EP2161084A1 - Halbzeug für Bauklempnereiprodukte und Herstellverfahren - Google Patents

Halbzeug für Bauklempnereiprodukte und Herstellverfahren Download PDF

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EP2161084A1
EP2161084A1 EP09007258A EP09007258A EP2161084A1 EP 2161084 A1 EP2161084 A1 EP 2161084A1 EP 09007258 A EP09007258 A EP 09007258A EP 09007258 A EP09007258 A EP 09007258A EP 2161084 A1 EP2161084 A1 EP 2161084A1
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EP
European Patent Office
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product according
semifinished product
copper
copper alloy
structuring
Prior art date
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EP09007258A
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English (en)
French (fr)
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Berthold Sandkämper
Peter Dr. Böhlke
Stefan Hoveling
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Cunova GmbH
Original Assignee
KME Germany GmbH and Co KG
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    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21H—MAKING PARTICULAR METAL OBJECTS BY ROLLING, e.g. SCREWS, WHEELS, RINGS, BARRELS, BALLS
    • B21H8/00—Rolling metal of indefinite length in repetitive shapes specially designed for the manufacture of particular objects, e.g. checkered sheets
    • B21H8/005—Embossing sheets or rolls
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B44—DECORATIVE ARTS
    • B44C—PRODUCING DECORATIVE EFFECTS; MOSAICS; TARSIA WORK; PAPERHANGING
    • B44C1/00—Processes, not specifically provided for elsewhere, for producing decorative surface effects
    • B44C1/24—Pressing or stamping ornamental designs on surfaces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B44—DECORATIVE ARTS
    • B44F—SPECIAL DESIGNS OR PICTURES
    • B44F5/00—Designs characterised by irregular areas, e.g. mottled patterns
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04D—ROOF COVERINGS; SKY-LIGHTS; GUTTERS; ROOF-WORKING TOOLS
    • E04D13/00—Special arrangements or devices in connection with roof coverings; Protection against birds; Roof drainage ; Sky-lights
    • E04D13/04—Roof drainage; Drainage fittings in flat roofs, balconies or the like
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04D—ROOF COVERINGS; SKY-LIGHTS; GUTTERS; ROOF-WORKING TOOLS
    • E04D13/00—Special arrangements or devices in connection with roof coverings; Protection against birds; Roof drainage ; Sky-lights
    • E04D13/04—Roof drainage; Drainage fittings in flat roofs, balconies or the like
    • E04D13/08—Down pipes; Special clamping means therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B1/00—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
    • B21B1/22—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling plates, strips, bands or sheets of indefinite length
    • B21B1/227—Surface roughening or texturing

Definitions

  • the invention relates to a semi-finished product for Bauklempnerei employment according to the features in the preamble of claim 1 and a method for their preparation.
  • the invention is based on the object to provide a semifinished product for Bauklempnerei employment, in particular for roof drainage articles of a copper and copper alloy sheet, which ensures sufficient stiffness and good processability even at a lower material thickness.
  • a method for producing such a semifinished product as well as corresponding roof drainage articles are to be pointed out.
  • both sides of the copper and copper alloy sheet are now provided with structuring in the form of specially arranged elevations and depressions.
  • This structuring can also be referred to as embossing.
  • the structuring of materials is basically a known method and serves essentially either to achieve an aesthetic improvement of the surface or to improve technological properties such as, for example, the rigidity.
  • the structuring according to the invention of semifinished products for building plumbing, in particular for roof drainage articles, is not known in the embodiment according to the invention and combines a technical solution for both objectives, namely the aesthetic and at the same time technological improvement.
  • the measure makes it possible to reduce, for example, 0.4 mm or from 0.9 mm to 0.45 mm despite considerable reduction in the nominal thickness (wall thickness) of, for example, 0.7 mm, and yet sufficient rigidity with reduced buckling tendency and to achieve considerable savings in material costs.
  • To replace 0.7mm sheets will reduce the Nominal thickness aimed at less than 0.5 mm, in particular less than 0.45 mm.
  • the processability of the semifinished product according to the invention is good, since a sufficient expansion reserve is present through the structuring.
