EP0938380A1 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen strukturierter metallbleche - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum herstellen strukturierter metallbleche

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EP0938380A1
EP0938380A1 EP97944888A EP97944888A EP0938380A1 EP 0938380 A1 EP0938380 A1 EP 0938380A1 EP 97944888 A EP97944888 A EP 97944888A EP 97944888 A EP97944888 A EP 97944888A EP 0938380 A1 EP0938380 A1 EP 0938380A1
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EP
European Patent Office
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metal sheet
height
calibration
profile
gap
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EP97944888A
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EP0938380B1 (de
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Rolf BRÜCK
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Vitesco Technologies Lohmar Verwaltungs GmbH
Original Assignee
Emitec Gesellschaft fuer Emissionstechnologie mbH
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Publication date
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Publication of EP0938380B1 publication Critical patent/EP0938380B1/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/50—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their shape or configuration
    • B01J35/56—Foraminous structures having flow-through passages or channels, e.g. grids or three-dimensional monoliths
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a method for producing at least one structured metal sheet, a method for producing a coated sheet metal stack and an apparatus for producing structured metal sheets.
  • metal sheets are predominantly processed into honeycomb bodies for catalytic converters, as are used in particular in exhaust systems of motor vehicles.
  • honeycomb body is described for example by EP 0 245 737 B1.
  • structured metal sheets are generally produced by intermeshing profile rollers, which preferably have involute teeth or a similarly shaped teeth.
  • intermeshing profile rollers which preferably have involute teeth or a similarly shaped teeth.
  • there are other geometries of the structures e.g. B. trapezoidal shape, zigzag shape, etc., known.
  • Sections are separated from the structured, band-shaped metal sheet, which are stacked to form a metal sheet stack, a smooth sheet being inserted between the structured metal sheets. For example, the ends of the stack are intertwined in opposite directions about at least two fixed points.
  • the stack thus deformed is inserted into a casing tube.
  • the jacket tube with the metal sheet stack used is then subjected to a soldering process in which the jacket tube is soldered to the metal sheet stack and the individual sheets to one another.
  • the jacket tube and the sheet metal package have different coefficients of thermal expansion.
  • the metal sheet insert package with a prestress in the jacket tube, so that no gap occurs between the metal sheets and / or the metal sheets and the jacket tube.
  • the band-shaped metal sheet is deformed. Fluctuations in the material properties of the metal sheet lead to fluctuations in the structural height of the structured metal sheet. These fluctuations in the structural height are attributed to the fact that the elasticity of the metal sheet lies within a tolerance band. This effect is possibly also superimposed by tolerances of the profile rolls, so that it is not ensured that metal sheet packages can always be inserted into a tube with the same prestress. It has also been found that the cell density of a honeycomb body can also be different in the same production process.
  • the invention is based on the object of specifying a method for producing at least one structured metal sheet and a layered sheet metal stack and a device for producing structured sheets by which it is ensured that when the structured metal sheets or the metal sheet stack are further processed into a honeycomb body, Fluctuations in a preload with which a metal sheet package can be inserted into a jacket tube are small.
  • Another object of the invention is to ensure that a honeycomb body formed by structured metal sheets has a constant cell density.
  • the method according to the invention for producing at least one structured metal sheet is characterized in that initially in a structured forming step, a ribbon-shaped metal sheet is formed with a structure.
  • a structure is produced whose structure height is greater than a target structure height that the structured metal sheet is to have as a finished product.
  • the structure-forming step is followed by a calibration step in which a force is exerted on the structure of the metal sheet in such a way that after the calibration step the height of the structure corresponds to the desired structure height.
  • the fact that during the structure-forming step the structure height is greater than a desired structure height ensures that the structure height of the metal sheet is sufficiently high despite springback. Furthermore, any tolerances of profile tools are compensated.
  • a force is exerted on the apex areas of the structure, by which the structure is deformed, so that after the calibration step the height of the structure corresponds to the desired structure height.
  • the metal sheet is passed between two intermeshing profile rollers.
  • the total profile height of the profile rollers is greater than the target structure height.
  • the profile rollers can, for example, be rollers with an involute profile.
  • the calibration step is preferably carried out in such a way that the metal sheet with the structure is passed through a gap, the gap height of which is smaller than the desired structural height of the metal sheet or corresponds to the desired structural height of the metal sheet.
  • a gap can be formed in that two rollers are arranged axially parallel.
