JP2008500902A - 高温に耐えうる構造を作り出すための潤滑剤の塗布 - Google Patents

Abstract

高温に耐えうる、少なくとも１枚の少なくとも部分的に構造化された金属シート（２）を含む、構造（１）を作り出すための方法で、少なくとも以下の工程を含む：
（ａ）平坦な金属シート（２）を、回転加工を用いて変形し、油（３）は前記少なくとも１枚のシート（２）を少なくとも部分的に濡らす；
（ｂ）前記油（３）を、少なくとも部分的に除去する；
（ｃ）潤滑剤（４）を、前記少なくとも１枚のシート（２）の少なくとも１つの小区分（５）上に供給する；
（ｄ）前記構造（１）を、少なくとも部分的に成形する；
（ｅ）前記構造（１）を固定するために接合を作り出す。

Description

本発明は、高温に耐えうる、少なくとも１枚の少なくとも部分的に構造化された金属シートを含む構造を作り出す加工に関する。高温に耐えうるこれらの構造はとりわけ、自動車工学における、触媒の支持材として、吸収材として、微粒子フィルターとして、もしくは同様の形状で、用いられる。

高温に耐えうるこのタイプのこれらの構造は、多くの場合、ハニカム体とも称される。これらは通常、排ガスが通る流路を形成するような方法で相互に位置づけられる、少なくとも１枚の平坦な金属シートと、少なくとも１枚の波形の金属シートとを含む。これらの層もしくは流路の表面はそこで、排ガスの有害な成分をより害の少ない成分に変換する、少なくとも１の所定のコーティングを備える。この配置における少なくとも１枚のシートの外形もしくは波形は、構造の単位体積あたりの比較的大きな表面積を実現し、それにより、排ガスとコーティング（されていない）表面との密接な接触を可能にする。変換は通常、比較的高温で行われる。この温度の結果としてそこを流れる排ガスの温度は、たとえば１０００℃に達する。高い熱負荷に加え、自動車の内燃エンジンの排気システムにおける動作中、この構造はまた、たとえば燃焼に由来する排ガスそのものの圧力サージ、もしくは自動車の走行中に外部励起により引き起こされる、高い動荷重にさらされる。

金属シートから巻かれ、もしくは積積されて、その後接合された、ハニカム体の多様な形状が知られている。とりわけこのタイプのハニカム体の２つの典型的な形状の間で区別がされる。ＤＥ ２９ ０２ ７７９にその典型的な実施例が示される以前の形状はらせん形状であり、実質的にただ１枚の平坦な金属シートおよび１枚の波形金属シートが重なりあって置かれ、その後らせん形状に巻かれる。その他の形状では、ハニカム体は複数の相互に配置された平坦な金属シートおよび波形の金属シートもしくは異なる波形の金属シートから組み立てられ、これらの金属シートは積層され、その後一緒に巻かれるか巻きつけられるかする、１以上の積層を形成する。らせん形状の場合と異なり、この形状においては、金属シートの全ての端が、ハウジングもしくは管状ケーシングと反対の外側の方を指すようになり、そこでこれらは恒久的に固定されることができる。この後者の形状の典型的な実施例は、ＥＰ ０ ２４５ ７３７もしくはＷＯ ９０−０３２２０に記載されており、これらはまたたとえば、Ｓ形状とも称されている。異なる構造もしくはハニカム体の性質もしくは構成のより詳細な記載については、説明について、上記の公報の記載の内容を参照することができる。

高温に耐えうるこのタイプのハニカム体もしくは構造を作り出すには、少なくとも何枚かのシートが相互に接合される必要がある。このために多様な接合技術が知られている。とりわけ、多様な硬質はんだ付け方法が、自動車の内燃エンジンの排気システムにおけるその好適な使用の間に構造にかかる高い熱負荷および動荷重の理由で、恒久的な接合を作り出すのに適していることが証明されている。これのためには、通常その融点が金属シートの融点よりも低いはんだ材料が、ハニカム体に導入され、所望の接合部分に位置づけられることが必要である。ハニカム体をはんだ材料の融点より高い温度に熱することは、最終的にはんだ材料を溶かすので、これは冷えるにつれ、隣接する金属シートを相互に接合する。

はんだ材料は、多様な形状で、たとえば、はんだホイルおよび／またははんだ粉末として、ハニカム体に導入されることができる。はんだホイルは、シートが相互に接合される領域に、挿入され、および／または、接着結合される。はんだ粉末は同様に、結合剤（油
、糊（Leim）、接着剤（Kleber）など）を用いて、実際のはんだ加工が行われるまでシートの表面に固定される。