  • the copper and copper alloy sheet according to the invention is relatively insensitive to, for example, caused by hand perspiration discoloration, since there is no full-surface skin contact when touched. When handling the semifinished product or the finished roof drainage articles, only the elevations are touched. Furthermore, mechanical damages in the form of, for example, dents are to be expected much less than with superficially smooth copper and copper alloy sheets. In addition, slight dents and scratches would be much less noticeable, since the structure reflects light in very different directions, so scatters. Although the surface is a little more restless when viewed from close quarters, this impression quickly disappears with a larger viewing distance and with increasing patina formation.
  • At least 60% of the surfaces of the semifinished product are embossed.
  • the production of the embossing on both sides of the sheet can be done in particular by means of positive and negative embossing rolls of a bare copper and copper alloy sheet.
  • the elevations and depressions arranged according to the invention are preferably a random structure which is not repetitive for the human eye and which is visually very appealing and, moreover, can be processed very well.
  • the structure according to the invention can, for example, be designed so that no uniform laying direction must be maintained during processing. Conventional irregular structures have slight differences in the orientation of the patterns, so that, for example, sheets laid side by side in different directions are visually different in terms of their appearance. An independent of the laying direction pattern can be processed easier because not in a uniform installation direction must be respected. In particular, there is the possibility of processing remnants in a different orientation, which is an important criterion for a high-quality material such as copper.
  • the structuring is, however, not necessarily irregular or anisotropic in the context of the invention, but may also be regular. It can also be a partially irregular and sometimes regular structuring.
  • the structuring type therefore does not have to be uniform over an entire area, but may vary. It is also possible within the scope of the invention to provide structured and unstructured areas. If regular structured areas are provided, then as local units e.g. be frustoconical depressions or elevations in the form of a straight circular cone of advantage. Technically also good to perform tetrahedrons or tripartite pyramids. It is also conceivable that overlap longitudinal and transverse structures and that this results in a structuring with a rectangular or diamond grid, depending on which angle between the longitudinal and transverse structure is set.
  • the excellent processability through different processing techniques results not least from the improved material properties compared to smooth copper and copper alloy sheet.
  • the embossing rollers for the production of the structure leads to a material hardening while forming a strain reserve.
  • this combination does not affect in any way the usual processing steps such as cutting, sawing or nibbling, folding, stretching, upsetting or edges.
  • the known brazing and soldering can still be used.
  • FIG. 1 shows in this context a replacement model for a structured material.
  • t plate thickness
  • h nominal thickness / wall thickness
  • z structure depth
  • b1 area 1 (half lower chord)
  • b2 area 1 (transition)
  • b3 area 1 (half chord).
  • the thus defined sheet thickness is at least 10% greater than the nominal thickness of the copper and copper alloy sheet.
  • the sheet thickness is larger by a factor of 1.2 to 2.5 than the nominal thickness.
  • the structural depth is therefore at least 20% of the nominal thickness.
  • a nominal thickness of, for example, 0.4 mm and a factor of 1.8 results in a sheet thickness of about 0.7 mm, which corresponds to a conventional sheet thickness in practice.
  • the basis weight is lower, the processability is similar to that of smooth copper and copper alloy sheets of nominal thickness 0.7 mm.
  • the indication 100% means that the semi-finished product according to the invention has the same rigidity as a smooth, unstructured sheet of the same material. It can be seen that the upper curve, which represents a standard material with a thickness of 0.60 mm, cuts the 100% line at a point where the substantially thinner structured sheet has a texture depth of 0.38 mm. As the texture depth increases, the relative stiffness increases.
  • the component according to the invention behaves at a nominal thickness of, for example, 0.4 mm in the result similar to a copper and copper alloy sheet with a nominal thickness of 0.7 mm. This is due to the fact that the coinage leads to mutually visible and tangible exhibitions, so that the Sheet thickness including the embossing in a range greater than or equal to 0.6 mm.
  • a reduction of the sheet thickness of 0.7 mm to 0.4 mm is possible, resulting in a material saving of about 40%.
  • a copper and copper alloy sheet having a nominal thickness of 0.7 mm has a basis weight of 6.2 kg / m 2 , whereas the basis weight at a nominal thickness of 0.4 mm is only 3.6 kg / m 2 . That means a weight saving of 43%.
  • This weight saving results in reduced material costs, which are not offset by higher production costs (embossing), so that, as a result, less expensive finished products, in particular roof drainage articles with excellent rigidity and processability properties, are demonstrated by the invention.
