EP0925128A1 - Verfahren und vorrichtungen zum herstellen eines metallbleches mit einer wellung und einer quer dazu liegenden mikrostruktur - Google Patents

Verfahren und vorrichtungen zum herstellen eines metallbleches mit einer wellung und einer quer dazu liegenden mikrostruktur

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EP0925128A1
EP0925128A1 EP97944760A EP97944760A EP0925128A1 EP 0925128 A1 EP0925128 A1 EP 0925128A1 EP 97944760 A EP97944760 A EP 97944760A EP 97944760 A EP97944760 A EP 97944760A EP 0925128 A1 EP0925128 A1 EP 0925128A1
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EP
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microstructures
corrugation
corrugated
microstructure
corrugated rollers
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Emitec Gesellschaft fuer Emissionstechnologie mbH
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    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D13/00—Corrugating sheet metal, rods or profiles; Bending sheet metal, rods or profiles into wave form
    • B21D13/04—Corrugating sheet metal, rods or profiles; Bending sheet metal, rods or profiles into wave form by rolling
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28—Construction of catalytic reactors
    • F01N3/2803—Construction of catalytic reactors characterised by structure, by material or by manufacturing of catalyst support
    • F01N3/2807—Metal other than sintered metal
    • F01N3/281—Metallic honeycomb monoliths made of stacked or rolled sheets, foils or plates
    • F01N3/2821—Metallic honeycomb monoliths made of stacked or rolled sheets, foils or plates the support being provided with means to enhance the mixing process inside the converter, e.g. sheets, plates or foils with protrusions or projections to create turbulence
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2330/00—Structure of catalyst support or particle filter
    • F01N2330/02—Metallic plates or honeycombs, e.g. superposed or rolled-up corrugated or otherwise deformed sheet metal
    • F01N2330/04—Methods of manufacturing

Definitions

  • the present invention relates to a method and devices for producing a metal sheet with a corrugation which has a first predetermined corrugation height, the sheet metal having a microstructure with a second, substantially smaller corrugation height transversely or at an angle to the corrugation.
  • Such metal sheets are mainly processed into honeycomb bodies for catalytic converters, such as those used in particular in exhaust systems of motor vehicles.
  • the invention is not limited to this application, since z. B. Applications in heat exchangers are possible.
  • a microstructure in a corrugated sheet is understood to mean a structure which has a significantly lower height than the corrugation of the sheet.
  • a microstructure can protrude from a sheet on one or both sides, for example by at least 15 ⁇ or by 0.01 to about 0.3 times the corrugation height of the metal sheet.
  • Corrugated metal sheets are generally produced in the prior art by corrugating rollers which mesh with one another and which preferably have an involute toothing or a similarly shaped toothing.
  • other corrugated shapes for example trapezoidal shape, zigzag shape, etc., are also known.
  • TS design transverse structures
  • the prior art therefore provides for microstructures to be arranged one behind the other at specific intervals in the direction of flow, in particular at intervals of less than 20 mm, in particular less than 10 mm.
  • microstructures were relatively small in relation to the typical thickness of sheets for honeycomb bodies, it had previously been assumed that they would not significantly interfere with the further manufacturing process, so that processing was carried out in the usual corrugated rolls and further with known manufacturing steps for forming a honeycomb body .
  • the object of the present invention is therefore to create a production method and a corresponding device with which corrugated metal sheets with microstructures that run diagonally or diagonally to the corrugation can be produced economically and without undue cold deformation.
  • a device according to claim 1 and a method according to claim 9 serve to achieve this object.
  • Advantageous embodiments are specified in the respective dependent claims.
  • the device according to the invention for producing a metal sheet with a corrugation which has a first predetermined corrugation height, the sheet metal having a microstructure with a second, substantially smaller corrugation height transversely or at an angle to the corrugation contains a device for producing the microstructure, a pair intermeshing corrugated rollers which are arranged behind the device for producing the microstructure, the corrugated rollers having recesses on their outer surfaces which are suitably arranged and / or are large enough to accommodate the microstructures so that the microstructures are not of corrugation with the metal sheet the corrugated rollers are deformed.
  • Corrugated rollers with a type of involute toothing are typically used, but the invention is not restricted to this type of roller.
  • all types of corrugated rolls have a certain ses game to each other, which means that it is difficult to reproduce distances on the flanks and / or on the tips of the teeth or in the spaces between the teeth during the production process.
  • this play has no influence whatsoever on the height of the microstructures.
