlitz aufweist, der der zweiten Stegstruktur entspricht; wobei während der Drehung der Wickelspirale die Wickelspirale mit der zweiten Stegstruktur und beginnend mit dem Zentrum in den Schlitz eintaucht und so die zwischen dem Wickelteller und der Wickelspirale angeordnete zumindest eine Metallfolie sukzessive entlang der axialen Richtung in die Wickelspirale eingeführt und schließlich in die erste Stegstruktur überführt wird.
Der Wickelteller ist insbesondere eben ausgeführt, so dass die mindestens eine Metallfolie bevorzugt in ihrer gesamten Erstreckung entlang der axialen Richtung geführt wird.
Insbesondere ist die Bewegung entlang der axialen Richtung mit der Drehung von Wickelteller und Formteller gekoppelt und/oder synchronisiert.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung bildet die zumindest eine wenigstens teilweise strukturierte Metallfolie vor dem Anordnen in der ersten Stegstruktur einen mehrlagigen Stapel. Insbesondere ist eine Metallfolie zur Bildung eines Stapels mehrfach gefaltet. Es können aber auch mehrere, insbesondere unterschiedlich strukturierte (oder zumindest teilweise nicht strukturierte, also im Wesentlichen glatte) Metallfolien aufeinander zu einem Stapel angeordnet werden.
Es wird weiter eine Wickelvorrichtung zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens vorgeschlagen, zumindest umfassend einen Formteller mit einer ersten Stegstruktur.
Insbesondere umfasst die Wickelvorrichtung weiter zumindest eine Wickelspirale mit einer zweiten Stegstruktur und einen Wickelteller.
Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren besonders bevorzugte Ausführungsvarianten der Erfindung zeigen, diese jedoch nicht darauf beschränkt ist. Dabei sind gleiche Bauteile in den Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen. Es zeigen schematisch:
1: einen Stapel Metallfolien in perspektivischer Ansicht;
2: einen Formteller in perspektivischer Ansicht;
3: eine Wabenstruktur und einen Formteller in perspektivischer Ansicht;
4: eine fertig hergestellte Wabenstruktur mit Luftspalt in perspektivischer Ansicht;
5: einen zweiten Formteller in perspektivischer Ansicht; und
6: eine Wickelvorrichtung in Explosionsdarstellung und in perspektivischer Ansicht.
1 zeigt einen Stapel 24 Metallfolien 2 in perspektivischer Ansicht und den Verfahrensschritt a.
2 zeigt einen Formteller 5 in perspektivischer Ansicht und den Verfahrensschritt b. Der Formteller 5 weist eine erste Stegstruktur 8 auf. Die erste Stegstruktur 8 bildet den zu erzeugenden Luftspalt 4 in der fertig hergestellten (also auch z. B. durch einen Lötprozess verbundenen) Wabenstruktur 1 (siehe 4). Dazu weist die erste Stegstruktur 8, ausgehend von der Auflagefläche 6 des Formtellers 5, in der axialen Richtung 7 eine Höhe auf, so dass die in der ersten Stegstruktur 8 anzuordnenden Metallfolien 2 weit genug in die erste Stegstruktur 8 eintauchen können, so ein festgelegter Luftspalt 4 entlang der axialen Richtung 7 mit konstanter Breite erzeugbar ist (siehe 3). Die erste Stegstruktur 8 erstreckt sich in einer Ebene 9 parallel zur Auflagefläche 6, also quer zur axialen Richtung 7. So kann durch die erste Stegstruktur 8 ein Strompfad in der Wabenstruktur 1 vorgegeben werden. Weiter weist der Formteller 5 eine Mehrzahl von ersten Öffnungen 10 auf, die sich in der axialen Richtung 7 durch den Formteller 5 erstrecken, wobei durch zumindest eine der ersten Öffnungen 10 ein Stützstift 11 durchführbar ist zur Anordnung in der Wabenstruktur 1 nach Schritt c.