  • FIG. 6 shows in plan view a structure of a semi-finished / Bauklempnerei GmbHs, in particular a roof dewatering article of copper and copper alloy sheet with an exemplary embossment, which is characterized by the plurality of irregularly arranged and extending beads and local elevations / depressions, so that the impression of an organic surface is formed.
  • the semifinished product according to the invention advantageously has a stiffness which is the same in all directions (area moment of inertia). This can be achieved with irregular structuring by a uniform mass distribution as possible. Therefore, the semi-finished product should have a substantially uniform mass distribution with respect to its central longitudinal plane with respect to the mass fractions lying above and below the central longitudinal plane. In addition, a relatively high number of elevations and depressions is provided. The number of positive and negative values (crests) should therefore be between 5 and 5000 pieces / dm2.
  • a dome can be a single point or also have a line shape. It can also be designed as a meandering staggered structure. Under a dome is the highest range of a pronounced increase to understand.
  • FIGS. 4 and 5 show in comparison a comparison of two embossed structures.
  • FIG. 4 shows an example embossing structure of a copper sheet according to the invention. It can be seen that all positive characteristics or the crests of the surveys are at a uniform height level. The respective crests are marked with the letter A. In comparison shows FIG.
  • the semi-finished product is relatively insensitive and can therefore be wound into rolls without damaging the structuring.
  • the semifinished product may additionally be provided with a coating, such as a lacquer layer or a passivation layer.
  • a coating such as a lacquer layer or a passivation layer.
  • a coating and / or surface treatment may be applied before or after the patterning is generated. For example, a pre-oxidation, patination or tinning can take place.
  • FIG. 7 shows exemplary embodiments of Bauklempnerei arean made from the semifinished product according to the invention.
  • Figure 7a shows a round curved share.
  • FIG. 7b shows a semicircular gutter.
  • FIG. 7c shows semicircular gutter end pieces and
  • roof and facade cladding e.g. in the form of folders, shingles, cassettes and panels.

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Abstract

Halbzeug für Bauklempnereiprodukte aus Kupfer- und Kupferlegierungsblech, welches eine Strukturierung mit speziell angeordneten Erhöhungen und Vertiefungen besitzt. Die Maßnahme erlaubt es, trotz erheblicher Verringerung der Nenndicke (Wandstärke) von zum Beispiel 0,7 mm auf zum Beispiel 0,4 mm zu reduzieren, und dennoch eine ausreichende Steifigkeit bei reduzierter Beulneigung und erheblicher Einsparung der Materialkosten zu erreichen.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Halbzeug für Bauklempnereiprodukte gemäß den Merkmalen im Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zu deren Herstellung.
  • Der überwiegende Anteil am Verkaufspreis von Dachentwässerungsartikeln aus Kupfer und Kupferlegierungen wird von den Materialkosten gestellt. Um kostengünstigere Produkte anbieten zu können, wurde versucht, Produkte aus dünneren Kupfer- und Kupferlegierungsblechen als derzeit üblich zu fertigen. Bei den hierbei durchgeführten Versuchen hat sich jedoch herausgestellt, dass die Steifigkeit der diversen Produkte bei einer Reduzierung der Blechdicke von zum Beispiel 0,7 mm auf 0,4 mm so stark reduziert wurde, dass die Produkte zum Teil für die Praxis nicht mehr akzeptabel waren. Es zeigte sich ferner, dass aufgrund von Wellen und Beulen an den fertigen Produkten deren Verarbeitbarkeit nicht befriedigend war. Auch waren die Kupfer- und Kupferlegierungsbleche schlechter umformbar. Im Hinblick auf die dünneren Kupfer- und Kupferlegierungsbleche erhöhte sich zudem die Verletzungsgefahr bei der Verarbeitung der Produkte auf den Baustellen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Halbzeug für Bauklempnereiprodukte, insbesondere für Dachentwässerungsartikel aus einem Kupfer- und Kupferlegierungsblech zu schaffen, welches auch bei geringerer Materialdicke eine ausreichende Steifigkeit und eine gute Verarbeitbarkeit gewährleistet. Es sollen ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Halbzeugs sowie entsprechende Dachentwässerungsartikel aufgezeigt werden.
  • Die Lösung dieser Aufgabe besteht in den Merkmalen der Ansprüche 1 und 19 bzw. denen des Patentanspruchs 20.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.