  • honeycomb body that consists of a structured
  • Sheet metal or a sheet metal package is produced, has a constant cell density, it is proposed that after the calibration step Spring property of the structure of the metal sheet is determined. Taking the spring property into account, a cut length is determined and a section of a metal sheet is cut from the band-shaped metal sheet in accordance with the cut length.
  • a structured metal sheet produced in this way can be used to produce a honeycomb body which has a reproducible cell density and the metal sheets can be inserted into a jacket tube with a reproducible prestress.
  • a method for producing a layered sheet metal stack as is known, for example, from EP 0 245 737, is proposed, in which a first band-shaped sheet metal is first subjected to a structure-forming step by which the first sheet metal is formed with a structure, whose structure height is greater than the desired structure height, then a calibration step, in which a force is exerted on the structure of the first metal sheet, that after the calibration step the height of the structure corresponds to a desired structure height, and then a second band-shaped metal sheet on the first metal sheet is placed.
  • the first band-shaped metal sheet is passed between two intermeshing profile rollers.
  • the second metal sheet be placed on the metal sheet before the calibration step.
  • the structured metal sheet is calibrated together with the second, preferably smooth, metal sheet.
  • Sheet metal or the spring property of the layered metal sheets is determined and, taking the spring property into account, a cut length determined, and the first metal sheet or the layered metal sheets are cut according to the cut length.
  • a device for producing structured metal sheets with a structuring unit for forming a structure with a structure height in which the structuring unit, which has at least two interlocking profile tools with an overall profile height that is greater than the desired structure, and one in the transport direction of the metal sheet considers downstream calibration unit, through which a force is exerted on the structure of the metal sheet such that the height of the structure corresponds to a predetermined desired structure height.
  • the structuring unit has at least two intermeshing profile rollers, which preferably have an involute profile.
  • the use of rotatable profile rollers enables a continuous manufacturing process of a structured metal sheet.
  • a structuring unit can be used which comprises two profile tools which can be moved towards one another and between which the metal sheet can be deformed.
  • the calibration unit have at least two calibration tools between which the metal sheet can be placed, and the calibration tools limit a gap whose gap height is smaller than the profile height of the profile tools.
  • the gap height preferably corresponds to the target structural height that a structured metal sheet is to have.
  • the gap height is preferably adjustable by adjusting the calibration tools.
  • the calibration tools are preferably formed by two rollers arranged essentially axially parallel. The rollers are preferably arranged such that the roller axes run essentially transversely to the direction of transport of a metal sheet.
  • the calibration unit is followed by a measuring unit by which the spring property of the metal sheet is determined, and a separating unit by which the metal sheet is cut to length according to the spring property.
  • FIG. 1 schematically shows a first embodiment of a device for producing structured metal sheets
  • Fig. 2 shows a calibration unit
  • FIG 3 shows a second exemplary embodiment of a device for producing structured metal sheets.
  • Fig. 1 shows schematically a device for producing structured sheets.
  • the device has a structuring unit 1.
  • the structural unit 1 comprises two intermeshing profile rollers 2, 3.
  • the profile rollers 2, 3 have, for example, an involute-shaped profile.
  • the axes 4, 5 of the profile rollers 2, 3 run parallel to one another.
  • Between the profile rolls 2, 3 runs a band-shaped metal sheet 6, which is unwound from a coil 7.
  • a structure 8 is imparted to the metal sheet 6 as it passes through the structuring unit 1.
  • the structure 8 essentially corresponds to the profile of the profile rolls 2, 3.
  • the structuring unit 1 is followed by a calibration unit 9.
  • the calibration unit 9 has two calibration tools which are designed in the form of two rollers 10, 11.
  • the rollers 10, 11 are arranged axially parallel to one another.
  • the lateral surfaces of the rollers 10, 11 delimit a gap 12 through which the structured metal sheet 6 is passed.
  • the calibration unit 9 is followed by a measuring unit 13 and a separation
  • the spring property of the structure 8 of the metal sheet 6 is determined by the measuring unit 13. Taking into account the spring property of the structure 6, a cut length L is determined and a section 15 corresponding to the cut length L is separated from the band-shaped metal sheet 6 in the separating unit 14.
  • the spring property of the structure 6 of the metal sheet can be determined by a force / displacement measurement.
  • the profile of the profile rollers 2, 3 is designed such that the height H of the structure 8 is greater than a predetermined desired structure height SH.