3 zeigt einen Formteller 5 und eine darauf angeordnete Wabenstruktur 1 in perspektivischer Ansicht und Verfahrensschritt c. Die erste Stegstruktur 8 erstreckt sich hier in der axialen Richtung 7 mit konstanter Höhe. Die erste Wabenstruktur 1 umfasst hier eine Mehrzahl von wenigstens teilweise strukturierten Metallfolien 2, wobei einzelne Metallfolien 2 in Teilbereichen 3 der Wabenstruktur 1 von einer benachbart angeordneten Metallfolie 2 durch einen Luftspalt 4 elektrisch isoliert beabstandet angeordnet sind.
In diesem Zustand werden in einem weiteren Schritt d. der Formteller 5 zusammen mit der zumindest einen Metallfolie 2 einem Verbindungsschritt zugeführt, in dem die zumindest eine Metallfolie 2 untereinander zur dauerfesten Ausbildung der Wabenstruktur 1 verbunden wird.
4 zeigt eine fertig hergestellte Wabenstruktur 1 mit Luftspalt 4 in perspektivischer Ansicht. In Schritt e. ist der Formteller 5 mit der ersten Stegstruktur 8 aus der Wabenstruktur 1 entfernt worden.
5 zeigt einen zweiten Formteller 5 in perspektivischer Ansicht. Die Ausführungen zu 2 gelten entsprechend. Hier ist ebenfalls eine Mehrzahl von ersten Öffnungen 10 vorgesehen, die sich in der axialen Richtung 7 durch den Formteller 5 erstrecken. Die erste Stegstruktur 8 umfasst mehrere Windungen 18 und weist weiter zweite Öffnungen 21 auf, in die sich Mitnehmerstifte 20 der Wickelspirale 12 erstrecken können (siehe 6).
6 zeigt eine Wickelvorrichtung 25 in Explosionsdarstellung und in perspektivischer Ansicht. Die hier gezeigte Wickelvorrichtung 25 wird in Schritt c. des Verfahrens eingesetzt. Die Wickelvorrichtung 25 umfasst eine Aufnahme 26 die in zumindest in einer Umfangsrichtung 27 antreibbar ist. Weiter umfasst die Wickelvorrichtung 25 einen Formteller 5, eine Wickelspirale 12 sowie einen Wickelteller 22.
Die Wickelspirale 12 weist eine spiralförmige zweite Stegstruktur 13 auf, die der ersten Stegstruktur 8 auf dem Formteller 5 entspricht; wobei die zweite Stegstruktur 13 an einer dem Formteller 5 zugewandten ersten Stirnseite 14 in der axialen Richtung 7 bündig abschließt, wobei die zweite Stegstruktur 13 an der zweiten Stirnseite 15 eine Steigung 16 aufweist. Die zweite Stirnseite 15 nähert sich, ausgehend von einem Zentrum 17 der zweiten Stegstruktur 13 entlang der spiralförmigen Windungen 18 kontinuierlich der ersten Stirnseite 13 an; und wobei die Wickelspirale 12 zumindest zwei Stifte 19 aufweist, die sich ausgehend von dem Zentrum 17 weiter entlang der axialen Richtung 7 erstrecken. Der Stapel 24 von Metallfolien 2 wird zwischen den zwei Stiften 19 aufgenommen und durch Drehung der Wickelspirale 12 kontinuierlich in die zweite Stegstruktur 13 aufgenommen und dann in die erste Stegstruktur 8 überführt.