  • the device for generating the microstructure and the corrugated rollers can be adjusted relative to one another in such a way that the generated microstructures always meet in recesses in the corrugated rollers.
  • the easiest way to achieve this is by a very close spatial arrangement, but it can also be achieved by suitable adjustment devices at larger distances.
  • honeycomb bodies are formed from alternating layers of smooth and corrugated metal sheets or from alternating layers of differently corrugated metal sheets, various designs being known, for example sheet metal layers that are spirally wound, S-shaped or entangled in the manner of an involute.
  • a special embodiment of the device according to the invention provides that at least one smoothing device is arranged downstream of the corrugated rollers, which can flatten the microstructures on the corrugated peaks of the corrugated sheet on one side or on both sides.
  • Such a device can be, for example, a corrugated roller with cutouts that runs against a flat roller.
  • microstructures on the wave crests are flattened where they would have no influence on the flow that later flows in the honeycomb body, which considerably simplifies the connection by means of solder.
  • the other microstructures remain unchanged and can perform their intended function without further disruption to the production process.
  • corrugated rollers instead of corrugated rollers and the smoothing device arranged behind them, which have no recesses in their troughs, so that the microstructures can be flattened there. This can be achieved particularly well if the corrugated rollers have only a slight play between opposite troughs and wave crests.
  • the method according to the invention for producing a metal sheet with a corrugation and a microstructure has the following steps:
  • Fig. 1 shows schematically a corrugated device according to the invention and Fig. 2 schematically shows the production process according to the invention
  • FIG. 1 the heart of the present invention, namely a shaft device for sheet metal is shown.
  • a metal sheet 1 which has already been provided in a device for producing microstructures with downward facing microstructures 6 and with upward facing microstructures 7, is fed to a pair of corrugated rollers 3a, 3b.
  • These corrugated rollers have cutouts 8 on their surface, which are in particular in the form of grooves. These cutouts 8, of which only one is shown in the drawing, accommodate the previously created microstructures 6, 7, so that they are not influenced by the corrugation process when the sheet is corrugated.
  • the height of the microstructures 6, 7 is significantly smaller than the first corrugation height A of the corrugated metal sheet 1.
  • the metal sheet 1 runs initially by means 2a, 2b for generating the microstructure, as is known from the prior art.
  • it can be cylindrical rollers with corresponding surface structures or individual narrow disks which are brought together and which apply the microstructure to the metal sheet 1 by cold working.
  • This is then fed to a pair of corrugated rollers 3a, 3b, as shown in more detail in FIG. 1.
  • the microstructures on the wave crests 9, 10 of the corrugated metal sheet 1 are undesirable, they can be smoothed by smoothing devices 4a, 4b or 5a, 5b.
  • Such smoothing devices consist, for example, of a cylindrical roller 4a or 5b with a smooth surface, which runs against a corrugated roller 4b or 5a, these corrugated rollers preferably having the same cutouts as those used to produce the corrugation.
  • Corrugated metal sheets produced in this way and provided with microstructures can be used in particular for honeycomb bodies in exhaust systems. They increase the heat transfer between the honeycomb body and a fluid flowing through and accelerate diffusion processes, which is particularly advantageous for the effectiveness of a catalytic converter.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen eines Metallbleches (1) mit einer Wellung, die eine erste vorgegebene Wellhöhe (A) aufweist, wobei das Blech (1) quer oder in einem Winkel zu der Wellung eine Mikrostruktur (6, 7) mit einer zweiten, wesentlich kleineren Wellhöhe (B) aufweist, umfassend eine Einrichtung (2a, 2b) zur Erzeugung der Mikrostruktur (6, 7), ein Paar miteinander kämmende Wellwalzen (3a, 3b), welche hinter der Einrichtung (2a, 2b) zur Erzeugung der Mikrostruktur angeordnet sind, wobei die Wellwalzen (3a, 3b) an ihren Außenflächen Aussparungen (8) aufweisen, die passend angeordnet und genügend groß für die Aufnahme der Mikrostrukturen (6, 7) sind, so daß die Mikrostrukturen (6, 7) beim Wellen des Metallbleches (1) nicht von den Wellwalzen (3a, 3b) verformt werden.