用いられる結合剤は、このために特別に開発された接着剤であることが好ましく、所望の接合部分に設けられる。このために多数の異なる技術が知られている。一例として、ＥＰ ０ ４２２ ０００は、回転ローラーを用いる結合剤の塗布を開示する。この場合、結合剤はシートの巻きもしくは積層に先立って塗布される。さらに、たとえばＤＥ １０１ ５１ ４８７から、結合剤を液体状で、毛管力を用いてこのタイプのハニカム構造の中部に導入することが知られている。このことは、単にハニカム構造の端側を結合剤に浸すことによって行われることができる。結合剤を塗布するのに用いられる方法のより詳細な説明については、引用された公報における説明を参照することができる。

金属シートの外形もしくは波形を形成するには、多くの場合、成形を支援する動作媒体を用いることが必要である。たとえば、波形の金属シートはしばしば、成形圧延法を用いて作り出される。さらにシートは多くの場合、格納され、および／または、比較的長時間運ばれ、その場合、これらは同様に、これらを保護するために動作媒体によって濡らされるということを考えておかなければならない。このタイプの動作媒体は主に油であり、これはシートの表面に恒久的に付着することもできる。しかし特定の状況下では、このようなシートの表面の油は、はんだ付けプロセスに悪影響を及ぼすであろう。一例として、この油そのもの、もしくは油の老化の結果として生じる物質が、はんだ材料を塗布する動作の間、はんだ材料がそれにより少なくとも一時的に保持されるような結合特性を有するであろうことが可能である。特定の状況下では、このことは差動熱膨張の補償のための位置における接合の形成をもたらすであろうし、そして結果として、構成要素の長期にわたる構造的完全性を危うくするであろう。動作媒体もしくは油が揮発性の成分を含むこともまた可能であり、これらはとりわけ、はんだ付けプロセスのために利用される真空、もしくは所定の規定の大気を損なう。

これらの事項を考慮して、これまでは習慣的に、結合剤としてこれらの動作媒体を用いるか、これらを完全に除去して別の結合剤を備え、これは実際にはそこで、清浄されたもしくは動作媒体のない表面に塗布されるかのどちらかであった。

これに基づき、本発明の目的は、高温に耐えうる構造を、少なくとも１枚の少なくとも部分的に構造化された金属シートから作りだす、改良された加工を提供することである。とりわけ加工は、可能な限り、正確かつあらかじめ正しく決定することができる、構造における接合の作成を導くものである。同時に、金属構造の取り扱いもしくは成形は、プロセス工学の点から見て、より容易なものにされるか、より信頼性のあるものにされることが好ましいので、これを行うのに必要とされる動作は、連続生産の部分としても、高度な正確さで実現されることができる。さらに、用いられるはんだ材料および／もしくは動作媒体の量の縮小をもたらす方法を提供することもまた目的とされている。

これらの目的は、独立項の特徴もしくは工程を有する加工により達成される。加工のさらなる有利な構成は、従属項の内容を形成する。この状況において、掲載された加工ステップは任意の技術的に適切な方法で相互に組み合わされることができ、それにより、本発明にしたがった加工のさらなる有利な構成を示すことに注目すべきである。

本発明にしたがった、高温に耐えうる構造を作り出し、少なくとも１枚の少なくとも部分的に構造化された金属シートを含む加工は、少なくとも以下の工程を含む：
（ａ） 油が少なくとも部分的に少なくとも１枚のシートを濡らす回転加工を用いて、平坦な金属シートを変形させる；
（ｂ） 油を、少なくとも部分的に除去する；
（ｃ） 潤滑剤を、少なくとも１枚のシートの少なくとも１つの小区分に供給する；
（ｄ） 構造を、少なくとも部分的に成形する；
（ｅ） 構造を固定するために接合を作り出す。

「油」の用語は、少なくとも１枚のシートを格納し、運び、および／もしくは、変形させるために、以前用いられていた動作媒体を意味するものとして理解されるものである。これらはとりわけ、鉱物油、合成油、潤滑油などを含む。本発明にしたがった加工の基礎となる１つの重要な態様は、まず油が除去され、そして、同様に油を含む潤滑剤が再び塗布される手段である。このことは、以前は不明確だった状態、もしくはこれまで確認することができなかった油で濡らされた領域が、除去され、明確に定義された領域に変換され、もしくは新たに作られることを意図する。このような方法で、あらかじめ正確に定められた小区分が形成され、そこで潤滑油はとりわけ、相互にもたれたシートもしくはシート部分が、構造の成形の間損傷を受けることなく相互に沿ってスライド可能であることを保証する。このことはとりわけ、このタイプの複数の金属シートを含む積層の巻きまたは巻きつけにあてはまる。