Die Wickelspirale 12 ermöglicht so eine automatisierte Anordnung der mindestens einen Metallfolie 2 in der ersten Stegstruktur 8. Ausgehend von einer ersten Stirnseite 14 der Wickelspirale 12, die dem Formteller 5 und der darauf angeordneten ersten Stegstruktur 8 zugewandt ist, erstreckt sich eine zweite Stegstruktur 13 spiralförmig, zum einen entlang einer Umfangsrichtung 27 und in einer radialen Richtung 28 von außen nach innen und zum anderen mit jeder Windung 18 auch in der axialen Richtung 7. Die komplette zweite Stegstruktur 13 schließt dabei bündig an der ersten Stirnseite 14 ab, wobei die zweite Stegstruktur 13 sich an der zweiten Stirnseite 15 mit einer Steigung 16 immer weiter entlang der axialen Richtung 7 erstreckt, so dass ein Zentrum 17 an der zweiten Stirnseite 15 der zweiten Stegstruktur in einem größten Abstand von der ersten Stirnseite 14 angeordnet ist. Die Steigung 16 der spiraligen zweiten Stegstruktur 13 ermöglicht, dass bei Drehung der Wickelspirale 12 die eine Metallfolie 2 (bzw. der Stapel 24 von Metallfolien 2) ausgehend von dem Zentrum 17 sukzessive spiralig aufwickelt wird und immer mehr Windungen 18 (ausgehend von einer innersten Windung 18 im Zentrum 17 hin zu einer äußersten Windung 18) in der zweiten Stegstruktur 13 aufgenommen werden.
Die zweite Stegstruktur 13 bildet dabei ebenfalls die vorbestimmten Luftspalte 4 in der Wabenstruktur 1. Die zweite Stegstruktur 13 entspricht zumindest im Wesentlichen der Form der ersten Stegstruktur 8 (in einer Ebene 9 quer zur axialen Richtung 7). Damit kann die mindestens eine Metallfolie 2 von der Wickelspirale 12 entlang der axialen Richtung 7 in die erste Stegstruktur 8 des Formtellers 5 überführt und die Wickelspirale 12 für den nächsten Wickelvorgang weiterverwendet werden.
Hier weist die Wickelspirale 12 sich von der zweiten Stegstruktur 13 an der ersten Stirnseite 14 in der axialen Richtung 7 erstreckende Mitnehmerstifte 20 auf, die sich in zweite Öffnungen 21 in der ersten Stegstruktur 8 und/oder im Formteller 5 und/oder in erste Öffnungen 10 im Formteller 5 hinein erstrecken.
Diese Mitnehmerstifte 20 stellen eine fluchtende Anordnung von erster Stegstruktur 8 und zweiter Stegstruktur 13 sicher. Weiterhin kann so die Drehbewegung von Aufnahme 26, Formteller 5 und Wickelspirale 12 zum Aufwickeln der mindestens einen Metallfolie 2 gekoppelt werden.
Hier ist weiter ein Wickelteller 22 gezeigt, der einen sich spiralförmig erstreckenden Schlitz 23 aufweist, der der zweiten Stegstruktur 13 entspricht. Die Wickelspirale 12 taucht während der Drehung der Wickelspirale 12 mit der zweiten Stegstruktur 13 und beginnend mit dem Zentrum 17 in den Schlitz 23 ein und überführt so die zwischen dem Wickelteller 22 und der Wickelspirale 12 angeordnete zumindest eine Metallfolie 2 sukzessive entlang der axialen Richtung 7 in die Wickelspirale 12 und schließlich in die erste Stegstruktur 8.
Der Wickelteller 22 ist hier eben ausgeführt, so dass die mindestens eine Metallfolie 2 im Wesentlichen in ihrer gesamten Erstreckung entlang der axialen Richtung 7 geführt wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2013/150066 A1 [0002, 0008]

Claims

Verfahren zur Herstellung einer Wabenstruktur (1) umfassend zumindest eine wenigstens teilweise strukturierte Metallfolie (2), wobei die Metallfolie (2) in Teilbereichen (3) der Wabenstruktur (1) von einer benachbart angeordneten Metallfolie (2) durch einen Luftspalt (4) elektrisch isoliert beabstandet angeordnet ist, zumindest umfassend die folgenden Schritte: a. Bereitstellen der zumindest einen Metallfolie (2); b. Bereitstellen eines Formtellers (5) mit einer Auflagefläche (6) und mindestens einer sich in einer axialen Richtung (7) von der Auflagefläche (6) erstreckenden ersten Stegstruktur (8), wobei sich die erste Stegstruktur (8) zudem in einer Ebene (9) parallel zu der Auflagefläche (6) erstreckt und den in der Wabenstruktur (1) zu erzeugenden Luftspalt (4) abbildet; c. Anordnen der zumindest einen Metallfolie (2) auf der Auflagefläche (6) in der ersten Stegstruktur (8).