Description

Verfahren und Vorrichtungen zum Herstellen eines Metallbleches mit einer Wellung und einer quer dazu liegenden MikroStruktur
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und Vorrichtungen zum Herstellen eines MetaUbleches mit einer Wellung, die eine erste vorgegebene Wellhöhe aufweist, wobei das Blech quer oder in einem Winkel zu der Welle eine MikroStruktur mit einer zweiten, wesentlich kleineren Wellhöhe hat. Solche Metallbleche werden vor allem zu Wabenkörpern für kataly tische Konverter verarbeitet, wie sie insbesondere in Abgasanlagen von Kraftfahrzeugen Einsatz finden. Jedoch ist die Erfindung nicht auf diese Anwendung beschränkt, da auch z. B. Anwendungen in Wärmetauschern möglich sind.
Einzelheiten zu der Form und den Vorteilen von solchen MikroStrukturen sind z.B. in der WO 90/08249 oder der WO 96/09892 beschrieben. Wie schon im Stand der Technik wird unter einer MikroStruktur in einem gewellten Blech eine Struktur verstanden, welche eine wesentlich geringere Höhe hat als die Wellung des Bleches. Insbesondere kann eine MikroStruktur zu einer oder beiden Seiten aus einem Blech herausragen, und zwar bei- spielsweise um mindestens 15 μ oder um das 0,01 bis etwa 0,3fache der Wellhöhe des MetaUbleches.
Gewellte Metallbleche werden im Stand der Technik im allgemeinen durch miteinander kämmende Wellwalzen hergestellt, die vorzugsweise eine Evol- ventenverzahnung oder eine ähnlich gestaltete Verzahnung aufweisen. Es sind jedoch auch andere Wellformen, z.B. Trapezform, Zickzackform etc., bekannt. In einem von Abgas durchströmten Wabenkörper, insbesondere in einem kataly tischen Konverter, bewirken quer oder schräg zur Strömungsrichtung verlaufende MikroStrukturen, sogenannte Transversalstrukturen (TS- Design), einen besseren Wärmeübergang zwischen Abgas und Wabenkörper und eine Verbesserung der Diffusionsvorgänge, die für die katalytische Effektivität des Wabenkörpers wichtig sind.
Im Stand der Technik ist daher vorgesehen, MikroStrukturen in bestimmten Abständen in Strömungsrichtung hintereinander anzuordnen, insbesondere in Abständen von weniger als 20 mm, insbesondere von weniger als 10 mm.
Da die MikroStrukturen im Verhältnis zur typischen Dicke von Blechen für Wabenkörper relativ klein waren, war man bisher davon ausgegangen, daß sie den weiteren Fertigungsprozeß nicht maßgeblich stören, so daß eine Verarbeitung in den üblichen Wellwalzen und im weiteren mit bekannten Herstellungsschritten zur Ausbildung eines Wabenkörpers erfolgte.
Es hat sich aber gezeigt, daß beim Wellen eines Bleches, welches schon MikroStrukturen aufweist, diese MikroStrukturen zum Teil wieder flachgedrückt werden, wobei dies zusätzlich noch, abhängig vom Spiel der Wellwalzen zueinander, unregelmäßig erfolgt. Bei dieser Art der Herstellung mußten die MikroStrukturen zunächst mit einer größeren Wellhöhe hergestellt werden als im Endergebnis gewünscht war, um diesen Effekt auszugleichen. Die dabei auftretenden Kaltverformungen waren bei manchen Ausgangsmaterialien nur noch schwer ohne Schäden zu erreichen. Bei immer dünner werdenden Blechen und immer kleineren Wellhöhe verstärkt sich dieses Problem. Da inzwischen Wabenkörper mit z.B. 500 Zellen pro Inch2 (cpsi) und mehr hergestellt werden sollen, wobei auch Bleche bis zu einer Dicke von unter 30 um in Betracht gezogen werden, ergaben sich immer stärkere herstellungstechnische Schwierigkeiten .
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Herstellungsverfahren und eine entsprechende Vorrichtung zu schaffen, mit denen gewellte Metall- bleche mit quer oder schräg zur Wellung laufenden MikroStrukturen wirtschaftlich und ohne unzulässige Kaltverformung hergestellt werden können.