不要な油の事前の除去のために、次のはんだ付け加工の間の揮発性分のレベルは著しく低下する。実際には、提案される加工は、他の小領域では何もないかもしくは異なるコーティングをされた表面が存在する一方で、所望の領域のみに潤滑剤を備えることで、金属シートを相互に沿ってスライドさせることを補助するだけである。このような方法で、たとえば、潤滑剤を含む別の小区分が、相互に隣接して配置された金属シートのそれぞれの接触領域に利用可能とされることが可能である。

工程（ａ）に関して、金属シートが板金ホイルおよび、とりわけ格子構造、多孔板、繊維不織布、複合材料などの、その他の金属シートのどちらをも包含することに注目するべきである。

回転加工はとりわけ、それによってツール（たとえば回転プロファイリングローラー）を用いた力の外部作用によって、外形もしくは波形が平坦な材料に導入される加工を意味すると理解されるものである。変形は主に、恒久的な塑性変形をもたらすような方法で行われる。このことはとりわけ、変形されたシートもしくは材料の厚さを可能な限り保持する。結果として得られる波形は通常、たとえば正弦波波形、オメガ波形、鋸波形などのタイプとして、規定された間隔で繰り返されるような方法で構成される。平坦な金属シートを変形させるために、これが回転ツールに連続的に供給されることが有利である。このタイプの変形工程は、とりわけ材料のカットが変形と同時に行われる場合に、同じくここに包含されるスタンピング、プレスなどの作成加工を用いて、同じく行われることもできる。

このために必要とされる、もしくは平坦な金属シート上に既に存在する油（もしくは同様の動作媒体）は、変形工程に引き続き、少なくとも部分的に除去される。たとえば、追加のコーティングが続いて塗布されるような特定の小領域のみで油が除去されることもまた可能ではあるが、表面上の全ての油が除去されることが好ましい。まだ表面上に存在する油は、適切な場合、前処理されることができ（たとえば化学的および／もしくは熱的な手段によって）、最終的には少なくとも部分的に潤滑剤で覆われる。

原則として、個々の処理工程が次々に連続して行われるか、特定の状況において個々の処理工程が繰り返されるかどうかは、重要ではない。一例として、処理工程（ｃ）および
（ｄ）が交互に行われることが可能である。これはたとえば、平坦なシートと波形のシートが交互に重なりあって積層されるような方法で行われ、この場合、各シートの後に、規定された小区分に潤滑剤が塗布される。結果として、構造の部分的な成形として構成されるシートの積層および潤滑剤の供給は、所望の積層が形成されるまで交互に行われる。このような方法で作り出された積層は、そこでハウジングに導入されることができ、その後ではんだがそれに塗布されることができ、そこで積層は熱処理されることができる。

このような高温に耐えうる構造がはんだ付け法で作り出されない場合、拡散接合を実現することで構造を固定するよう作用する接合を行うこともまた可能である。この場合、潤滑剤が、このタイプの拡散接合の触媒として機能する炭素の高い含有量を有することが好ましい。この特別なタイプの接合技術で、接合領域および小区分は相互に重なる。この状況において好ましい加工である、はんだ材料を用いて接合する場合、このことは通常あてはまらない。

加工の改良によると、工程（ｂ）の後、少なくとも１つの結合層を作り出すため、結合剤が少なくとも１枚のシートに供給される。結合剤は、続いて供給される材料を少なくとも一時的に固定する機能を有する。この材料はとりわけ、接合が作り出される前にシートの間の接触領域の近くに位置づけられるはんだ材料を意味するものと理解されるものである。用いられる結合剤は、たとえば９８％を上回るアセトン溶媒含有量もしくは同程度のエタノール溶媒含有量など、溶媒含有量が高い接着剤であることが望ましい。溶媒は揮発性が高いことが好ましい。結合剤の腐食傾向は大変低く、すなわち金属シートは、結合剤と長時間接触する場合にいかなる腐食を被ることもない。さらに、結合剤が熱的に安定している場合、すなわちその結合特性を３００℃まで失わない場合は有利である。したがって、必要とされるであろう任意の熱前処理が、この温度範囲まで可能である。特別な場合、たとえば結合剤がプリントによって塗布される場合、結合剤は１．０から１．２ｍＳ（ミリジーメンス）の範囲の導電性を有する。このタイプの結合剤の粘度は、およそ３．５から４．５ｍＰａ（ミリパスカル）の範囲にあるべきであり、これらの値は常温および標準大気圧にあてはまる。そこから作り出された結合剤の層は、０．１から１．０ｍｍ（ミリメートル）の幅を有し、とりわけ細片形状であることが好ましい。これらの層厚は、０．１μｍから０．５μｍ（マイクロメートル）の範囲内であることが有利である。

