EP1633506B1 - Method and device for producing a structured sheet metal strip - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines strukturierten Blechbandes mit einer Primärstruktur sowie eine Vorrichtung zur Einbringung von zumindest einer Primärstruktur in ein Blechband. Derartige strukturierte Blechbänder werden bevorzugt zur Herstellung von Abgasreinigungskomponenten mobiler Verbrennungskramnaschinen eingesetzt.The present invention relates to a method for producing a structured sheet-metal strip having a primary structure and to an apparatus for introducing at least one primary structure into a sheet-metal strip. Such structured sheet metal strips are preferably used for the production of exhaust gas purification components of mobile combustion machines.

Bei der Abgasbehandlung von mobilen Verbrennungskraftmaschinen, wie z.B. Otto- und Dieselmotoren, ist es bekannt, Komponenten bzw. Strukturen in der Abgasleitung anzuordnen, die eine relativ große Oberfläche bereitstellen. Diese Komponenten werden üblicherweise mit einer adsorbierenden, katalytisch aktiven oder ähnlichen Beschichtung versehen, wobei aufgrund der großen Oberfläche der Komponenten ein inniger Kontakt mit dem vorbeiströmenden Abgas realisiert wird. Solche Komponenten sind beispielsweise Filterelemente zum Herausfiltern von im Abgas enthaltenen Partikeln, Adsorber zum zumindest zeitlich begrenzten Speichern von im Abgas enthaltenen Schadstoffen (z.B. NO_x), katalytische Konverter (z.B. 3-Wege-Katalysator, Oxidationskatalysator, Reduktionskatalysator, etc.), Diffuseren zur Strömungsbeeinffussung bzw. Verwirbelung des hindurchströmenden Abgases, oder auch Heizelemente, die gerade nach dem Kaltstart der Verbrennungskraftmaschine das Abgas auf eine vorgegebene Temperatur erwärmen. Im Hinblick auf die Einsatzbedingungen im Abgassystem eines Automobils haben sich grundsätzlich folgende Trägersubstrate bewährt: keramische Wabenkörper, extrudierte Wabenkörper und Wabenkörper aus Metallfolien. Aufgrund der Tatsache, dass diese Trägersubstrate an ihre Funktionen stets anzupassen sind, sind hochtemperaturfeste und korrosionsbeständige Blechfolien besonders gut geeignet, als Ausgangsmaterial zu dienen.In the exhaust treatment of mobile internal combustion engines, such as gasoline and diesel engines, it is known to arrange components or structures in the exhaust pipe, which provide a relatively large surface area. These components are usually provided with an adsorbing, catalytically active or similar coating, wherein due to the large surface area of the components an intimate contact with the passing exhaust gas is realized. Such components are, for example, filter elements for filtering out particles contained in the exhaust gas, adsorbers for at least temporary storage of pollutants contained in the exhaust gas (eg NO _x ), catalytic converters (eg 3-way catalyst, oxidation catalyst, reduction catalyst, etc.), diffusers for Strömungsbeeinffussung or turbulence of the flowing exhaust gas, or heating elements that just after the cold start of the internal combustion engine to heat the exhaust gas to a predetermined temperature. With regard to the conditions of use in the exhaust system of an automobile, the following carrier substrates have proven successful in principle: ceramic honeycomb bodies, extruded honeycomb bodies and honeycomb bodies made of metal foils. Due to the fact that these substrates are always adapt to their functions, high temperature resistant and corrosion resistant metal foils are particularly well suited to serve as a starting material.