Zur Lösung dieser Aufgabe dient eine Vorrichtung gemäß dem Anspruch 1 sowie ein Verfahren gemäß dem Anspruch 9. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den jeweils abhängigen Ansprüchen angegeben.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Herstellen eines Metallbleches mit einer Wellung, die eine erste vorgegebene Wellhöhe aufweist, wobei das Blech quer oder in einem Winkel zu der Wellung eine MikroStruktur mit einer zweiten, wesentlich kleineren Wellhöhe aufweist, enthält eine Einrichtung zur Erzeugung der MikroStruktur, ein Paar miteinander kämmende Well walzen, welche hinter der Einrichtung zur Erzeugung der MikroStruktur angeordnet sind, wobei die Wellwalzen an ihren Außenflächen Aussparungen aufweisen, die passend angeordnet und/oder genügend groß für die Aufnahme der MikroStrukturen sind, so daß die MikroStrukturen beim Wellen des Metallbleches nicht von den Wellwalzen verformt werden. Obwohl die Herstellung eines solchen Wellwalzenpaares insbesondere für schräg verlaufende MikroStrukturen relativ aufwendig ist, ergibt sich doch der ent- scheidende Vorteil, daß MikroStrukturen mit exakt definierter und überall gleichbleibender Höhe hergestellt werden können, ohne daß zunächst eine sehr starke Kaltverformung stattfinden muß, die später wieder teilweise durch den Wellvorgang flachgedrückt wird. Eine solche Vorrichtung kann daher insbesondere auch für die Herstellung von MikroStrukturen in gewellten Blechlagen einer Dicke von z.B. 25 bis 50 um problemlos angewendet werden.
Typischer weise werden Wellwalzen mit einer Art Evolventenverzahnung verwendet, wobei die Erfindung aber nicht auf diese Art von Walzen beschränkt ist. Im allgemeinen haben alle Arten von Wellwalzen ein gewis- ses Spiel zueinander, wodurch an den Flanken und/oder auf den Kuppen der Zähne bzw. in den Zwischenräumen zwischen den Zähnen während des Produktionsprozesses nur schwer reproduzierbare Abstände auftreten können. Bei den erfindungsgemäß mit Aussparungen versehenen Wellwalzen hat dieses Spiel keinerlei Einfluß auf die Höhe der MikroStrukturen.
Besonders einfach ist es, die Aussparungen in Form von Nuten zu gestalten, die in ihrer Breite und Tiefe mindestens der Breite bzw. Höhe der Mikro- strukturen entsprechen sollten. Es ist aber auch möglich, die MikroStrukturen durch geeignet verformte Nuten ggf. nochmals nachzuformen.
Wichtig bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es auch, daß die Einrichtung zur Erzeugung der MikroStruktur und die Wellwalzen so zueinander justierbar sind, daß die erzeugten MikroStrukturen immer in Aussparungen der Wellwalzen treffen. Dies läßt sich am einfachsten durch eine sehr nahe räumliche Anordnung erreichen, kann jedoch auch durch geeignete Justiervorrichtungen bei größeren Abständen erreicht werden.
Typischerweise werden Wabenkörper aus abwechselnden Lagen von glatten und gewellten Blechen oder aus abwechselnden Lagen unterschiedlich gewellter Bleche gebildet, wobei verschiedene Bauformen bekannt sind, beispielsweise spiralförmig gewickelte, s-förmig verschlungene oder nach Art einer Evolvente verschlungene Blechlagen.
Sollen solche aufeinanderliegenden Blechlagen miteinander verlötet werden, so können die MikroStrukturen je nach ihrer Höhe u.U. zu störenden Abständen zwischen den Blechlagen fuhren. Die durch die MikroStrukturen entstehenden Spalte zwischen benachbarten Blechlagen lassen ab einer bestimmten Größe sich nur schwer durch Lot überbrücken, weshalb Mikro- Strukturen auf den Wellenbergen auf beiden Seiten der gewellten Blechlagen manchmal unerwünscht sein können. Für diesen Fall sieht eine besondere Ausfuhrungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung vor, daß den Wellwalzen mindestens eine Glättungseinrichtung nachgeordnet ist, die die Mikro- strukturen auf den Wellenbergen des gewellten Bleches einseitig oder beidsei- tig wieder flachdrücken kann. Eine solche Vorrichtung kann beispielsweise eine Wellwalze mit Aussparungen sein, die gegen eine flache Walze läuft. Auf diese Weise werden nur MikroStrukturen auf den Wellenbergen flachgedrückt, wo sie ohnehin keinen Einfluß auf die später in dem Wabenkörper fließende Strömung haben würden, wodurch sich die Anbindung mittels Lotes wesentlich vereinfacht. Die übrigen MikroStrukturen bleiben unverändert und können ihre vorgesehene Funktion ohne weitere Störung des Produktionsablaufes erfüllen.