この状況において、少なくとも１つの結合層が、少なくとも１つの小区分に隣接して形成された接合領域に設けられることがまた提案される。接合領域とはとりわけ、はんだが塗布されるところの構造内で、はんだ材料との接触が可能でありまた望まれるところの領域を意味するものと理解されるものである。したがって、接合領域はまた、はんだ材料もしくはその他のコーティング材料が、最終的に固定されるところの領域を意味する。原則として、それぞれの金属シートに別々の領域を形成することが好ましいが、接合領域が部分的に結合層と重ねあわせられること、小区分が部分的に潤滑剤（たとえば隣接するシート）と重ねあわされることもまた可能である。このことは、潤滑剤および結合層の所望の特性が、相互に悪影響を及ぼさず、むしろ、作成プロセスにわたって恒久的に保持されることを保証する。

接合領域は、少なくとも領域において、相互にずらして配置されるであろう。このことはとりわけ、一例として、相互に隣接して配置されたハニカム体のシートの接合領域が、半径方向および／もしくは軸方向に前後に配置されないことを意味するものと理解されるものである。さらに、接合領域がハニカム体を通してチェスボード状断面で配置されることが可能であり、その場合、接合領域が、シートがのびる方向および／もしくはそれに直角な方向に設けられるよりはむしろ、シート間の接触位置は、とりわけ繰り返して、相互にもたれあう。このタイプの接合パターンがハニカム体の全長にわたって同一でなく、むしろ相互に空間を取り、異なる接合パターンを有する、少なくとも２つの断面があること
がとりわけ好ましい。

さらに、潤滑剤がドロップオンデマンド法もしくはバブルジェット（登録商標）法を用いて塗布されることもまた提案される。

「ドロップオンデマンド」法は、潤滑剤がこのために設けられる小区分に、滴形状で塗布されるという事実により区別されるプリント加工である。実際には、滴が連続して作り出されるが適宜にしか塗布されない、連続インクジェット加工として知られている場合とは異なり、滴は、金属シートがそれによってすぐに濡らされる時にのみ生成される。したがって「ドロップオンデマンド」法は言うなれば、潤滑剤の滴を作り出す不連続加工を意味する。すなわちこのことは、潤滑剤が、シートとドロップオンデマンド法を行う装置との間の相対運動が実現されるような方法で塗布され、そこで装置は滴が所望の小区分に塗布されることができる時にのみこれらを正確に生成し、放出することを意味する。

ドロップオンデマンドシステムでは、たとえば結合剤の個々の滴を、圧電アクチュエーターを用いて作り出すことが可能である。圧電アクチュエーターは通常、圧電効果に基づく電気機械変換器である。この場合、圧電素子への交流電圧の印加は、機械的振動をもたらす。これらの振動は、所望の容積の潤滑剤に移され、それぞれの場合に、滴は装置の出口において形成され、滴はそこで比較的速い速度でノズルに供給される。圧電変換器を含む多数のドロップオンデマンド法、たとえば圧電チューブ、圧電ディスク、圧電ラメラが知られている。

「バブルジェット（登録商標）」法は、とりわけ好ましいドロップオンデマンド法を意味する。この場合、潤滑剤の滴は圧電変換器を用いてではなく、むしろ熱アクチュエーターを用いて作り出される。これらは通常、ノズル内に形成され、潤滑剤に連結される発熱体である。これらの発熱体は、ノズル内の局所的に制限された領域を、短時間で潤滑剤の沸点を優に上回る大変高い温度まで加熱する。潤滑剤はそこで、局所的に沸騰し始め、結果として大変短時間で連続的な蒸気泡が形成される。この蒸気泡はノズルから潤滑剤の滴を追い出し、１０バール以上の圧力および１０ｍ／ｓ（メートル毎秒）以上の流出速度に達することが可能となっている。この蒸気泡はそこで壊れ、その後潤滑剤は、毛管力の結果として再びノズル内に引き込まれる。このタイプのバブルジェット（登録商標）加工において、とりわけ「エッジシューター」および「サイドシューター」として知られる異なるプリント技術の間で区別がされる。