Es ist bekannt, Wabenkörper mit einer Mehrzahl von zumindest teilweise strukturierten Blechfolien herzustellen, die anschließend in ein Gehäuse eingebracht werden und somit einen Trägerkörper bilden, der mit einer oder mehreren der oben genannten Beschichtungen versehen werden kann. Die zumindest teilweise strukturierten Blechfolien werden dabei so angeordnet, dass im wesentlichen parallel zueinander angeordnete Kanäle gebildet sind. Um dies zu gewährleisten ist beispielsweise ein Teil der Blechfolie mit einer Primärstruktur versehen, welche sich unter anderem durch eine regelmäßige, sich wiederholende Struktur auszeichnet, insbesondere eine Art Sinus-Wellung, eine Sägezahn-Struktur, eine Rechteck-Wellung, eine Dreiecks-Wellung, eine Omega-Wellung, oder dergleichen. Mit einer Primärstruktur versehene Blechfolien werden dann (gegebenenfalls abwechselnd mit glatten Zwischenlagen) aufeinander gestapelt, miteinander verwunden und in ein Gehäuse eingefügt. Nach einer fügetechnischen Verbindung der Blechfolien mit dem Gehäuse ist ein Wabenkörper gebildet, der im wesentlichen zueinander parallel Kanäle aufweist.It is known to produce honeycomb bodies with a plurality of at least partially structured sheet metal foils, which are subsequently introduced into a housing and thus form a carrier body which can be provided with one or more of the abovementioned coatings. The at least partially structured sheet metal foils are arranged so that substantially parallel to each other arranged channels are formed. To ensure this, for example, a part of the sheet metal foil is provided with a primary structure, which is characterized, inter alia, by a regular, repetitive structure, in particular a kind of sinusoidal corrugation, a sawtooth structure, a rectangular corrugation, a triangular corrugation, an omega curl, or the like. Sheet metal foils provided with a primary structure are then stacked on top of one another (optionally alternately with smooth intermediate layers), wound together and inserted into a housing. After a technical joining of the metal foils with the housing, a honeycomb body is formed, which has substantially parallel channels.

Weiter ist bekannt, eine zweite, kleine, Struktur in derartige Blechfolien (glatte und/oder welche, die eine Primärstruktur aufweisen) einzubringen, die insbesondere verhindern soll, dass sich unmittelbar nach Eintritt des Abgases in den Wabenkörper eine laminare Strömung ausbildet, wobei ein Gasaustausch von dem Zentrum eines solchen Kanals liegenden Bereichen des Teilabgasstroms mit den z. B. katalytisch aktiven Kanalwandbereichen nicht stattfindet. Diese Sekundärstruktur stellt demnach Anströmflächen bereit, die eine Art Verwirbelung der Teilabgasströme im Inneren eines solchen Kanals zur Folge hat. Dies führt zu einer intensiven Mischung der Teilabgasströme selbst, so dass ein inniger Kontakt der im Abgas enthaltenen Schadstoffe mit der Kanalwand gewährleistet ist. Weiterhin ist es möglich, durch derartige Sekundärstrukturen Strömungspassagen quer zum Kanal zu bilden, die einen Gasaustausch von Teilabgasströmen in benachbarte Kanäle ermöglichen. Aus diesem Grund sind Sekundärstrukturen bekannt, die beispielsweise Leitflächen, Mikrostrukturen, Noppen, Vorsprünge, Flügel, Laschen, Löcher oder ähnliches umfassen. Insofern ergibt sich eine deutlich erhöhte Variationsvielfalt bei der Herstellung metallischer Wabenkörper gegenüber solchen aus keramischem Material, weil mit einem Extrudiervorgang eine derart komplexe Kanalwand nicht bzw. mit nur besonders hohem technischen Aufwand realisiert werden kann.It is also known to introduce a second, small, structure into such sheet-metal foils (smooth and / or which have a primary structure), which is intended in particular to prevent a laminar flow forming immediately after the exhaust gas enters the honeycomb body, with a gas exchange from the center of such a channel lying areas of the partial exhaust gas stream with the z. B. catalytically active channel wall areas does not take place. Accordingly, this secondary structure provides inflow surfaces which result in a kind of turbulence of the partial exhaust gas streams in the interior of such a channel. This leads to an intensive mixing of the partial exhaust gas streams themselves, so that an intimate contact of the pollutants contained in the exhaust gas is ensured with the channel wall. Furthermore, it is possible to form through these secondary structures flow passages across the channel, which allow a gas exchange of partial exhaust gas streams in adjacent channels. For this reason, secondary structures are known, which include, for example, guide surfaces, microstructures, nubs, protrusions, wings, tabs, holes or the like. insofar This results in a significantly increased variety of variations in the production of metallic honeycomb body compared to those made of ceramic material, because with an extrusion process such a complex channel wall can not be realized or with only very high technical complexity.