  • Entsprechend des erfindungsgemäßen Vorschlags werden jetzt beide Seiten des Kupfer- und Kupferlegierungsblechs mit einer Strukturierung in Form von speziell angeordneten Erhöhungen und Vertiefungen versehen. Diese Strukturierung kann auch als Prägung bezeichnet werden.
  • Das Strukturieren von Materialien ist grundsätzlich ein bekanntes Verfahren und dient im Wesentlichen entweder dazu, eine ästhetische Verbesserung der Oberfläche zu erreichen oder technologische Eigenschaften wie beispielsweise die Steifigkeit zu verbessern. Die erfindungsgemäße Strukturierung von Halbzeugen für die Bauklempnerei insbesondere für Dachentwässerungsartikel ist in der erfindungsgemäßen Ausgestaltung nicht bekannt und vereinigt eine technische Lösung für beide Zielrichtungen, nämlich der ästhetischen und gleichzeitig technologischen Verbesserung.
  • Die Maßnahme erlaubt es, trotz erheblicher Verringerung der Nenndicke (Wandstärke) von zum Beispiel 0,7 mm auf zum Beispiel 0,4 mm oder von 0,9 mm auf 0,45 mm zu reduzieren, und dennoch eine ausreichende Steifigkeit bei reduzierter Beulneigung und erheblicher Einsparung der Materialkosten zu erreichen. Um 0,7mm-Bleche zu ersetzen wird eine Reduzierung der Nenndicke auf weniger als 0,5 mm, insbesondere auf weniger als 0, 45 mm angestrebt.
  • Die Verarbeitbarkeit des erfindungsgemäßen Halbzeugs ist gut, da durch die Strukturierung eine ausreichende Dehnungsreserve vorhanden ist. Auch ist das erfindungsgemäße Kupfer- und Kupferlegierungsblech relativ unempfindlich gegenüber beispielsweise von Handschweiß hervorgerufenen Verfärbungen, da bei Berührung kein vollflächiger Hautkontakt erfolgt. Bei der Handhabung des Halbzeugs oder der fertigen Dachentwässerungsartikel werden nur die Erhöhungen berührt. Des Weiteren sind mechanische Beschädigungen in Form von zum Beispiel Dellen weit weniger zu erwarten als bei oberflächlich glattem Kupfer- und Kupferlegierungsblech. Zudem würden leichte Dellen und Kratzer auch viel weniger auffallen, da die Struktur Licht in ganz unterschiedliche Richtungen reflektiert, also streut. Die Oberfläche ist zwar aus der Nähe betrachtet etwas unruhiger, wobei dieser Eindruck mit größerem Betrachtungsabstand und mit zunehmender Patinabildung rasch verschwindet.
  • Vorzugsweise sind wenigstens 60% der Oberflächen des Halbzeugs mit einer Prägung versehen.
  • Die Erzeugung der Prägung auf beiden Blechseiten kann insbesondere mit Hilfe von positiven und negativen Prägewalzen eines blanken Kupfer- und Kupferlegierungsblechs erfolgen. Bei den erfindungsgemäß angeordneten Erhöhungen und Vertiefungen handelt es sich bevorzugt um eine sich für das menschliche Auge nicht wiederholende, zufällige Struktur, die optisch sehr ansprechend ist und sich zudem sehr gut verarbeiten lässt. Die erfindungsgemäße Struktur kann beispielsweise so ausgeführt sein, dass bei der Verarbeitung keine einheitliche Verlegerichtung eingehalten werden muss. Herkömmliche unregelmäßige Strukturen weisen geringfügige Unterschiede in der Orientierung der Muster auf, so dass sich beispielsweise nebeneinander in unterschiedlicher Richtung verlegte Tafeln auf störende Weise optisch unterscheiden. Ein von der Verlegerichtung unabhängiges Muster kann einfacher verarbeitet werden, da nicht auf eine einheitliche Verlegerichtung geachtet werden muss. Insbesondere ergibt sich die Möglichkeit, Reststücke in unterschiedlicher Orientierung zu verarbeiten, was gerade bei einem hochwertigen Werkstoff wie Kupfer ein wichtiges Kriterium darstellt.