この状況において、潤滑剤およびさらには結合剤もまた、共通の装置を用いて塗布される場合は、とりわけ有利である。潤滑剤と結合剤とが異なるプリント技術を用いて塗布されること、たとえば潤滑剤がドロップオンデマンド法を用いて塗布され、結合剤が連続インクジェット処理を用いて塗布されることが、原則としてこのような方法で可能である。しかし、１つの方法、とりわけ特定のドロップオンデマンド法を用いて潤滑剤と結合剤とを備えることが好ましい。このことはとりわけ、装置が結合剤と潤滑剤との両方を、規定された時に同時に放出することを意味するが、異なる媒体が共通の装置を用いて連続して塗布されることもまた可能である。

方法の改良によると、すぐに揮発する油が、工程（ａ）に先立って少なくとも１枚のシートに塗布され、変形作業の後、とりわけ工程（ｃ）が行われる時、もしくは結合剤が塗布される時に、油はほぼ揮発する。すなわち、変形に必要な油は、変形の直前にシート表面に塗布されるが、変形プロセスの後の大変短い期間で揮発する、すなわち気体成分に変換される。大変短い期間の用語はとりわけ、１０秒より短い、とりわけ５秒よりも短い範囲の時間を意味するものと理解されるものである。揮発は、連続的に動くシートがこの期間についてはさらに加工されないという点で、さらなる手段を必要とせず保証されること
ができるので、環境への揮発はこの期間中、妨げられることなく行われることができる。しかし、たとえば高温、化学物質、機械的除去器などを備えることにより、油の除去を促進することもまた可能である。

さらに、工程（ｂ）が少なくとも熱脱脂もしくは機械的脱脂の方法のどちらかを含むこともまた提案される。熱脱脂とは、とりわけ、常温より（はるかに）高い温度がシートの近くに与えられ；表面上の油の少なくともかなりの割合がこの温度で揮発することを意味すると理解されるものである。これは、２００℃から４００℃の範囲、とりわけ２５０℃から３００℃の範囲の温度を含むことが好ましい。機械的脱脂とは、シートの表面に物理的に接触させられる、駆動および／もしくは非駆動クリーニング手段を用いることを意味すると理解されるものである。接触は、油が（クリーニング手段に）集められる、もしくは（シートから）除去されることを保証する。

既に上記で何度も示されたように、少なくとも工程（ｄ）の前か後で、少なくとも１枚のシートがはんだ材料に接触させられる場合、大変有利である。特定の状況において、はんだ材料が何度も塗布されることもまた可能である。はんだ材料は、構造を形成するシートの表面に（制御されない）接触をさせられることが好ましく、その場合、はんだ材料はとりわけ結合剤が備えられた場所に付着する。はんだ材料の残りは集められ、次のはんだ塗布プロセスに返される。用いられるはんだ材料は、平均はんだ粒径画分、とりわけ、１０６μｍ（マイクロメートル）を下回るはんだ粒径を有するはんだ粉末であることが好ましい。はんだ材料はニッケルベースの合金を含むことが好ましい。

方法の改良によると、工程（ｅ）は、構造の熱処理を含む。このことは、高温真空はんだ付けプロセスを意味すると理解されることが好ましい。これは、金属シートの材料の融点を下回る温度にしか達さないことが好ましい。

さらに、構造が複数の平坦なホイルおよび波形ホイルから作り出されることもまた提案され、その場合、工程（ｄ）は、それに重ねられた潤滑剤を含む少なくとも１つの部分を少なくともある程度有する接触位置を形成するべく、これらのホイルの交互の積層を含み、そこでホイルは少なくとも部分的に相互に向かって移動する。平坦なホイルと波形のホイルの交互の積層の場合、ほぼ直線的な接触位置が通常、相互に隣接したホイルの間に作り出され、これらの接触位置はおよそ波形の極端に沿って生じる。ここで、潤滑剤を含む小区分が、これらの接触位置に正確に重ねられることが提案される。このことは、ホイルが、続く積層のねじりもしくは巻きの間、これらの接触位置の中もしくはその地点で、より容易に相互にスライドできるという点で有利である。このことは、構造もしくは平坦なホイルおよび／もしくは波形ホイルの、望まれない変形を防ぐことができる点で有利である。