  • the metal sheet 6 is given a structure 8, as shown for example in FIG. 2.
  • the metal sheet structured in this way is felt through the gap 12 between the rollers 10, 11.
  • the height h of the gap 12 is dimensioned such that when the metal sheet 6 passes between the rollers 10, 11, the structure 8 is compressed, as a result of which the structure 8 'according to the calibration unit 9 has a height which corresponds to the desired structure height SH .
  • the rollers 10, 11 are rotatably mounted.
  • the gap height h is preferably adjustable by means of adjustable rollers 10, 11.
  • the device shown in FIG. 3 has a structuring unit 1, which is formed by two profile rollers 2, 3 arranged at a distance from one another and axially parallel. Viewed in the direction of transport, the profile unit 1 is followed by a calibration unit 9, to which a measuring unit 13 and a separation unit 14 are connected.
  • the calibration unit 9 is formed by two rollers 10, 11 arranged at a distance from one another and axially parallel. The rollers 10, 11 are rotatably mounted. The lateral surfaces of the rollers 10, 11 delimit a gap 12.
  • a strip-shaped metal sheet 6 is unwound from a coil 7 and fed to the structuring unit 1.
  • the metal sheet 6 is given a structure 8 by the profile rollers 2, 3.
  • the structure 8 has a height H which is greater than the desired structure height SH.
  • the metal sheet 6 structured in this way is subsequently fed to the calibration unit 10.
  • the metal sheet 6 passes through the gap 12 between the rollers 10, 11.
  • the gap 12 has a height h which is smaller than the height H of the structure 8.
  • the structure 8 becomes one Force exerted by which the height of the structure is brought to the desired structure height SH.
  • a smooth metal sheet 16 is fed onto the structured sheet 6, which is unwound from a coil 17.
  • the smooth metal sheet 16 and the structured metal sheet 8 pass through the calibration unit 9 together.
  • the calibration unit 9 is followed by a measuring unit 13, by means of which the spring properties of the smooth and the structured metal sheet 6, 16 are determined.
  • a cut length L is determined on the basis of the spring property determined.
  • a separating unit 14 following the measuring unit 13 separates a section 8 of the smooth metal sheet 16 and the structured metal sheet 6.
  • the structured sheets 6 are stacked one on top of the other, creating a Sheet metal package 19 is formed, which can be inserted into a jacket tube after being devoured.

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Abstract

Zum Herstellen wenigstens eines strukturierten Metallblechs wird ein Verfahren und eine Vorrichtung vorgeschlagen, bei dem ein bandförmiges Metallblech (6) zunächst einem strukturbildenden Schritt, durch den eine Struktur (8) gebildet wird, deren Strukturhöhe (H) grösser ist als eine Soll-Strukturhöhe (SH), und danach einem Kalibrierschritt in einer Kalibriereinheit (9) unterzogen wird, wobei die Struktur (8) zwischen zwei Walzen (10, 11) der Kalibriereinheit (9) hindurchgeführt wird, wodurch die Höhe der Struktur nach der Kalibriereinheit (9) der Soll-Strukturhöhe (SH) entspricht.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen strukturierter Metallbleche
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen wenigstens eines strukturierten Metallblechs, ein Verfahren zum Herstellen eines beschichteten Metallblechpaketes sowie auf eine Vorrichtung zum Herstellen strukturierter Metallbleche. Solche Metallbleche werden überwiegend zu Wabenkörpern für kataly tische Konverter verarbeitet, wie sie insbesondere in Abgasanlagen von Kraftfahrzeugen eingesetzt werden. Ein solcher Wabenkörper ist beispielsweise durch die EP 0 245 737 Bl beschrieben.
Strukturierte Metallbleche werden im Stand der Technik im allgemeinen durch miteinander kämmende Profilwalzen hergestellt, die vorzugsweise eine Evolventenverzahnung oder eine ähnlich gestaltete Verzahnung aufweisen. Es sind jedoch auch andere Geometrien der Strukturen, z. B. Trapezform, Zick- Zack-Form etc., bekannt.