Verfahren nach Anspruch 1, wobei in einem weiteren Schritt d. der Formteller (5) zusammen mit der zumindest einen Metallfolie (2) einem Verbindungsschritt zugeführt wird, in dem die zumindest eine Metallfolie (2) untereinander zur dauerfesten Ausbildung der Wabenstruktur (1) verbunden wird, wobei in einem darauffolgenden Schritt e. der Formteller (5) mit der ersten Stegstruktur (8) aus der Wabenstruktur (1) entfernt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Verbindungsschritt einen Lötprozess umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Formteller (5) eine Mehrzahl von ersten Öffnungen (10) aufweist, die sich in der axialen Richtung (7) durch den Formteller (5) erstrecken, wobei durch zumindest eine der ersten Öffnungen (10) ein Stützstift (11) durchführbar ist zur Anordnung in der Wabenstruktur (1) nach Schritt c.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in Schritt c. des Verfahrens zusätzlich eine Wickelspirale (12) eingesetzt wird, die eine spiralförmige zweite Stegstruktur (13) aufweist, die der ersten Stegstruktur (8) entspricht; wobei die zweite Stegstruktur (13) an einer dem Formteller (5) zugewandten ersten Stirnseite (14) in der axialen Richtung (7) bündig abschließt, wobei die zweite Stegstruktur (13) an der zweiten Stirnseite (15) eine Steigung (16) aufweist, wobei sich die zweite Stirnseite (15) ausgehend von einem Zentrum (17) der zweiten Stegstruktur (13) entlang der spiralförmigen Windungen (18) kontinuierlich der ersten Stirnseite (14) annähert; und wobei die Wickelspirale (12) zumindest zwei Stifte (19) aufweist, die sich ausgehend von dem Zentrum (17) weiter entlang der axialen Richtung (7) erstrecken; wobei die zumindest eine Metallfolie (2) zwischen den zumindest zwei Stiften (19) aufgenommen wird und durch Drehung der Wickelspirale (12) kontinuierlich in die zweite Stegstruktur (13) aufgenommen und dann in die erste Stegstruktur (8) überführt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Wickelspirale (12) sich von der zweiten Stegstruktur (13) an der ersten Stirnseite (14) erstreckende Mitnehmerstifte (20) aufweist, die sich in zweite Öffnungen (21) in der ersten Stegstruktur (8) und/oder im Formteller (5) und/oder in erste Öffnungen (10) im Formteller (5) hinein erstrecken.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, wobei in Schritt c. zudem ein Wickelteller (22) eingesetzt wird, der einen sich spiralförmig erstreckenden Schlitz (23) aufweist, der der zweiten Stegstruktur (13) entspricht; wobei während der Drehung der Wickelspirale (12) die Wickelspirale (12) mit der zweiten Stegstruktur (13) und beginnend mit dem Zentrum (17) in den Schlitz (23) eintaucht und so die zwischen dem Wickelteller (22) und der Wickelspirale (12) angeordnete zumindest eine Metallfolie (2) sukzessive entlang der axialen Richtung (7) in die Wickelspirale (12) eingeführt und schließlich in die erste Stegstruktur (8) überführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zumindest eine wenigstens teilweise strukturierte Metallfolie (2) vor dem Anordnen in der ersten Stegstruktur (8) einen mehrlagigen Stapel (24) bildet.
Wickelvorrichtung (25) zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, zumindest umfassend einen Formteller (5) mit einer ersten Stegstruktur (8).
Wickelvorrichtung (25) nach Anspruch 9, wobei die Wickelvorrichtung (25) weiter zumindest eine Wickelspirale (12) mit einer zweiten Stegstruktur (13) und einen Wickelteller (22) umfasst.