Weiter ist es bei der Abgasbehandlung von besonderem Interesse, dass eine Umsetzung der im Abgas enthaltenen Schadstoffe nahezu unverzüglich nach dem Start des Motors erfolgt. Dabei sollte dies gemäß den gesetzlichen Bestimmungen bzw. Richtlinien mit einer besonders hohen Effektivität stattfinden. Aus diesem Grund wurden in der Vergangenheit immer dünner werdende Blechfolien eingesetzt. Sehr dünne Blechfolien haben zur Folge, dass eine sehr geringe oberflächenspezifische Wärmekapazität vorliegt. Das heißt, dass dem vorbeiströmenden Abgas relativ wenig Wärme entzogen wird bzw. die Blechfolien selbst relativ schnell eine Temperaturerhöhung erfahren. Das ist deshalb wichtig, weil z.B. die derzeit im Abgassystem eingesetzten katalytisch aktiven Beschichtungen erst ab einer bestimmten Anspringtemperatur mit der Umsetzung der Schadstoffe beginnen, die in etwa bei Temperaturen von 230° C bis 270° C liegt. Mit dem Ziel, bereits nach wenigen Sekunden die Schadstoffe mit einer mindestens 98%-igen Effektivität umzusetzen, werden Blechfolien eingesetzt, die eine Foliendicke beispielsweise kleiner 20 µm haben.Furthermore, it is of particular interest in the exhaust gas treatment that an implementation of the pollutants contained in the exhaust gas takes place almost immediately after the start of the engine. This should take place in accordance with the statutory provisions or guidelines with a particularly high level of effectiveness. For this reason, ever thinner sheet metal foils have been used in the past. Very thin metal foils have the consequence that there is a very small surface-specific heat capacity. This means that the passing exhaust gas relatively little heat is removed or the metal foils themselves relatively quickly experience a temperature increase. This is important because e.g. The catalytically active coatings currently used in the exhaust system begin only at a certain light-off temperature with the implementation of the pollutants, which is approximately at temperatures of 230 ° C to 270 ° C. With the aim of implementing the pollutants after only a few seconds with an at least 98% effectiveness, sheet metal foils are used, which have a film thickness, for example, less than 20 microns.

Aus den oben genannten Zielsetzungen resultieren jedoch eine Reihe fertigungstechnischer und anwendungstechnischer Probleme. Die Herstellung derartiger filigraner Strukturen, insbesondere der Sekundärstrukturen, erfordert besonders präzise arbeitende Werkzeuge, die üblicherweise sehr teuer sind und demnach lange Standzeiten verwirklichen sollten. Dabei ist auch zu berücksichtigen, dass die relativ dünne Foliendicke ein relativ "schonendes" Umformen bedingt. Derartig dünne Metallfolien sind besonders anfällig im Hinblick auf die Kaltverfestigung, welche gerade bei mehrmaligen Umformen auftritt. Dies führt zur Versprödung des Materials und kann gerade im Hinblick auf die im Abgassystem auftretenden, hohen thermischen und dynamischen Belastungen schnell zum Versagen des Bauteils führen. Außerdem ist zu berücksichtigen, dass die Blechfolien bei der Umformung in der Regel nicht gequetscht werden dürfen, da dies schnell zum Einreißen des Materials führen kann. Solche, z.T. sehr kleinen, Risse sind Quellen für eine Rissausbreitung, die wegen der thermischen Wechselbeanspruchung während des späteren Einsatzes ebenfalls die Funktionalität des Bauteils gefährden. Weiter ist zu vermeiden, dass die Blechfolien bei der Herstellung knittern bzw. zum Aufrollen neigen. Die Knitter haben beispielsweise zur Folge, dass unter Umständen Kanäle verstopft werden bzw. Risse gebildet sind, die sich infolge der späteren Belastungen im Abgassystem eines Automobils fortpflanzen und die strukturelle Integrität des Wabenkörpers gefährden. Außerdem ist zu beachten, dass derartige geknitterte oder deformierte Primär- und/oder Sekundärstrukturen sich in einer unerwünschten Weise dem Abgas entgegenstellen, so dass unter Umständen ein erhöhter Staudruck vor dem Abgaskörper festzustellen ist, was gegebenenfalls zur Reduzierung der Motorleistung führen kann.For the above objectives, however, results in a number of manufacturing and application problems. The production of such filigree structures, in particular the secondary structures, requires particularly precise working tools, which are usually very expensive and should therefore realize long service lives. It should also be noted that the relatively thin film thickness causes a relatively "gentle" forming. Such thin metal foils are particularly susceptible to strain hardening, which occurs especially with multiple forming. This leads to the embrittlement of the material and can, especially with regard to the occurring in the exhaust system, high thermal and dynamic Loads quickly lead to failure of the component. In addition, it should be noted that the metal foils must not be crushed during the forming in the rule, as this can quickly lead to tearing of the material. Such, in some cases very small, cracks are sources of crack propagation, which likewise endanger the functionality of the component because of the thermal cycling during later use. Furthermore, it must be avoided that the metal foils wrinkle during manufacture or tend to roll up. For example, the creases result in channels becoming clogged or cracks forming, which propagate as a result of later stresses in the exhaust system of an automobile and jeopardize the structural integrity of the honeycomb body. In addition, it should be noted that such wrinkled or deformed primary and / or secondary structures oppose the exhaust gas in an undesirable manner, so that under certain circumstances an increased back pressure upstream of the exhaust gas body can be detected, which may possibly lead to a reduction in engine performance.