Von dem strukturierten, bandförmigen Metallblech werden Abschnitte abge- trennt, die zu einem Metallblechpaket gestapelt werden, wobei zwischen die strukturierten Metallbleche ein Glattblech eingelegt wird. Die Enden des Stapels werden beispielsweise gegensinnig um mindestens zwei Fixpunkte verschlungen. Der so verformte Stapel wird in ein Mantelrohr eingesetzt. Anschließend wird das Mantelrohr mit dem eingesetzten Metallblechstapel einem Lötvorgang unterzogen, bei dem das Mantelrohr mit dem Metallblechstapel sowie die einzelnen Bleche untereinander verlötet werden. Das Mantelrohr und das Metallblechpaket haben unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten. Um sicherzustellen, daß eine einwandfreie Lötverbindung zwischen den Metallblechen untereinander und den Metallblechen und dem Mantelrohr erreicht wird, ist bereits vorgeschlagen worden, das Metallblech- paket mit einer Vorspannung in das Mantelrohr einzusetzen, so daß zwischen den Metallblechen und/oder den Metallblechen und dem Mantelrohr keine Spaltbildung eintritt. Bei spiralförmig gewickelten Wabenkörpern ist bereits vorgeschlagen worden, in das strukturierte Metallblech an den Scheitelberei- chen der Struktur radiale Vertiefungen vorzusehen, in denen das zur Verlötung dienende Material einlegbar ist.
Während des strukturbildenden Schrittes erfährt das bandförmige Metallblech eine Verformung. Durch Schwankungen der Materialeigenschaften des Metall- blechs, kommt es zu Schwankungen der Strukturhöhe des strukturierten Metallblechs. Diese Schwankungen der Strukturhöhe werden darauf zurückgeführt, daß die Elastizität des Metallblechs innerhalb eines Toleranzbandes liegt. Dieser Effekt wird noch gegebenenfalls durch Toleranzen der Profilwalzen überlagert, so daß nicht sichergestellt ist, daß Metallblechpakete stets mit gleicher Vorspannung in ein Rohr einsetzbar sind. Es ist ferner festgestellt worden, daß auch die Zelldichte eines Wabenkörpers beim gleichen Herstellungsverfahren unterschiedlich sein kann.
Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen wenigstens eines strukturierten Metallblechs sowie eines geschichteten Metallblechpaketes und eine Vorrichtung zum Herstellen strukturierter Bleche anzugeben, durch die sichergestellt wird, daß bei einer Weiterverarbeitung der strukturierten Metallbleche bzw. des Metallblechpaketes zu einem Wabenkörper, Schwankungen einer Vorspannung mit der ein Metallblechpaket in ein Mantelrohr einsetzbar ist, gering sind. Ein weiteres Ziel der Erfindung ist sicherzustellen, daß ein Wabenkörper, der durch strukturierte Metallbleche gebildet ist, eine konstante Zelldichte hat.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen wenigstens eines strukturier- ten Metallblechs, zeichnet sich dadurch aus, daß zunächst in einem Struktur- bildenden Schritt ein bandförmiges Metallblech mit einer Struktur ausgebildet wird. Während des strukturbildenden Schrittes wird eine Struktur hergestellt, deren Strukturhöhe größer ist als eine Soll-Strukturhöhe, die das strukturierte Metallblech als Fertigprodukt haben soll. An den strukturbildenden Schritt schließt sich ein Kalibrierschritt an, bei dem auf die Struktur des Metallblechs eine Kraft so ausgeübt wird, daß nach dem Kalibrierschritt die Höhe der Struktur der Soll-Strukturhöhe entspricht. Dadurch, daß während des strukturbildenden Schrittes die Strukturhöhe größer ist als eine Soll-Strukturhöhe wird sichergestellt, daß trotz einer Rückfederung die Strukturhöhe des Metallblechs ausreichend hoch ist. Desweiteren werden etwaige Toleranzen von Profilwerkzeugen kompensiert. In dem Kalibrierschritt wird auf die Scheitelbereiche der Struktur eine Kraft ausgeübt, durch die die Struktur verformt wird, so daß nach dem Kalibrierschritt die Höhe der Struktur der Soll-Strukturhöhe entspricht.
Zur Ausbildung einer Struktur während des strukturbildenden Schrittes wird das Metallblech zwischen zwei kämmenden Profilwalzen hindurchgefuhrt. Die Gesamtprofilhöhe der Profilwalzen ist dabei größer als die Soll-Strukturhöhe. Bei den Profilwalzen kann es sich beispielsweise um Walzen mit einem Evolventenprofil handeln.
