EP0925128B1 - 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 Download PDF

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EP0925128B1
EP0925128B1 EP97944760A EP97944760A EP0925128B1 EP 0925128 B1 EP0925128 B1 EP 0925128B1 EP 97944760 A EP97944760 A EP 97944760A EP 97944760 A EP97944760 A EP 97944760A EP 0925128 B1 EP0925128 B1 EP 0925128B1
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EP
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microstructures
corrugation
microstructure
corrugating
metal sheet
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Rolf BRÜCK
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Vitesco Technologies Lohmar Verwaltungs GmbH
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Emitec Gesellschaft fuer Emissionstechnologie mbH
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    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • 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 an apparatus for Manufacture of a metal sheet with a corrugation that is a first predetermined Has corrugation height, the sheet being transverse or at an angle to the Wave a microstructure with a second, much smaller wave height Has.
  • metal sheets are primarily honeycomb bodies for catalytic Processed converter, such as those used in exhaust systems of motor vehicles Find use.
  • the invention is not for this application limited because z. B. Applications in heat exchangers are possible.
  • microstructures are e.g. described in WO 90/08249 or WO 96/09892.
  • How Even in the prior art, underneath a microstructure is undulated Sheet metal understood a structure that is much smaller Height than the corrugation of the sheet.
  • a microstructure 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 known in the art intermeshing corrugated rollers produced, which preferably have an involute toothing or have a similar toothing. There are however other wave forms, e.g. Trapezoidal shape, zigzag shape etc., known.
  • a honeycomb body through which exhaust gas flows in particular in a catalytic converter, transversely or diagonally to the direction of flow running microstructures, so-called transverse structures (TS design)
  • TS design transverse structures
  • the prior art therefore provides for microstructures in certain To arrange distances in the flow direction one behind the other, especially in Distances of less than 20 mm, in particular less than 10 mm.
  • microstructures are in relation to the typical thickness of sheets for Honeycomb bodies were relatively small, it was previously assumed that they do not significantly interfere with the further manufacturing process, so that a Processing in the usual corrugated rollers and further with known ones Manufacturing steps to form a honeycomb body took place.
  • a device according to the preamble of claim 1 or a A method according to the preamble of claim 9 is known from US-A-4 888 972.
  • the object of the present invention is a manufacturing method and to create a corresponding device with which corrugated metal sheets with microstructures running diagonally or diagonally to the corrugation economically and can be manufactured without inadmissible cold forming.
  • a device according to claim 1 serves to achieve this object and a method according to claim 9.
  • Advantageous refinements 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 with a microstructure across or at an angle to the corrugation has a second, significantly smaller corrugation height contains a device to create the microstructure, a pair of intermeshing Corrugated rollers, which are behind the device for generating the microstructure are arranged, the corrugated rollers having recesses on their outer surfaces have suitably arranged and / or big enough for the recording of the microstructures, so that the microstructures are at waves of the metal sheet are not deformed by the corrugated rollers.
  • microstructures are relatively complex, after all, the crucial one arises Advantage that microstructures with precisely defined and everywhere constant height can be produced without first very strong cold deformation must take place, which later partly through the wave process is flattened.
  • Such a device can therefore especially for the production of microstructures in corrugated Sheet layers with a thickness of e.g. 25 to 50 ⁇ m can be used without any problems.
  • corrugated rollers with a kind of involute toothing used are used, but the invention is not on this type of rollers is limited.
  • all types of corrugated rolls have some Game to each other, whereby on the flanks and / or on the tops of the Teeth or in the spaces between the teeth during the Distances that are difficult to reproduce can occur in the production process.
  • this game has no effect on the level of microstructures.
  • the width and depth of at least the width or height of the microstructures should correspond. But it is also possible to use the microstructures can be re-shaped if necessary using suitably deformed grooves.
  • the device to create the microstructure and the corrugated rollers so to each other are adjustable that the microstructures generated are always in recesses the corrugated rollers.
  • the easiest way to do this is through a very close achieve spatial arrangement, but can also by suitable adjustment devices can be achieved at larger distances.
  • honeycomb bodies are made from alternating layers of smooth and corrugated sheets or from alternating layers of different corrugated sheets Sheets are formed, various designs being known, for example spirally wound, S-shaped or in the manner of a Involute intertwined sheet layers.
  • the microstructures may to be disruptive Clearances between the sheet layers.
  • the through the microstructures resulting gaps between adjacent sheet metal layers leave from a certain Size is difficult to bridge by solder, which is why microstructures on the wave crests on both sides of the corrugated sheet layers can sometimes be undesirable.
  • the corrugated rollers at least one smoothing device is arranged downstream of the microstructures on the wave crests of the corrugated sheet on one or both sides can flatten again.
  • Such a device can, for example a corrugated roller with recesses that runs against a flat roller.
  • microstructures on the wave crests are flattened, where they anyway have no influence on the later in the honeycomb body would have flowing current, which means the connection by means of Lotes much easier.
  • the other microstructures remain unchanged and can perform its intended function without further interference with the Fulfill the production process.
  • corrugated rollers and arranged behind them Smoothing device it is also possible instead of corrugated rollers and arranged behind them Smoothing device to use special corrugated rollers in their troughs have no recesses, so that there the microstructures can be flattened. This can be achieved particularly well if if the corrugated rollers have little play between opposite Have wave valleys and wave crests.
  • microstructures which are no longer deformed after their creation and therefore very well defined and reproducible.
  • the microstructures can be soldered to one another Wave crests on at least one of the two sides in the corrugated rollers or be flattened in a subsequent smoothing device.
  • Fig. 1 is the heart of the present invention, namely a shaft device shown for metal sheets.
  • a metal sheet 1 which is already in a device for the production of microstructures with downward pointing Microstructures 6 and with upward facing microstructures 7 has been provided, is fed to a pair of corrugated rollers 3a, 3b.
  • This Corrugated rollers have cutouts 8 on their surface, which in particular are executed in the form of grooves.
  • These recesses 8, of which only one is shown in the drawing take the previously created microstructures 6, 7 on, so that when the sheet is corrugated by the corrugation process not be influenced.
  • the height B of the microstructures 6, 7 is essential smaller than the first corrugation height A of the corrugated metal sheet 1.
  • Fig. 2 is the production flow for the manufacture of a schematic corrugated sheet with microstructures.
  • the metal sheet 1 runs first by means 2a, 2b for generating the microstructure, as is known from the prior art. In particular, it can around cylindrical rollers with corresponding surface structures or around single narrow slices act together by cold working apply the microstructure to the metal sheet 1. This will then fed to a pair of corrugated rollers 3a, 3b, as shown in more detail in FIG. 1 are shown.
  • 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.
  • smoothing devices consist, for example, of a cylindrical roller 4a or 5b with a smooth surface, which against a corrugated roller 4b or 5a runs, these corrugated rollers preferably having the same recesses, like those used to make the curl.
  • Corrugated metal sheets produced in this way with microstructures can are used in particular for honeycomb bodies in exhaust systems. she increase the heat transfer between the honeycomb body and a flowing through Fluid and accelerate diffusion processes, which in particular is advantageous for the effectiveness of a catalytic converter.