Bekanntermaßen wird die Blechfolie mittels ineinandergreifender Profilwerkzeuge, beispielsweise nach dem Verfahren des Wellwalzens, mit einer Primärstruktur versehen. Dabei wird das glatte Blechband durch zwei in Umfangsrichtung profilierte Walzen hindurchgeführt, wobei die Walzenachsen senkrecht zur Biegeebene stehen. Die Walzen sind beispielsweise mit evolventenförmig ausgebildeten Profilzähnen ausgestattet, wobei die Profilzähne der Walzen ineinandergreifen. Dabei besteht jedoch die Gefahr, dass das umzuformende Blechband teilweise an den Flanken der Profilzähne eingeldemmt wird und gleichzeitig eine Deformierung durch den Profilzahn-Kopf stattfindet. Dies hat häufig eine Stauchung des Materials im Bereich der Flanken und eine Rissbildung nahe dem Profilzahn-Kopf zur Folge. Weiterhin besteht bezüglich dieses Herstellungsverfahrens die Einschränkung, dass die generierte Primärstruktur im wesentlichen das Profil der Wellwalzen abbildet, welches selbst dadurch limitiert ist, dass die Zähne aufeinander abrollen bzw. wegen des Abwalzvorgangs eine gewisse Steifigkeit bedingen. Dabei sind nur ganz bestimmte Verhältnisse von Welllänge zu Wellhöhe der Primärstruktur herstellbar.As is known, the metal foil is provided by means of interlocking profile tools, for example by the method of corrugating, with a primary structure. In this case, the smooth sheet-metal strip is passed through two rollers profiled in the circumferential direction, wherein the roller axes are perpendicular to the bending plane. The rollers are equipped, for example, with involute-shaped profile teeth, with the teeth of the rollers meshing with one another. However, there is a risk that the metal strip to be reshaped is partially lodged on the flanks of the tread teeth and at the same time takes place a deformation by the tooth profile head. This often results in a compression of the material in the region of the flanks and cracking near the tooth profile head. Furthermore, with regard to this production method, there is the restriction that the generated primary structure substantially reflects the profile of the corrugating rolls, which is itself limited by the fact that the teeth roll on each other or cause a certain stiffness due to the rolling process. It is only completely certain ratios of well length to well height of the primary structure produced.

Aus der SU-A-508302 ist eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 7 zum Gaufrieren von Blechmaterial bekannt, wobei der Vorschub des Blechmaterials durch einen separaten Schlitten mit Klemmvorrichtungen erzeugt wird.From the SU-A-508302 a device according to the preamble of claim 7 for Gertrieren sheet material is known, wherein the feed of the sheet material is produced by a separate carriage with clamping devices.

Weiter ist eine Vorrichtung aus der EP-A-0 776 711 bekannt, die durch bewegliche Stempel und separat ansteuerbare Segmente unterschiedlich lange Werkstücke bearbeiten kann ohne umgerüstet zu werden. Die Zuführung des Blechmaterials erfolgt durch eine separate Vorrichtung.Next is a device from the EP-A-0 776 711 known that work by moving punch and separately controllable segments different lengths of workpieces without being converted. The feeding of the sheet material is carried out by a separate device.

Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die zuvor beschriebenen technischen Probleme zu überwinden. Insbesondere ist es Aufgabe, ein Verfahren zur Herstellung von strukturierten Blechbändern anzugeben, das kostengünstig ist, bevorzugt kontinuierlich durchführbar ist, eine übermäßige Kaltverfestigung der Blechfolien vermeidet, die Gestaltung unterschiedlichster Primär- und Sekundärstrukturen erlaubt sowie eine Primärstruktur generiert, die zur Herstellung von im Abgas mobiler Verbrennungskraftmaschinen geeignet ist, wobei dieser Trägerköper einen sehr geringen Strömungswiderstand, insbesondere bei hohen Kanaldichten und integrierter Sekundärstruktur, aufweisen soll. Weiterhin soll ein Werkzeug zur Herstellung solcher strukturierter Blechbänder angegeben werden, welches geeignet ist, besonders komplexe und strömungstechnisch günstige Strukturen in dünne Blechfolien einzubringen bzw. zu verändern.On this basis, it is an object of the present invention to overcome the technical problems described above. In particular, it is an object to provide a method for producing structured metal strips, which is cost-effective, preferably continuously feasible, avoids excessive strain hardening of the metal foils, allows the design of different primary and secondary structures and generates a primary structure that is more mobile to produce in the exhaust Internal combustion engines is suitable, this Trägerköper should have a very low flow resistance, especially at high channel densities and integrated secondary structure. Furthermore, a tool for producing such structured metal strips is to be specified, which is suitable to introduce particularly complex and aerodynamically favorable structures in thin metal sheets or change.

Diese Aufgaben werden gelöst mit einem Verfahren zur Herstellung eines strukturierten Blechbandes mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie einer Vorrichtung zur Einbringung von mindestens einer Primärstruktur in ein Blechband mit den Merkmalen des Patentanspruchs .7. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den jeweils abhängigen Patentansprüchen beschrieben, wobei die dort genannten Merkmale beliebig miteinander kombiniert werden können.These objects are achieved with a method for producing a structured sheet-metal strip having the features of patent claim 1 and a device for introducing at least one primary structure into a sheet-metal strip with the features of patent claim .7. Further advantageous embodiments are described in the respective dependent claims, wherein the features mentioned there can be combined with each other.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines strukturierten Blechbandes umfasst zumindest die folgenden Schritte:

• Zuführen eines glatten Blechbandes hin zu einer formgebenden Vorrichtung entlang einer Führungsrichtung;
• Einbringen einer Primärstruktur in das glatte Blechband mit der formgebenden Vorrichtung, wobei eine Mehrzahl von separaten Formwerkzeugen im wesentlichen senkrecht zur Führungsrichtung auf das Blechband einwirkt und dieses in eine Gegenform hineindrückt; Erzeugen eines Vorschubes des Blechbandes in Führungsrichtung mit der Gegenform, wobei der Vorschub des Blechbandes erfolgt, wenn die Formwerkzeuge nicht im Eingriff mit dem Blechband sind.

The method according to the invention for producing a structured sheet-metal strip comprises at least the following steps:

• Feeding a smooth sheet metal strip to a forming device along a guide direction;
• Introduction of a primary structure in the smooth sheet-metal strip with the forming device, wherein a plurality of separate Forming tools acts on the sheet-metal strip substantially perpendicular to the guide direction and pushes it into a counter-shape; Generating a feed of the sheet metal strip in the guide direction with the counter-mold, wherein the feed of the sheet-metal strip takes place when the molds are not in engagement with the sheet-metal strip.

Ein wesentliches Merkmal dieses Herstellungsverfahrens ist, dass die Herstellung der Primärstruktur nicht mehr durch rotierende, ineinandergreifende Profilwerkzeuge hergestellt wird, sondern dass eine Mehrzahl von separaten Formwerkzeugen eine Art Hubbewegung ausführen und das glatte Blechband in eine vorgegebene Gegenform drücken. Aufgrund der Tatsachen, dass die separaten Formwerkzeuge sich mit einer im wesentlichen senkrechten Bewegung auf die Gegenform zubewegen, sind eine Vielzahl unterschiedlicher, beliebig ausgebildeter Ausführungsformen für eine Primärstruktur erzielbar. Da hier eine Mehrzahl von separaten Formwerkzeugen eingesetzt werden, kann die Materialbelastung weiter reduziert werden. Das bedeutet nämlich, dass jedes Formwerkzeug nur eine relativ kleine Fläche des Blechbandes bearbeitet, wobei (gegebenenfalls in den Zwischenräumen zwischen benachbart angeordneten Formwerkzeugen bzw. durch eine definierte, zeitliche Abfolge der Hubbewegungen der Formwerkzeuge) die Lageveränderung des Blechbandes aufgrund des versetzten, fortschreitenden Umformungsvorganges ausgeglichen wird. Dies hat eine besonders materialschonende Generierung der Primärstruktur zur Folge.An essential feature of this manufacturing method is that the production of the primary structure is no longer produced by rotating, interlocking profile tools, but that a plurality of separate molds perform a kind of lifting movement and press the smooth sheet metal strip in a predetermined counter-form. Due to the fact that the separate molds move toward the counter-mold with a substantially vertical movement, a large number of different, arbitrarily designed embodiments can be achieved for a primary structure. Since a plurality of separate molds are used here, the material load can be further reduced. This means that each mold only processes a relatively small area of the sheet metal strip, wherein (possibly in the spaces between adjacently arranged mold tools or by a defined, temporal sequence of strokes of the molds) offset the change in position of the sheet metal strip due to the staggered, progressive forming process becomes. This results in a particularly material-friendly generation of the primary structure.