Der Kalibrierschritt erfolgt vorzugsweise in der Form, daß das Metallblech mit der Struktur durch einen Spalt hindurchgefuhrt wird, dessen Spalthöhe kleiner als die Soll-Strukturhöhe des Metallblechs ist oder der Soll-Struk- turhöhe des Metallblechs entspricht. Die Ausbildung eines solchen Spaltes kann dadurch erfolgen, daß zwei Walzen achsparallel angeordnet sind.
Um sicherzustellen, daß ein Wabenkörper, der aus einem strukturierten
Metallblech oder einem Metallblechpaket hergestellt wird, eine konstante Zelldichte aufweist wird vorgeschlagen, daß nach dem Kalibrierschritt die Federeigenschaft der Struktur des Metallblechs bestimmt wird. Unter Berücksichtigung der Federeigenschaft wird eine Zuschnittslänge ermittelt und ein Abschnitt eines Metallblechs entsprechend der Zuschnittslänge von dem bandförmigen Metallblech abgetrennt. Durch ein so hergestelltes strukturiertes Metallblech ist ein Wabenkörper herstellbar, der eine reproduzierbare Zelldichte hat und die Metallbleche mit einer reproduzierbaren Vorspannung in ein Mantelrohr einsetzbar sind.
Nach einem anderen erfindungsgemäßen Gedanken wird ein Verfahren zum Herstellen eines geschichteten Metallblechpakets, wie es beispielsweise durch die EP 0 245 737 bekannt ist, vorgeschlagen, bei dem ein erstes bandförmiges Metallblech zunächst einem strukturbildenden Schritt, durch den das erste Metallblech mit einer Struktur gebildet wird, deren Strukturhöhe größer als die Soll-Strukturhöhe ist, danach einem Kalibrier schritt, bei dem auf die Struktur des ersten Metallblechs eine Kraft ausgeübt wird, daß nach dem Kalibrierschritt die Höhe der Struktur einer Soll-Strukturhöhe entspricht, und danach ein zweites bandförmiges Metallblech auf das erste Metallblech gelegt wird.
Während des strukturbildenden Schrittes wird das erste bandförmige Metallblech zwischen zwei kämmenden Profilwalzen hindurchgeführt.
Alternativ wird vorgeschlagen, daß das zweite Metallblech vor dem Kalibrierschritt auf das Metallblech gelegt wird. Durch diese Maßnahme wird das strukturierte Metallblech gemeinsam mit dem zweiten, vorzugsweise glatten Metallblech kalibriert.
Nach dem Kalibrierschritt wird die Federeigenschaft der Struktur des ersten
Metallblechs oder die Federeigenschaft der geschichteten Metallbleche er- mittelt und unter Berücksichtigung der Federeigenschaft eine Zuschnittslänge ermittelt, und das erste Metallblech oder die geschichteten Metallbleche werden entsprechend der Zuschnittslänge abgetrennt.
Nach einem weiteren erfindungsgemäßen Gedanken wird eine Vorrichtung zum Herstellen strukturierter Metallbleche mit einer Strukturgebungseiriheit zur Bildung einer Struktur mit einer Strukturhöhe vorgeschlagen, bei der die Strukturgebungseinheit, die wenigstens zwei ineinandergreifende Profilwerkzeuge mit einer Gesamtprofilhöhe, die größer ist als die Sollstruktur, aufweist und eine in Transportrichtung des Metallblechs betrachtet nachgeordnete Kalibriereinheit, durch die auf die Struktur des Metallblechs eine Kraft so ausgeübt wird, daß die Höhe der Struktur einer vorgegebenen Sollstrukturhöhe entspricht.
Die Strukturgebungseinheit weist wenigstens zwei kämmende Profilwalzen auf, die vorzugsweise ein Evolventenprofil aufweisen. Die Verwendung von drehbaren Profilwalzen ermöglicht einen kontinuierlichen Herstellungsvorgang eines strukturierten Metallblechs. Alternativ kann zur sequentiellen Herstellung einer Struktur in einem Metallblech eine Strukturgebungseinheit verwendet werden, die zwei aufeinander zu bewegbare Profilwerkzeuge umfaßt, zwischen denen das Metallblech verformbar ist.