  • Die Strukturierung ist im Rahmen der Erfindung allerdings nicht zwingend unregelmäßig oder anisotrop, sondern kann auch regelmäßig sein. Es kann sich auch um eine teilweise unregelmäßige und teilweise regelmäßige Strukturierung handeln. Die Strukturierungsart muss daher nicht über eine gesamte Fläche einheitlich sein, sondern kann variieren. Es ist im Rahmen der Erfindung auch möglich strukturierte und ununstrukturierte Bereiche vorzusehen. Sofern regelmäßige strukturierte Bereiche vorgesehen sind, könnten als lokale Einheiten z.B. kegelstumpfförmige Vertiefungen- bzw. Erhebungen in Form eines geraden Kreiskegels von Vorteil sein. Technisch ebenfalls gut auszuführen sind Tetraeder oder dreiseitige Pyramiden. Es ist auch denkbar, dass sich Längs- und Querstrukturen überlagern und dass sich dadurch eine Strukturierung mit einem Rechteck- oder Rautengitter ergibt, je nachdem welcher Winkel zwischen Längs und Querstruktur eingestellt wird.
  • Die hervorragende Verarbeitbarkeit durch unterschiedliche Bearbeitungstechniken ergibt sich nicht zuletzt durch die verbesserten Materialeigenschaften im Vergleich zu glattem Kupfer- und Kupferlegierungsblech. Das Prägewalzen zur Herstellung der Struktur führt zu einer Werkstoffverfestigung bei gleichzeitiger Ausbildung einer Dehnungsreserve. Diese Kombination beeinträchtigt jedoch in keiner Weise die üblichen Bearbeitungsschritte wie Schneiden, Sägen oder Nibbeln, Falzen, Strecken, Stauchen oder Kanten. Auch können die bekannten Hartlöt- und Weichlötverfahren nach wie vor zum Einsatz kommen. Es ist zwar durch die vorgesehene Strukturierung im Hinblick auf Löten mit variierenden Lötspaltdicken je nach Ausbildung der Struktur zu rechnen, jedoch ist eine derartige Struktur durch die vielen kleinen Rillen sehr gut geeignet, Lötzinn aufzunehmen, so dass sich das sich dieses Halbzeug für Bauklempnereiprodukte wie z.B. Dachentwässerungsartikel aus Kupfer- oder Kupferlegierungen mit den erfindungsgemäßen Merkmalen ähnlich gut verlöten lässt wie ein glattes Kupfer- und Kupferlegierungsblech.
  • Einen wesentlichen Einfluss auf die Verarbeitbarkeit hat nicht nur die Regelmäßigkeit oder Unregelmäßigkeit der Struktur, sondern insbesondere die Tiefe der Struktur. Der Abstand von auf gegenüberliegenden Seiten des Kupfer- und Kupferlegierungsblechs liegenden Erhöhungen wird als Blechdicke bezeichnet und ist auf Grund der Prägung immer größer als die Nenndicke des glatten Kupfer- und Kupferlegierungsblechs. Figur 1 zeigt in diesem Zusammenhang ein Ersatzmodell für ein strukturiertes Material. In diesem Ersatzmodell ist t = Blechdicke, h = Nenndicke/Wandstärke, z = Strukturtiefe, b1= Bereich 1 (halber Untergurt), b2 = Bereich 1 (Übergang), b3 = Bereich 1 (halber Obergurt).
  • Es ist vorgesehen, dass die so definierte Blechdicke zumindest 10 % größer als die Nenndicke des Kupfer- und Kupferlegierungsblechs ist. Insbesondere ist die Blechdicke um den Faktor 1,2 bis 2,5 größer als die Nenndicke. Die Strukturtiefe beträgt daher mindestens 20 % der Nenndicke. Bei einer Nenndicke von zum Beispiel 0,4 mm und einem Faktor von 1,8 ergibt sich eine Blechdicke von ca. 0,7 mm, was einer in der Praxis üblichen Blechdicke entspricht. Obwohl das Flächengewicht geringer ist, besteht eine ähnlich gute Verarbeitbarkeit wie bei glatten Kupfer- und Kupferlegierungsblechen der Nenndicke 0,7 mm. Falls höhere Zugfestigkeiten gewünscht werden, ist es durchaus denkbar, dünnwandige Kupfer- und Kupferlegierungsbleche aus festeren Legierungen zu verwenden, so dass bei einem erfindungsgemäßen Halbzeug für Dachentwässerungsartikel aus Kupfer- und Kupferlegierungsblech vergleichbare Eigenschaften erreicht werden, wie einem Kupfer- und Kupferlegierungsblech aus glattem Vollmaterial höherer Nenndicke. Versuche haben bestätigt, dass selbst bei einem Faktor 2, d.h. Blechdicke = 2 x Nenndicke, sehr gute Festigkeitswerte bei gleichzeitig sehr geringem Flächengewicht erzielt werden. Konkret betrug die Blechdicke bei den Versuchen 0,9 mm bei einer Nenndicke von 0,45 mm.