Mit einer Mehrzahl von separaten Formwerkzeugen sind mindestens 2, bevorzugt mindestens 10 und insbesondere sogar mehr als 20 separate Formwerkzeuge gemeint Dabei bezieht sich diese Anzahl, insbesondere nur auf die Formwerkzeuge, die auf der gleichen Seite des Blechbandes angeordnet sind, während auf der gegenüberliegenden Seite des Blechbandes eine Gegenform positioniert wird. Üblicherweise hat eine solche Gegenform mehrere Extrema, in die die separaten Formwerkzeuge eingreifen und unter Umständen fast zum Anliegen kommen (so dass der Spalt in etwa nur noch der Blechdicke entspricht). Betrachtet man nun diese Extrema der Gegenform, so liegen diese üblicherweise auf einer geraden oder gekrümmten Linie. Diese Linie liegt im wesentlichen parallel zur Führungsrichtung des Blechbandes durch die formgebende Vorrichtung. Gerade zu dieser Führungsrichtung bzw. zu dieser Linie werden die separaten Formwerkzeuge im wesentlichen senkrecht bewegt. Eine detailliertere Beschreibung dieses Verfahrens wird nachfolgend mit Bezug auf unterschiedliche Werkzeuge vorgenommen.With a plurality of separate molds at least 2, preferably at least 10 and in particular even more than 20 separate molds meant this number refers, in particular only to the molds, which are arranged on the same side of the sheet metal strip, while on the opposite side of the Blechbandes a counter-mold is positioned. Usually, such a counter-mold has several extremes in which the separate molds intervene and may almost come into contact (so that the gap corresponds approximately only to the sheet thickness). If one now considers these extremes of the counterform, they usually lie on a straight or curved line. This line is located in essentially parallel to the guide direction of the sheet metal strip by the shaping device. Straight to this guide direction or to this line, the separate molds are moved substantially vertically. A more detailed description of this method will be made below with reference to different tools.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens wird nach dem Einbringen der Primärstruktur das strukturierte Blechband getrennt, so dass Blechfolien hergestellt sind. Während das obengenannte Verfahren bevorzugt mit einem von einer Spule abgezogenen Blechband durchgeführt wird, werden gerade bei den eingangs beschriebenen Abgasreinigungskomponenten Blechfolien mit einer bestimmten Länge eingesetzt. Diese Länge hängt wesentlich von dem Aufbau des Wabenkörpers ab, wobei Längen beispielsweise bis 40 cm bei spiralig gewickelten oder auch nur 12 cm bei beispielsweise S-förmig gewundenen Blechfolien zur Herstellung von Trägerkörpern eingesetzt werden.According to an advantageous development of the method, after the introduction of the primary structure, the structured sheet metal strip is separated so that sheet metal foils are produced. While the above-mentioned method is preferably carried out with a sheet-metal strip drawn off from a coil, sheet-metal foils with a certain length are used in the case of the exhaust-gas cleaning components described at the beginning. This length depends essentially on the structure of the honeycomb body, wherein lengths are used, for example, up to 40 cm in spirally wound or even only 12 cm in, for example, S-shaped wound sheet metal foils for the production of carrier bodies.