Nach einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Vorrichtung wird vorgeschlagen, daß die Kalibriereinheit wenigstens zwei Kalibrierwerkzeuge aufweist, zwischen die das Metallblech bringbar ist, und die Kalibrierwerk- zeuge einen Spalt begrenzen, dessen Spalthöhe kleiner ist als die Profilhöhe der Profilwerkzeuge. Die Spalthöhe entspricht vorzugsweise der Soll-Strukturhöhe, die ein strukturiertes Metallblech aufweisen soll. Die Spalthöhe ist vorzugsweise durch Verstellung der Kalibrierwerkzeuge einstellbar. Die Kalibrierwerkzeuge sind vorzugsweise durch zwei im wesentlichen achsparallel angeordnete Walzen gebildet. Die Walzen sind vorzugsweise so angeordnet, daß die Walzenachsen im wesentlichen quer zur Transportrichtung eines Metallblechs verlaufen.
Nach einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Vorrichtung wird vorgeschlagen, daß der Kalibriereinheit eine Meßeinheit, durch die Federeigenschaft des Metallblechs ermittelt wird, und eine Trenneinheit, durch die das Metallblech entsprechend der Federeigenschaft abgelängt wird, nachgeordnet ist.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 schematisch eine erste Ausführungsform einer Vorrichtung zum Herstellen strukturierter Metallbleche,
Fig. 2 eine Kalibriereinheit und
Fig. 3 ein zweites Ausfuhrungsbeispiel einer Vorrichtung zum Herstellen strukturierter Bleche.
Fig. 1 zeigt schematisch eine Vorrichtung zum Herstellen strukturierter Bleche. Die Vorrichtung weist eine Strukturgebungseinheit 1 auf. Die Struk- turgebungseinheit 1 umfaßt zwei kämmende Profilwalzen 2, 3 auf. Die Profilwalzen 2, 3 weisen beispielsweise ein evolventenförmiges Profil auf. Die Achsen 4, 5 der Profilwalzen 2, 3 verlaufen parallel zueinander. Zwischen den Profilwalzen 2, 3 läuft ein bandförmiges Metallblech 6, welches von einem Coil 7 abgewickelt wird. Während des Durchlaufens der Strukturgebungseinheit 1 wird dem Metallblech 6 eine Struktur 8 verliehen. Die Struktur 8 entspricht im wesentlichen dem Profil der Profilwalzen 2, 3. In Transportrichtung des Metallblechs 6 betrachtet ist der Strukturgebungseinheit 1 eine Kalibriereinheit 9 nachgeordnet. Die Kalibriereinheit 9 weist zwei Kalibrierwerkzeuge auf, die in Form von zwei Walzen 10, 11 ausgebildet sind. Die Walzen 10, 11 sind achsparallel zueinander angeordnet. Die Mantelflächen der Walzen 10, 11 begrenzen einen Spalt 12, durch den das strukturierte Metallblech 6 hindurchgeführt wird. Der Kalibriereinheit 9 ist eine Meßeinheit 13 und eine Trenneinheit 14 nachgeordnet.
Durch die Meßeinheit 13 wird die Federeigenschaft der Struktur 8 des Metallblechs 6 bestimmt. Unter Berücksichtigung der Federeigenschaft der Struktur 6 wird eine Zuschnittslänge L ermittelt und ein Abschnitt 15 entsprechend der Zuschnittslänge L von dem bandförmigen Metallblech 6 in der Trenneinheit 14 abgetrennt. Die Bestimmung der Federeigenschaft der Struktur 6 des Metallblechs kann durch eine Kraft/ Weg-Messung erfolgen.
Das Profil der Profilwalzen 2, 3 ist so ausgebildet, daß die Höhe H der Struktur 8 größer ist als eine vorgegebene Soll-Strukturhöhe SH. Dem Metallblech 6 wird eine Struktur 8 verliehen, wie sie beispielsweise in der Fig. 2 dargestellt ist. Das so strukturierte Metallblech wird durch den Spalt 12 zwischen den Walzen 10, 11 hindurchgefühlt. Die Höhe h des Spaltes 12 ist so bemessen, daß beim Durchlauf des Metallblechs 6 zwischen den Walzen 10, 11 die Struktur 8 zusammengedrückt wird, wodurch die Struktur 8' nach der Kalibriereinheit 9 eine Höhe aufweist, die der Soll-Strukturhöhe SH entspricht, hat. Die Walzen 10, 11 sind drehbar gelagert. Vorzugsweise ist die Spalthöhe h durch verstellbare Walzen 10, 11 einstellbar.