  • Figur 2 zeigt ein Diagramm, bei welchem die relative Steifigkeit eines erfindungsgemäß strukturierten Blechs (Nenndicke h = 0, 4 mm), bei welchem das Verhältnis b1 : b2 : b3 = 2 : 1 : 2 beträgt, über der Strukturtiefe z aufgetragen ist. Die Angabe 100% bedeutet, dass das erfindungsgemäße Halbzeug die gleiche Steifigkeit besitzt, wie ein glattes, unstrukturiertes Blech aus dem gleichen Werkstoff. Es ist zu erkennen, dass die obere Kurve, die für ein Standardmaterial mit einer Dicke von 0,60 mm steht, die 100% Linie in einem Punkt schneidet, bei dem das wesentliche dünnere strukturierte Blech eine Strukturtiefe von 0,38 mm aufweist. Mit zunehmender Strukturtiefe nimmt die relative Steifigkeit zu.
  • Dieser Zusammenhang gilt auch für die untere Kurve, die für ein Standardmaterial mit einer Dicke von 0,7 mm steht. Diese Kurve schneidet die 100%-Linie, wenn das strukturierte Blech eine Strukturtiefe von ca. 0,52 mm besitzt.
  • Figur 3 zeigt einen weiteren Vergleich der Steifigkeit eines strukturierten Halbzeugs (Nenndicke h = 0,4 mm, Strukturtiefe z = 0,3 mm) als Funktion der in Figur 1 definierten Bereiche b1 und b2. Es zeigt sich, dass mit abnehmenden Anteil des Bereichs b2 ein theoretisches Maximum erreicht wird. Praktisch kann auf den Bereich b2, der den Übergang zwischen den Bereichen b1 und b2 darstellt nicht verzichtet werden. Es wird aber auch deutlich, dass durch geeignet Strukturierung ein erheblicher Steifigkeitszuwachs erreichbar ist, z. B. eine Steigerung von ca. 100% wenn der Anteil des Bereichs b2 nicht größer ist als ca. 45%.
  • Es hat sich bei internen Versuchen herausgestellt, dass bei der Herstellung von Zuschnitten sowohl auf einer Quer- als auch auf einer Längsteilanlage eine normale Gratbildung erfolgt. Auch ist die Säbelbildung gering. Ferner ist eine unproblematische Verarbeitung von gebogenen und gefalzten Produkten in Form von Dachrinnen, Fallrohren, Rinnenverbindern, Scharen, Paneelen, Schindeln sowie Endstücken und Standrohrkappen gewährleistet. Das erfindungsgemäße Bauteil verhält sich bei einer Nenndicke von zum Beispiel 0,4 mm im Ergebnis ähnlich wie ein Kupfer- und Kupferlegierungsblech mit einer Nenndicke von 0,7 mm. Das ist darauf zurückzuführen, dass die Prägung zu beiderseitig sichtbaren und fühlbaren Ausstellungen führt, so dass die Blechdicke einschließlich der Prägung in einem Bereich größer gleich 0,6 mm liegt.
  • Bei den erfindungsgemäßen Halbzeugen für Bauklempnereiprodukte, insbesondere Dachentwässerungsartikeln ist beispielsweise eine Reduzierung der Blechdicke von 0,7 mm auf 0,4 mm möglich, was zu einer Materialeinsparung von ca. 40 % führt. Beispielsweise besitzt ein Kupfer- und Kupferlegierungsblech mit einer Nenndicke von 0,7 mm ein Flächengewicht von 6,2 kg/m2, wohingegen das Flächengewicht bei einer Nenndicke von 0,4 mm nur 3,6 kg/m2 beträgt. Das bedeutet eine Gewichtsersparnis von 43 %. Diese Gewichtsersparnis führt zu reduzierten Materialkosten, die nicht durch höhere Produktionskosten (Prägung) zunichte gemacht werden, so dass im Ergebnis kostengünstigere Fertigprodukte, insbesondere Dachentwässerungsartikel mit hervorragenden Eigenschaften hinsichtlich der Steifigkeit und Verarbeitbarkeit durch die Erfindung aufgezeigt wird.