この状況において、少なくとも、接触位置に隣接する、結合層が設けられる部分に、くぼみを形成することがまた好ましい。くぼみの用語は、隣接する平坦なホイルおよび波形ホイルによって作り出される、接触位置に隣接する領域を意味するものとして理解されるものである。くぼみはとりわけ、細くなって先が尖っている通路などの角の断面形状を含む。最終的に、接合が、はんだ接合として、このくぼみの領域で形成されることが常である。このために、結合層がここに設けられることが必要であり、これに付着するはんだ材料が、熱処理の間に溶けた後、正確にこのくぼみに集まることを保証する。このことはとりわけ、少なくとも部分的にくぼみ内に突き出す結合層の細片によって保証される。

さらに、潤滑剤を含む少なくとも１つの小区分が、少なくとも１枚の平坦なホイル上に作り出されること、および結合層が、少なくとも１枚の波形ホイル上に作り出されることが好ましい。このことはたとえば、対向する結合層が、はんだ材料を一時的に固定するの
に充分な保持力を保証するため、接合が最終的にそれによって影響されることなく、平坦なホイルの比較的大きな面積が、潤滑剤によって濡らされることができることを意味する。しかし同時に、ホイルが相互にずれていたとしても、充分な潤滑剤が設けられることもまた保証される。

方法のさらなる構成によると、外部に配置された潤滑剤を有する２枚のホイルと、その間に潤滑剤のないホイルとを備えることにより、積層（Stapel）が形成される。とりわけ、複数のホイルを有する積層の共通の変形もしくは巻きおよび／または巻きつけの場合には、最も大きな相対運動が、通常、境界層において起こる。さらに、これらの積層はまたしばしば、平坦なホイルによって範囲を定められるので、特定の状況下において、相互に隣接して配置された複数の平坦なホイルが、複数の積層から構造を作り出す間、相互に直接もたれかかるようになる。このような状況において摩擦を最小化するために、これらの境界層が、充分な潤滑剤を備えることが、とりわけ有利である。

発明にしたがった方法、これによって作り出されるシートあるいは構造、および関連の技術分野は、図面を参照してより詳細に説明される。発明はこれらの構成に限定されるものではないが、図面は、方法あるいはそれによって作り出される構造の特に好適な構成を示す。

図１は、高温に耐えうる、排ガスが通り抜けることのできる多数の通路２２を含む、構造１の作成を図示する。金属シート２は巻き点６に沿ってＳ字形状に巻かれるので、構造１は最終的に、外形の点からみるとほぼ管状となる。ハニカム体としても知られるこのタイプの構造はとりわけ、自動車からの排ガスの処理に用いられる。

作成の目的のため、平坦および波形のシート２は交互に配置されて積層１４を形成し、これらのシートはたとえば、外部に配置されたカバリングシート（Decklagen）３１によって範囲を定められる。

シート２、とりわけ波形ホイル１３を作成するために、平面シートはたとえば連続的にコイル１７から引き出される。そしてシートは、相互にかみ合う２つのプロファイルローラー１８へ移動され、変形工程が行われるのに先立って、素早く揮発する油３が加えられる。シート２が、かみ合うプロファイルローラー１８を通される結果として、波形が形成される。側もしくは表面に存在する油３は、波形ホイル１３が複数のローラー１９に沿って案内されるところの距離２８にわたって揮発する。波形ホイル１３の加工された区分が、結合剤７を塗布する第１のノズル２０に到達する時には、塗付された油３は既に存在しない。油３が今やもう除去されているという事実のため、結合層８もしくは結剤７（ここでは図示されない）の結合は、この油によって悪影響を及ぼされない。ここに示される連続加工の場合、まず、結合剤７が、波形ホイル１３の一方の側から、第１のノズル２０を用いて塗布され、そして結合７が反対の側からさらなるノズル２０を用いて塗布される。しかし多くの場合、波形ホイル１３が一方の側からのみ結合剤７を備えることで充分である。最終的に、波形ホイル１３は、切断装置２１を用いて所定の長さで細片から切り離される。

図の下半分は、平坦な金属シートの提供を、並行して図示する。再び、シート２はコイル１７から引き出され、その上に存在する油３は、炉２９を用いて熱的に除去される。そして潤滑剤４が、目標とされる方法で上側および次にまた裏面にも塗布される。再び、そこで平坦な金属シートの細片が、切断装置２１を用いて、所定の長さの平坦なホイル１２に切り離される。