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen eines Metallbleches 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 katalytische 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 beispielsweise um mindestens 15 µ oder um das 0,01 bis etwa 0,3fache der Wellhöhe des Metallbleches.
Gewellte Metallbleche werden im Stand der Technik im allgemeinen durch miteinander kämmende Wellwalzen hergestellt, die vorzugsweise eine Evolventenverzahnung 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 katalytischen 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 µm in Betracht gezogen werden, ergaben sich immer stärkere herstellungstechnische Schwierigkeiten.
Eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. Ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 9 ist aus der US-A-4 888 972 bekannt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Herstellungsverfahren und eine entsprechende Vorrichtung zu schaffen, mit denen gewellte Metallbleche 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 Wellwalzen, 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 entscheidende 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 µm problemlos angewendet werden.
Typischerweise 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 gewisses 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 Mikrostrukturen 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 führen. Die durch die Mikrostrukturen entstehenden Spalte zwischen benachbarten Blechlagen lassen ab einer bestimmten Größe sich nur schwer durch Lot überbrücken, weshalb Mikrostrukturen auf den Wellenbergen auf beiden Seiten der gewellten Blechlagen manchmal unerwünscht sein können. Für diesen Fall sieht eine besondere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung vor, daß den Wellwalzen mindestens eine Glättungseinrichtung nachgeordnet ist, die die Mikrostrukturen auf den Wellenbergen des gewellten Bleches einseitig oder beidseitig 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 Metallbleches 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 Mikrostrukturen, 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 Mikrostrukturen 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 Kaltverformung 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 Glättungseinrichtungen 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 Diffusionsvorgänge, was insbesondere für die Effektivität eines katalytischen Konverters von Vorteil ist.
    Bezugszeichenliste
    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 (10)