  • Die Figur 6 zeigt in der Draufsicht eine Struktur eines Halbzeugs/Bauklempnereiprodukts, insbesondere eines Dachentwässerungsartikels aus Kupfer- und Kupferlegierungsblech mit einer beispielhaften Prägung, die durch die Vielzahl unregelmäßig angeordneter und verlaufender Wülste und lokalen Erhebungen/Vertiefungen gekennzeichnet ist, so dass der Eindruck einer organischen Oberfläche entsteht.
  • Um die Verarbeitbarkeit zu erleichtern besitzt das erfindungsgemäße Halbzeug in vorteilhafter Ausbildung eine in alle Richtungen gleiche Steifigkeit (Flächenträgheitsmoment). Dies kann bei unregelmäßigen Strukturierungen durch eine möglichst gleichmäßige Massenverteilung erreicht werden. Daher soll das Halbzeug eine bezüglich seiner Mittellängsebene im wesentlichen gleichmäßige Massenverteilung aufweisen bezogen auf die oberhalb und unterhalb der Mittellängsebene liegenden Massenanteile. Zudem ist eine relativ hohe Anzahl von Erhöhungen und Vertiefungen vorgesehen. Die Anzahl von jeweils positiven und negative Ausprägungen (Kuppen) sollte daher zwischen 5 und 5000 Stück/dm2 liegen. Eine Kuppe kann ein einzelner Punkt sein oder auch eine Linienform haben. Sie kann auch als meanderförmig ineinander versetzter Struktur ausgeführt sein. Unter einer Kuppe ist der höchste Bereich einer ausgeprägten Erhöhung zu verstehen.
  • Es wird als besonders zweckmäßig angesehen, wenn die Kuppen von wenigstens 90% aller zu einer Seite weisenden Erhöhungen jeweils auf dem gleichem Höhenniveau +/- 0,05 mm liegen. Die Toleranzangabe ist als Fertigungstoleranz zu verstehen, wobei diese in der Regel deutlich geringer ist und daher vorzugsweise kleiner als +/- 0,01 mm, vorzugsweise 0 mm ist. Es ist am besten, wenn alle Kuppen von zu einer Seite weisenden Erhöhungen jeweils auf dem gleichem Höhenniveau liegen. Die Figuren 4 und 5 zeigen im Vergleich eine Gegenüberstellung zweier Prägestrukturen. Figur 4 zeigt beispielhaft eine erfindungsgemäße Prägestruktur eines Kupferblechs. Es ist zu erkennen, dass sich alle positiven Ausprägungen bzw. die Kuppen der Erhebungen in einem einheitlichen Höhenniveau befinden. Die jeweiligen Kuppen sind mit dem Buchstaben A gekennzeichnet. Im Vergleich dazu zeigt Figur 5 eine herkömmliche Prägestruktur, bei welcher nicht alle positiven Ausprägungen volle Ausprägungen sind, da sie nicht alle das obere Höhenniveau der mit A bezeichneten Kuppe erreichen. Die weiteren Kuppen sind mit B-D gekennzeichnet und sind niedriger. Es handelt sich nur um teilweise positive Ausprägungen. Im Rahmen der Erfindung wird die Ausführungsform der Figur 4 angestrebt, d.h. alle Ausprägungen sollten "volle" Ausprägungen sein.
  • Das Halbzeug ist relativ unempfindlich und kann daher zu Rollen aufgewickelt werden ohne die Strukturierung zu beschädigen.
  • Das Halbzeug kann zusätzlich mit einer Beschichtung versehen sein, wie z.B. einer Lackschicht oder einer Passivierungsschicht. Eine Beschichtung und/oder Oberflächenbehandlung kann vor oder nach dem Erzeugen der Strukturierung aufgebracht werden/erfolgen. Beispielsweise kann eine Voroxidation, Patinierung oder Verzinnung erfolgen.