このような方法で作り出された平坦なホイル１２および波形ホイル１３はそこで、積層されて積層１４を形成し、そこで巻かれて、最終的に相互にはんだ付けされる。はんだの塗布は、少なくとも部分的にハウジング内に導入された構造１と、はんだ粉末に接触させられた装置全体とにより、既知の方法で、たとえば端側を介して、もしくは形成された通路を通って、行われることができる。そこで、余分なはんだ材料は除去され、装置は炉に案内され、そこで実際のはんだ付け操作が行われる。

図２は、複数の結合層８および潤滑剤４を含む複数の小区分５とから構成された金属シート２の平面図を示す。小区分５は、それらが波形シート２の極端（Extrema）２６、具体的には、正確に、隣接する平坦な金属シートとの接触が作り出される場所を覆うような方法で配置される。これに隣接して、結合層８が、所望の接合領域９に設けられる。図２からわかるように、結合層８および潤滑剤層の配置に関して、任意の所望のパターンが可能である。この場合、潤滑剤４を含む小区分５は、接触位置１５の全体もしくはシート２の長さの全体に広がることが好ましく、一方、結合層８は、極端２６の方向もしくはそれに対して横方向に、局所的に範囲を定められた小領域にのみ広がることが好ましい。

示される異なる実施の形態において、潤滑剤４および結合剤７は、共通の装置１０を用いて塗布される。これを行うため、ドロップオンデマンド法として知られるものを用いることが好ましい。このため、装置１０は複数のノズル２０を含み、これらは結合剤７または潤滑剤４のどちらかを放出する。装置１０は、金属シート２に対して動くことができるように、もしくはシート２が装置に対して動くことができるように、配置される。そして、結合剤８の層および／もしくは潤滑剤の層のどちらかが、それぞれのノズル２０がシート２上に配置される時、シート２上の所望のパターンにしたがって生成される。このため、装置１０は、たとえば、メモリユニットおよび／もしくは自由にプログラム可能な制御ユニットに接続された、駆動機（Antrieb）２３を有する。駆動機が検出器２４に接続されることもまた可能であるので、金属シート２への潤滑剤あるいは結合剤の供給を調整することが可能である。このことはたとえば、潤滑剤４あるいは結合剤７が、シート２の変形および／もしくは異なる波形タイプの処理の場合に、依然として大変正確に位置づけられることを保証する。

図３は、最終的に（破線で示されるように）２枚の平坦なホイル１２によって覆われる波形ホイル１３の詳細を図示する斜視図である。交互に積層された平坦なホイル１２および波形ホイル１３は、その中にはんだ接合が最終的に作成されるところのくぼみ１６を形成する。図３の右側部分にはんだ材料１１が図示され、ここでこれは、とりわけ結合層８の提供の結果としての構造１の熱処理まで固定される。

波形シート１３は、正弦波外形と同様の外形を有する波形を有し、これは、相互にほぼ平行にのびる極端２６によって特徴付けられる。続く積層の間、極端２６は隣接する平坦なホイル１２との接触位置１５を作り出す。説明される加工は、潤滑剤４が小区分５に、たとえば極端２６の領域あるいは接触位置１２の領域に、設けられることを可能にする。潤滑剤４は、平坦なホイル１２の波形ホイル１３に対する相対運動２５を促進する。このことはたとえば、表面への機械的損傷を防ぎ、連続生産に必要な加工工学の観点で、巻きを信頼できるものとする。恒久的な接合が続いて形成されることを保証するために、結合層８がくぼみ１６の近く、あるいは極端２６の近くに、好ましくは用いられるシートの厚み３０に応じて、設けられる。結合剤７を含む結合層８はこの場合、潤滑剤４の近くに位置づけられる。同時に、はんだ材料１１がまた側面２７の領域に配置されることが避けられ、はんだ材料１１が隣接するホイルに同時に接触することが、それ以降不可能になる。

潤滑剤の層が作り出される正確さ、およびそれにより範囲を制限された結合層８が作り出される正確さは、相互に隣接して配置されたシート２が、巻き操作の間、相互に沿って
スライドすることを可能にし、一方同時に、はんだ材料１１の、構造１の内部における充分な一時的な固定を保証する。このことは、たとえば自動車の内燃エンジンの排気システムにおけるコーティングの非常に広い範囲の支持材として用いられる、とりわけ高い負荷に耐えうる構造１を作り出すことを可能にする。