Weiter wird vorgeschlagen, dass ein strukturiertes Blechband mit einer Primärstruktur erzeugt wird, die durch eine Welllänge und eine Wellhöhe charakterisiert ist, wobei das Verhältnis von Welllänge zu Wellhöhe kleiner 2 ist, insbesondere kleiner 1,5. Grundsätzlich sei zunächst angemerkt, dass die Begriffe "Welllänge" und "Wellhöhe" nicht nur auf eine "wellen"-ähnliche Primärstruktur anzuwenden sind, sondern sich derartige Verhältnisse auch in analoger Weise auf andere Primärstrukturen anwenden lässt. Die Welllänge beschreibt dabei den Abstand zwischen zwei gleichartigen Extrema, beispielsweise zwei direkt benachbarten Wellenbergen oder zwei direkt benachbarten Wellentälern. Damit ist klar, dass hierbei die Wiederhollänge der Primärstruktur gemeint ist. Unter der Wellhöhe ist der Abstand zweier entgegengesetzter Extrema zu verstehen, also beispielsweise der Abstand eines Wellenberges hin zum benachbarten Wellental. Üblicherweise stehen Welllänge und Wellhöhe senkrecht aufeinander.It is further proposed that a structured sheet-metal strip with a primary structure is produced which is characterized by a corrugation length and a corrugation height, the ratio of corrugation length to corrugation height being less than 2, in particular less than 1.5. In principle, it should first be noted that the terms "well length" and "well height" are not only applicable to a "wave" -like primary structure, but such ratios can also be applied analogously to other primary structures. The well length describes the distance between two similar extremes, for example two directly adjacent wave crests or two directly adjacent wave troughs. It is therefore clear that this refers to the repetition length of the primary structure. Under the wave height is the distance between two opposite extremes to understand, so for example, the distance of a wave crest toward the adjacent trough. Usually, corrugation length and corrugation height are perpendicular to each other.

Ein Verhältnis von Welllänge zu Wellhöhe kleiner 2, insbesondere kleiner 1,5 beschreibt Primärstrukturen mit relativ steil abfallenden Flanken. Solche Primärstrukturen bilden später beim Zusammensetzen zu einer Wabenstruktur (eines für das Abgas durchströmbaren Trägerkörpers) Kanäle mit vorteilhaften Eigenschaften. So ist beispielsweise möglich, in den Zwickeln, also in den Kontaktbereichen benachbart zueinander angeordneter Blechfolien, relativ einfach die erforderliche Menge Lot und/oder Beschichtung vorzusehen, so dass hier sehr kostengünstig gearbeitet werden kann. Darüber hinaus zeichnen sich solche Kanäle durch ein verbessertes Strömungsverhalten aus, insbesondere da die Flanken relativ dicht beieinander stehen und somit ein inniger Kontakt des hindurchströmenden Abgases mit den z. T. beschichteten Kanalwänden möglich ist.A ratio of well length to well height smaller than 2, in particular smaller than 1.5 describes primary structures with relatively steeply sloping flanks. Such primary structures later form when assembled into a honeycomb structure (a support body through which the exhaust gas can flow) channels having advantageous properties. Thus, for example, it is possible to relatively easily provide the required quantity of solder and / or coating in the interstices, that is to say in the contact regions adjacent to one another, so that it is possible to work very inexpensively here. In addition, such channels are characterized by improved flow behavior, especially since the flanks are relatively close together and thus an intimate contact of the flowing exhaust gas with the z. T. coated channel walls is possible.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens ist das Blechband bzw. die Blechfolie aus einem hochtemperatur- und korrosionsbeständigen Material, und hat eine Dicke, die kleiner als 0,11 mm beträgt, insbesondere kleiner 0,06 mm und bevorzugt sogar 0,03 mm. Das Material enthält vorzugsweise Chrom und/oder Aluminium (in der Regel mit einer Eisen-Basis), und/oder umfasst eine Nickel-Basis. Gerade bei derartigen Materialien mit den angegebenen Dicken musste zuvor mit einer Schädigung bei der Einbringung der Primärstruktur gerechnet werden. Dies hat einerseits Ursprung darin, dass die angegebenen Materialien sehr leicht zur Kaltverfestigung neigen, andererseits aber auch durch ihre Materialdicke ein Risiko darstellten. Insofern ist das vorgeschlagene Verfahren mit den separaten Formwerkzeugen, die im wesentlichen senkrecht zur Führungsrichtung auf das Blechband einwirken besonders für die hier genannten Materialien bzw. Materialdicken vorteilhaft. Vorteilhafterweise lassen sich mit den Blechfolien, wie sie in der Beschreibung charakterisiert sind, Trägerkörper herstellen, die eine Kanaldichte von mehr als 200 cpsi ("calls per sqaure inch") haben, insbesondere mehr als 400 cpsi und bevorzugt sogar mehr als 800 cpsi.According to a further embodiment of the method, the sheet metal strip or the sheet metal foil is made of a high-temperature and corrosion-resistant material, and has a thickness which is less than 0.11 mm, in particular less than 0.06 mm and preferably even 0.03 mm. The material preferably contains chromium and / or aluminum (usually with an iron base), and / or comprises a nickel base. Especially with such materials with the specified thicknesses had previously been expected damage to the introduction of the primary structure. On the one hand, this originates from the fact that the stated materials are very easily prone to strain hardening, but on the other hand also represent a risk due to their material thickness. In this respect, the proposed method with the separate molds, which act on the sheet-metal strip substantially perpendicular to the guide direction, is particularly advantageous for the materials or material thicknesses mentioned here. Advantageously, with the metal foils, as characterized in the description, carrier bodies can be produced which have a channel density of more than 200 cpsi ("calls per square inch"), in particular more than 400 cpsi and preferably even more than 800 cpsi.