    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, wobei die Vorrichtung
      eine Einrichtung (2a, 2b) zur Erzeugung der Mikrostruktur (6, 7) und ein Paar miteinander kämmende Wellwalzen (3a, 3b), welche hinter der Einrichtung (2a, 2b) zur Erzeugung der Mikrostruktur angeordnet sind, aufweist, dadurch gekennzeichnet,
      daß 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.
    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 Wellwalzen (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 gekennzeichnet, daß den Wellwalzen (3a, 3b) mindestens eine Glättungseinrichtung (4a, 4b; 5a, 5b) nachgeordnet ist, die die Mikrostrukturen auf den Wellenbergen (9, 10) des gewellten Metallbleches (1) einseitig oder beidseitig wieder flachdrücken kann.
    6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Glättungseinrichtung eine Wellwalze (4b; 5a) mit Aussparungen und eine dagegen laufende flache Walze (4a; 5b) aufweist.
    7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, 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 Wellwalzen (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 Metallblech (1) quer oder in einem Winkel zu der Wellung eine Mikrostruktur (6, 7) mit einer zweiten, wesentlich kleineren Wellhöhe (B) aufweist, mit folgenden Verfahrensschritten:
      Erzeugen der Mikrostruktur (6, 7) in einem zunächst ungewellten Metallblech (1);
      Zuführen des Metallbleches (1) zu einem Paar miteinander kämmender Wellwalzen (3a, 3b) ;
      Wellung des Blechbandes (1),
      dadurch gekennzeichnet,
      daß die Wellwalzen (3a, 3b) in Bezug auf die Mikrostrukturen (6, 7) lagerichtig angeordnete Aussparungen (8) zur Aufnahme der Mikrostrukturen (6, 7) aufweisen, so daß die Wellung des Blechbandes (1) ohne Flachdrücken der Mikrostrukturen (6, 7) erfolgt.
    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 Metallbleches (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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    DE19636367A DE19636367A1 (de) 1996-09-06 1996-09-06 Verfahren und Vorrichtungen zum Herstellen eines Metallbleches mit einer Wellung und einer quer dazu liegenden Mikrostruktur
    PCT/EP1997/004469 WO1998009745A1 (de) 1996-09-06 1997-08-14 Verfahren und vorrichtungen zum herstellen eines metallbleches mit einer wellung und einer quer dazu liegenden mikrostruktur

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    EP0925128A1 EP0925128A1 (de) 1999-06-30
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    JP (1) JP2000517245A (de)
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    AU (1) AU4617197A (de)
    BR (1) BR9711702A (de)
    DE (2) DE19636367A1 (de)
    MY (1) MY115693A (de)
    RU (1) RU2201309C2 (de)
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    WO (1) WO1998009745A1 (de)

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