Wir nehmen nunmehr Bezug auf die Darstellung einer Vorrichtung nach Fig. 3. Die in der Fig. 3 dargestellte Vorrichtung weist eine strukturgebende Einheit 1 auf, die durch zwei im Abstand zueinander und achsparallel angeordnete Profilwalzen 2, 3 gebildet ist. Der Profileinheit 1 folgt in Transportrichtung betrachtet eine Kalibriereinheit 9, an die sich eine Meßeinheit 13 sowie eine Trenneinheit 14 anschließt. Die Kalibriereinheit 9 ist durch zwei im Abstand zueinander und achsparallel angeordnete Walzen 10, 11 gebildet. Die Walzen 10, 11 sind drehbar gelagert. Die Mantelflächen der Walzen 10, 11 begrenzen einen Spalt 12.
Ein bandförmiges Metallblech 6 wird von einem Coil 7 abgewickelt und der strukturgebenden Einheit 1 zugeführt. In der strukturgebenden Einheit 1 wird dem Metallblech 6 durch die Profilwalzen 2, 3 eine Struktur 8 verliehen. Die Struktur 8 weist eine Höhe H auf, die größer ist als die Soll-Strukturhöhe SH. Das so strukturierte Metallblech 6 wird nachfolgend der Kali- briereinheit 10 zugeführt. Das Metallblech 6 durchläuft den Spalt 12 zwischen den Walzen 10, 11. Der Spalt 12 weist eine Höhe h auf, die kleiner ist als die Höhe H der Struktur 8. Während des Durchlaufens des Metallblechs 6 durch die Kalibriereinheit 9 wird auf die Struktur 8 eine Kraft ausgeübt, durch die die Höhe der Struktur auf die Soll-Strukturhöhe SH gebracht wird. Vor der Kalibriereinheit 9 wird auf das strukturierte Blech 6 ein glattes Metallblech 16 zugeführt, welches von einem Coil 17 abgewik- kelt wird. Das glatte Metallblech 16 und das strukturierte Metallblech 8 durchlaufen gemeinsam die Kalibriereinheit 9.
Der Kalibriereinheit 9 folgt eine Meßeinheit 13, durch die die Federeigenschaft des glatten und des strukturierten Metallblechs 6, 16 bestimmt wird. Auf der Basis der ermittelten Federeigenschaft wird eine Zuschnittslänge L bestimmt. Eine der Meßeinheit 13 folgende Trenneinheit 14 trennt einen Abschnitt 8 des glatten Metallblechs 16 und des strukturierten Metallblechs 6 ab. Die strukturierten Bleche 6 werden aufeinander gestapelt, wodurch ein Metallblechpaket 19 entsteht, welches nach einem Verschlingen in ein Mantelrohr einsetzbar ist.
B e z u g s z e i c h e n l i s t e
1 Strukturgebungseinheit
2, 3 Profilwalze
4, 5 Achse
6 Metallblech
7 Coil
8, 8' Struktur
9 Kalibriereinheit
10, 11 Walze
12 Spalt
13 Meßeinheit
14 Trenneinheit
15 Abschnitt
16 Glattblech
17 Coil
18 Abschnitt
19 Metallblechpaket

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zum Herstellen wenigstens eines strukturierten Metallblechs, bei dem ein bandförmiges Metallblech (6) zunächst einem strukturbilden- den Schritt, durch den eine Struktur (8) gebildet wird, deren Strukturhöhe (H) größer ist als eine Soll-Strukturhöhe (SH), und danach einem Kalibrier schritt, bei dem auf die Struktur (8) des Metallblechs (6) eine Kraft so ausgeübt wird, daß nach dem Kalibrierschritt die Höhe (H) der Struktur (8) der Soll-Strukturhöhe (SH) entspricht, unterzogen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Metallblech (6) während des strukturbildenden Schrittes zwischen zwei kämmenden Profilwalzen (2, 3) hindurchgeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem das Metallblech (6) zwischen Profilwalzen (2, 3) hindurchgeführt wird, deren Gesamtprofilhöhe größer ist als die Soll-Strukturhöhe (SH).