Alternativ ist es auch möglich, statt Wellwalzen und dahinter angeordneter Glättungseinrichtung spezielle Wellwalzen zu verwenden, die in ihren Wellentälern keine Aussparungen aufweisen, so daß dort die MikroStrukturen flachgedrückt werden können. Dies läßt sich besonders gut dann erreichen, wenn die Wellwalzen nur ein geringes Spiel zwischen gegenüberliegenden Wellentälern und Wellenbergen haben.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen eines MetaUbleches mit einer Wellung und einer MikroStruktur weist die folgenden Schritte auf:
a) Erzeugen der MikroStruktur in einem zunächst ungewellten Metallblech;
b) Zuführen des Metallbleches zu einem Paar miteinander kämmender Wellwalzen, welche in bezug auf die MikroStrukturen lagerichtig angeordnete Aussparungen zur Aufnahme der MikroStrukturen aufweisen;
c) Wellung des Blechbandes ohne Flachdrücken der MikroStrukturen. Wie oben erläutert entstehen durch diese Vorgehensweise definierte Mikro- strukturen, welche nach ihrer Entstehung nicht mehr verformt werden und daher sehr definiert und reproduzierbar hergestellt werden können. Zur Vermeidung von Spalten zwischen aneinanderliegenden Blechlagen, die miteinander verlötet werden sollen, können die MikroStrukturen auf den Wellenbergen auf mindestens einer der beiden Seiten in den Wellwalzen oder in einer anschließenden Glättungseinrichtung flachgedrückt werden.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung und ihre Vorteile werden im folgenden noch anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 schematisch eine erfindungsgemäße Wellvorrichtung und Fig. 2 schematisch den erfindungsgemäßen Produktionsablauf
In Fig. 1 ist das Herzstück der vorliegenden Erfindung, nämlich eine Welleinrichtung für Metallbleche dargestellt. Ein Metallblech 1 , was bereits in einer Einrichtung zur Erzeugung von MikroStrukturen mit nach unten weisenden MikroStrukturen 6 und mit nach oben weisenden MikroStrukturen 7 versehen wurde, wird einem Paar Wellwalzen 3a, 3b zugeführt. Diese Wellwalzen weisen an Ihrer Oberfläche Aussparungen 8 auf, die insbesondere in Form von Nuten ausgeführt sind. Diese Aussparungen 8, von denen in der Zeichnung nur eine gezeigt ist, nehmen die vorher erzeugten Mikro- strukturen 6, 7 auf, so daß sie beim Wellen des Bleches durch den Wellvorgang nicht beeinflußt werden. Es entsteht dadurch ein mit einer ersten Wellhöhe A gewelltes Blech, welches Wellenberge 9, 10 an der Ober- und Unterseite aufweist. Die MikroStrukturen 6, 7 sind in ihrer Höhe B wesentlich kleiner als die erste Wellhöhe A des gewellten Metallbleches 1.
In Fig. 2 ist schematisch der Produktionsablauf für die Herstellung eines gewellten Bleches mit MikroStrukturen dargestellt. Das Metallblech 1 läuft zunächst durch eine Einrichtung 2a, 2b zur Erzeugung der MikroStruktur, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt ist. Insbesondere kann es sich um zylindrische Walzen mit entsprechenden Oberflächenstrukturen oder um einzelne aneinandergereite schmale Scheiben handeln, die durch Kaltver- formung die MikroStruktur auf das Metallblech 1 aufbringen. Dieses wird dann einem Paar Wellwalzen 3a, 3b zugeführt, wie sie näher in Fig. 1 dargestellt sind. Für den Fall, daß die MikroStrukturen auf den Wellenbergen 9, 10 des gewellten Metallbleches 1 unerwünscht sind, können diese durch Glätmngseinrichtungen 4a, 4b bzw. 5a, 5b geglättet werden. Solche Glättungseinrichtungen bestehen beispielsweise aus einer zylindrischen Walze 4a bzw. 5b mit glatter Oberfläche, die gegen eine Wellwalze 4b bzw. 5a läuft, wobei diese Wellwalzen vorzugsweise ebensolche Aussparungen aufweisen, wie die zur Herstellung der Wellung benutzten.
So hergestellte mit MikroStrukturen versehene gewellte Metallbleche können insbesondere für Wabenkörper in Abgasanlagen Verwendung finden. Sie erhöhen den Wärmeübergang zwischen dem Wabenkörper und einem hindurchströmenden Fluid und beschleunigen Difrusionsvorgänge, was insbesondere für die Effektivität eines katalytischen Konverters von Vorteil ist.