  • Figur 7 zeigt Ausführungsbeispiele von Bauklempnereiprodukten hergestellt aus dem erfindungsgemäßen Halbzeug. Figur 7a) zeigt eine rundgebogene Schare. Figur 7b) zeigt eine halbrunde Dachrinne. Figur 7 c) zeigt halbrunde Rinnenendstücke und Figur 7 d) eine Standrohrkappe.
  • Aus den Halbzeugen lassen sich aber auch Dach- und Fassadenbekleidungen, z.B. in Form von Falzscharen, Schindeln, Kassetten und Paneelen, herstellen.

Claims (21)

  1. Halbzeug für Bauklempnereiprodukte aus Kupfer- und Kupferlegierungsblech, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Strukturierung mit speziell angeordneten Erhöhungen und Vertiefungen besitzt.
  2. Halbzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Strukturierung mit unregelmäßig angeordneten Erhöhungen und Vertiefungen besitzt.
  3. Halbzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Struktur meanderförmig ineinander versetzt ausgeführt ist.
  4. Halbzeug nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, dass es eine Strukturierung mit regelmäßig angeordneten Erhöhungen und Vertiefungen besitzt.
  5. Halbzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass es eine von der Verlegerichtung unabhängige Strukturierung besitzt.
  6. Halbzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass es in allen Richtungen eine gleiche Steifigkeit (Flächenträgheitsmoment) aufweist.
  7. Halbzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass es eine bezogen auf seine Mittellängsebene im wesentlichen gleichmäßige Massenverteilung bezogen auf die oberhalb und unterhalb der Mittellängsebene liegenden Massenanteile aufweist.
  8. Halbzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl von jeweils positiven und negative Ausprägungen (Kuppen) zwischen 100 und 1000 Stück/dm2 liegt.
  9. Halbzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kuppen von wenigstens 90% aller zu einer Seite weisenden Erhöhungen jeweils auf dem gleichem Höhenniveau +/- 0,05 mm liegen.
  10. Halbzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass alle Kuppen von zu einer Seite weisenden Erhöhungen jeweils auf dem gleichem Höhenniveau liegen.
  11. Halbzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhöhungen auf einer Seite des Kupfer- und Kupferlegierungsblechs die Vertiefungen auf der anderen Seite des Kupfer- und Kupferlegierungsblechs bilden.
  12. Halbzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine zwischen einander gegenüberliegenden Erhöhungen gemessene Blechdicke (t) zumindest 10 % größer als die Nenndicke (h) (Wandstärke) des Kupfer- und Kupferlegierungsblechs ist.
  13. Halbzeug nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Blechdicke (t) um den Faktor 1,1 bis 2,5 größer ist als die Nenndicke (h).
  14. Halbzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Nenndicke (h) (Wandstärke) des Kupfer- und Kupferlegierungsblechs 0,2 bis 1 mm beträgt, und insbesondere >= 0,5 mm, insbesondere >= 0,45 mm ist.
  15. Halbzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass es zu Rollen aufwickelbar ist, ohne die Strukturierung zu beschädigen.
  16. Halbzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Beschichtung aufweist.
  17. Halbzeug nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung aus einer Lackschicht und oder einer Passivierungsschicht besteht.
  18. Halbzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass es oberflächenbehandelt ist.
  19. Bauklempnereiprodukt hergestellt aus einem Halbzeug, nach einem der Ansprüche 1 bis 18, ausgewählt aus folgender Gruppe umfassend: Dachrinnen, Dachrinnenverbinder, Dachrinnenendstücke, Dachrinnenwinkel, Einhangstutzen, geschweißte oder gefalzte, gerade oder gekrümmte Fallrohre, Endstücke für Fallrohre und Standrohrkappen sowie Dach- und Fassadenbekleidungen umfasssend Schare, Schindeln, Kassetten und Paneele.
  20. Verfahren zur Herstellung eines Halbzeug nach einem der Patentansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass ein glattes Kupfer- und Kupferlegierungsblech durch Strukturwalzen mit einer Strukturierung versehen wird, wobei das Strukturwalzen einen Nachwalzschritt zur Erhöhung der Festigkeit ersetzt.
  21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass ein glattes Kupfer- und Kupferlegierungsblech vor dem Strukturwalzen eine zusätzliche Oberflächenbehandlung erfährt, wobei die Oberflächenbehandlung ausgewählt wird aus Voroxidation, Patinierung oder Verzinnung.
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