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei dem das Metallblech (6) durch einen Spalt (12), dessen Spalthöhe (h) kleiner als die Soll-Strukturhöhe (SH) des Metallblechs (6) ist oder der Soll-Strukturhöhe (SH) des Metallblechs (6) entspricht, hindurchgeführt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem der Spalt (12) durch zwei achsparallele Walzen (10, 11) gebildet wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem nach dem
Kalibrierschritt die Federeigenschaft der Struktur des Metallblechs (6) bestimmt, unter Berücksichtigung der Federeigenschaft eine Zuschnitts- länge (L) ermittelt und ein Abschnitt (15, 16) entsprechend der Zuschnittslänge (L) von dem bandförmigen Metallblech (6) abgetrennt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem die Zuschnittslänge (L) als ein Maß für weitere Abschnitte verwendet wird.
8. Verfahren zum Herstellen eines geschichteten Metallblechpaketes (19), bei dem ein erstes, bandförmiges Metallblech (6) zunächst einem struk- turbildenden Schritt, durch den das erste Metallblech (6) mit einer
Struktur (8) gebildet wird, deren Strukturhöhe (H) größer ist als die Soll-Strukturhöhe (SH), danach einem Kalibrierschritt unterzogen wird, bei dem auf die Struktur (8) des ersten Metallblechs (6) eine Kraft so ausgeübt wird, daß nach dem Kalibrierschritt die Höhe (H) der Struktur (8') einer Soll-Strukturhöhe (SH) entspricht, und danach ein zweites, bandförmiges Metallblech, vorzugsweise ein glattes Metallblech (6), auf das erste Metallblech (6) gelegt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem das erste Metallblech (6) während des strukturbildenden Schrittes zwischen zwei kämmenden Profilwalzen
(2, 3) hindurchgeführt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, bei dem das erste Metallblech (6) zwischen Profilwalzen (2, 3) hindurchgefühlt wird, deren Gesamtprofilhöhe größer ist als die Soll-Strukturhöhe (SH).
11. Verfahren nach Anspruch 8, 9 oder 10, bei dem das erste Metallblech (6) durch einen Spalt (12), dessen Spalthöhe (h) im wesentlichen der Soll-Strukturhöhe (SH) des ersten Metallblechs (6) entspricht, hindurch- geführt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11, bei dem der Spalt (12) durch zwei achsparallelen Walzen (10, 11) gebildet wird.
13. Verfahren nach Aspruch 11 oder 12, bei dem jedoch das zweite Metall- blech (6) vor dem Kalibrierschritt auf das erste Metallblech (6) gelegt wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 13, bei dem nach dem Kalibrierschritt die Federeigenschaft der Struktur des ersten Metallblechs (6) oder die Federeigenschaft der geschichteten Metallbleche (6, 16) ermittelt und entsprechend der Federeigenschaft abgelängt wird bzw. werden.
15. Vorrichtung zum Herstellen strukturierter Metallblech mit einer Struk- turgebungseinheit (1) zur Bildung einer Struktur mit einer Strukturhöhe
(H), gekennzeichnet durch eine Strukturgebungseinheit (1), die wenigstens zwei ineinandergreifende Profilwerkzeuge (2, 3) mit einer Gesamtprofilhöhe, die größer ist als die Soll-Strukturhöhe (SH), aufweist und einer in Transportrichtung des Metallblechs (6) betrachtet nachgeordnete Kalibriereinheit (9), durch die auf die Struktur (8) des Metallblechs (6) eine Kraft so ausgeübt wird, daß die Höhe (H) der Struktur (8') nach der Kalibriereinheit (9) einer vorgegebenen Soll-Strukturhöhe (SH) entspricht.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Strukturgebungseinheit (1) wenigstens zwei kämmenden Profilwalzen (2, 3) aufweist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Kalibriereinheit (9) wenigstens zwei Kalibrierwerkzeuge (10, 11) aufweist, zwischen die das Metallblech (6, 16) bringbar ist, und die Kalibrierwerkzeuge (10, 11) einen Spalt (12) begrenzen, dessen Spalthöhe (h) kleiner ist die Profilhöhe (PH) der Profilwerkzeuge (2, 3).
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Kalibrierwerkzeuge zwei achsparallel angeordnete Walzen (10, 11) sind.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Kalibriereinheit (9) eine Meßeinheit (1, 3), durch die Federeigenschaft des Metallblech (6, 16) ermittelt wird, und eine Trenneinheit (14), durch die das Metallblech (6, 16) entsprechend der Federeigenschaft abgelängt wird, nachgeordnet ist.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekenn- zeichnet, daß die Spalthöhe (h) der Kalibriereinheit (9) einstellbar ist.
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