図１は、高温に耐えうる構造を作り出す加工の手順を図示する。 図２は、加工された後のシートを、結合剤と潤滑剤とを塗布する装置と共に図示する。 図３は、はんだ加工の準備が整った波形ホイルの詳細を図示する。

符号の説明

１ 構造
２ シート
３ 油
４ 潤滑剤
５ 小区分
６ 接合
７ 結合剤
８ 結合層
９ 接合領域
１０ 装置
１１ はんだ材料
１２ 平坦なホイル
１３ 波形のホイル
１４ 積層
１５ 接触位置
１６ くぼみ
１７ コイル
１８ プロファイルローラー
１９ ローラー
２０ ノズル
２１ カット装置
２２ 通路
２３ ドライブ
２４ 検知器
２５ 相対運動
２６ 極端
２７ 側面
２８ 距離
２９ 炉
３０ 厚さ
３１ カバリングシート

Claims (13)

1. 高温に耐えうる、少なくとも１枚の少なくとも部分的に構造化された金属シート（２）を含む、構造（１）を作り出すための方法で、その方法は少なくとも以下の工程を含む：（ａ）平坦な金属シート（２）を、回転加工を用いて変形し、油（３）は前記少なくとも１枚のシート（２）を少なくとも部分的に濡らす；
   （ｂ）前記油（３）を、少なくとも部分的に除去する；
   （ｃ）潤滑剤（４）を、前記少なくとも１枚のシート（２）の少なくとも１つの小区分（５）上に供給する；
   （ｄ）前記構造（１）を、少なくとも部分的に成形する；
   （ｅ）前記構造（１）を固定するために接合を作り出す。
2. 工程（ｂ）の後で、少なくとも１つの結合層（８）を作り出すために、結合層（７）が前記少なくとも１枚のシート（２）に供給されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 前記少なくとも１つの結合層（８）が、前記少なくとも１つの小区分（５）に隣接して形成された接合領域（９）に設けられることを特徴とする、請求項２に記載の方法。
4. 前記潤滑剤（４）がドロップオンデマンド法もしくはバブルジェット（登録商標）法を用いて塗布されることを特徴とする、請求項１から３のいずれかに記載の方法。
5. 前記潤滑剤（４）およびさらに結合剤（７）もまた、共通の装置（１０）を用いて塗布されることを特徴とする、請求項２から４のいずれかに記載の方法。
6. 工程（ａ）に先立ち、素早く揮発する油（３）が前記少なくとも１枚のシート（２）に塗布され、前記油は、変形操作の後で、ステップ（ｃ）が行われるまでに、あるいは前記結合剤（７）が塗布されるまでに、ほぼ揮発することを特徴とする、請求項１から５のいずれかに記載の方法。
7. 工程（ｂ）が、熱脱脂もしくは機械的脱脂のうち少なくとも１つの方法を含むことを特徴とする、請求項１から６のいずれかに記載の方法。
8. 前記少なくとも１枚のシート（２）が、少なくとも工程（ｄ）の前または後に、はんだ材料（１１）に接触させられることを特徴とする、請求項１から７のいずれかに記載の方法。
9. 工程（ｅ）が、前記構造（１）の熱処理を含むことを特徴とする、請求項１から８のいずれかに記載の方法。
10. 前記構造（１）が、複数の平坦なホイル（１２）および波形のホイル（１３）から作り出され、その場合、工程（ｄ）が、それらに重なる潤滑剤（４）を含む少なくとも１つの小区分（５）を少なくともある程度有する接触位置（１５）を形成する、これらのホイル（１２，１３）の交互の積層を含み、ホイル（１２，１３）はそこで少なくとも部分的に相互に向かって動かされることを特徴とする、請求項１から９のいずれかに記載の方法。
11. 少なくともその一部分に結合層（７）が設けられるところのくぼみ（１６）が接触位置（１５）に隣接して形成されることを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
12. 前記潤滑剤（４）を含む前記少なくとも１つの小区分（５）が、少なくとも１枚の平坦
    なホイル（１２）の上に作り出され、結合層（８）が少なくとも１枚の波形ホイル（１３）の上に作り出されることを特徴とする、請求項１０または１１に記載の方法。
13. 潤滑剤（４）を有する外部に配置された２枚のホイル（１２，１３）および、その間に潤滑剤（４）なしのホイル（１２，１３）を備えることにより、積層（１４）が形成されることを特徴とする、請求項１０から１２のいずれかに記載の方法。

Images