B e z u g s z e i c h e n l i s t e
1 Metallblech
2a,2b Einrichtung zur Erzeugung der MikroStruktur 3a, 3b Paar Wellwalzen
4a,4b Glättungseinrichtung unten
5a, 5b Glättungseinrichtung oben
6 nach unten vorstehende MikroStruktur
7 nach oben vorstehende MikroStruktur 8 Aussparung, Nut in der Wellwalze
9 Wellenkamm unten
10 Wellenkamm oben
A Amplitude der Wellung

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Vorrichtung zum Herstellen eines Metallbleches (1) mit einer Wellung, die eine erste vorgegebene Wellhöhe (A) aufweist, wobei das Blech (1) quer oder in einem Winkel zu der Wellung eine MikroStruktur (6, 7) mit einer zweiten, wesentlich kleineren Wellhöhe (B) aufweist, gekennzeichnet durch a. eine Einrichtung (2a, 2b) zur Erzeugung der MikroStruktur (6, 7); b. ein Paar miteinander kämmende Wellwalzen (3a, 3b), welche hinter der Einrichtung (2a, 2b) zur Erzeugung der MikroStruktur angeordnet sind; c. wobei die Wellwalzen (3a, 3b) an ihren Außenflächen Aussparungen (8) aufweisen, die passend angeordnet und genügend groß für die Aufnahme der MikroStrukturen (6, 7) sind, so daß die Mikro- Strukturen (6, 7) beim Wellen des Metallbleches (1) nicht von den
Wellwalzen (3a, 3b) verformt werden.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Wellwalzen (3a, 3b) eine Verzahnung ähnlich einer Evolventenverzahnung aufweisen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellwalzen (3a, 3b) in Umfangsrichtung oder schräg dazu verlaufende Nuten (8) als Aussparungen aufweisen, die in Ihrer Breite und Tiefe mindestens der Breite bzw. Höhe der MikroStrukturen (6, 7) entsprechen.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (2a, 2b) zur Erzeugung der MikroStruktur und die Well walzen (3a, 3b) so zueinander justierbar sind, daß die erzeugten MikroStrukturen (6, 7) immer in Aussparungen (8) der Wellwalzen (3a, 3b) treffen.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, daß den Wellwalzen (3a, 3b) mindestens eine Glättungseinrichtung (4a, 4b; 5a, 5b) nachgeordnet ist, die die Mikrostrukturen auf den Wellenbergen (9, 10) des gewellten MetaUbleches (1) einseitig oder beidseitig wieder flachdrücken kann.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Glättungseinrichtung eine Well walze (4b; 5a) mit Aussparungen und eine dagegen laufende flache Walze (4a; 5b) aufweist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich- net, daß die Wellwalzen (3a, 3b) in ihren Wellentälern keine Aussparungen (8) aufweisen, so daß dort die MikroStrukturen (6, 7) flachgedrückt werden können.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Well- walzen (3a, 3b) ein geringes Spiel zwischen gegenüberliegenden Wellentälern und Wellenbergen haben.
9. Verfahren zum Herstellen eines Metallbleches (1) mit einer Wellung, die eine erste vorgegebene Wellhöhe (A) aufweist, wobei das Metall- blech (1) quer oder in einem Winkel zu der Wellung eine Mikrostruk- tur (6, 7) mit einer zweiten, wesentlich kleineren Wellhöhe (B) aufweist, gekennzeichnet durch folgende Schritte: a. Erzeugen der MikroStruktur (6, 7) in einem zunächst ungewellten Metallblech (1); b. Zufuhren des MetaUbleches (1) zu einem Paar miteinander kämmender Wellwalzen (3a, 3b), welche in Bezug auf die Mikrostruk- turen (6, 7) lagerichtig angeordnete Aussparungen (8) zur Aufnahme der MikroStrukturen (6, 7) aufweisen; c. Wellung des Blechbandes (1) ohne Flachdrücken der Mikrostruktu- ren (6, 7).
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß anschließend ein Flachdrücken der MikroStrukturen (6, 7) auf den Wellenbergen (9, 10) auf mindestens einer der beiden Seiten des MetaUbleches (1) erfolgt.
EP97944760A 1996-09-06 1997-08-14 Verfahren und vorrichtungen zum herstellen eines metallbleches mit einer wellung und einer quer dazu liegenden mikrostruktur Expired - Lifetime EP0925128B1 (de)

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