Gemäß noch einer Weiterbildung des Verfahrens wird vorgeschlagen, dass vor dem Einbringen des Blechbandes in die formgebende Vorrichtung Löcher und/oder Schlitze in das Blechband eingebracht werden, insbesondere mit dem Fertigungsverfahren Stanzen. Derartige Löcher, beispielsweise mit einem Durchmesser von 2 mm bis 6 mm, dienen üblicherweise als Passage für Teilabgasströme in Abgasreinigungskomponenten, die einen Gasaustausch benachbarter Kanäle ermöglichen. Die Schlitze dienen üblicherweise als Ausgangspunkt für die Sekundärstruktur, die an den Stellen der Schlitze durch Deformierung des Blechbandes wie Umstülpen, Aufbiegen, Aufweiten, etc. hergestellt wird. Dabei werden insbesondere Leitflächen, Flügeln oder ähnliche Strukturen gebildet. Es ist aber auch möglich, dass die Löcher direkt an den Schlitzen angeordnet sind. Damit ist insbesondere gemeint, dass die Schlitze in den Randbereichen Aufweitungen haben, die die Kerbwirkung reduzieren. In diesem Fall haben die Löcher bzw. Aufweitungen einen Radius, der deutlich kleiner als 1 mm ist. Grundsätzlich ist noch anzumerken, dass dem Fachmann eine Vielzahl von Fertigungsverfahren bekannt sind, wie derartige Löcher und/oder Schlitze (ggf. auch gemeinsam) in ein Blechband einzubringen sind. Hier wird das Fertigungsverfahren Stanzen favorisiert, da sich dieses besonders kostengünstig auch im Rahmen einer Serienfertigung einsetzen lässt.According to a further development of the method, it is proposed that holes and / or slots are introduced into the sheet-metal strip prior to introduction of the sheet metal strip into the shaping device, in particular with the production method stamping. Such holes, for example, with a diameter of 2 mm to 6 mm, usually serve as a passage for partial exhaust gas streams in exhaust gas purification components, which allow gas exchange of adjacent channels. The slots are usually used as a starting point for the secondary structure, which is produced at the points of the slots by deformation of the sheet metal strip such as everting, bending, widening, etc. In particular, guide surfaces, wings or similar structures are formed. But it is also possible that the holes are arranged directly on the slots. This means in particular that the slots in the edge areas have widenings which reduce the notch effect. In this case, the holes or widenings have a radius that is significantly smaller than 1 mm. Basically, it should be noted that a variety of manufacturing processes are known to those skilled in how such holes and / or slots (possibly also together) are to be introduced into a metal strip. Here, the production method stamping is favored, since this can be used particularly cost-effectively in the context of a series production.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens wird das Blechband nach dem Einbringen der Primärstruktur mittels miteinander kämmender Profilwerkzeuge mit einer Sekundärstruktur versehen, wobei diese bevorzugt Löcher und/oder Schlitze im Blechband zumindest teilweise begrenzt. Üblicherweise wird dieser Verfahrensschritt noch vor dem Trennen des strukturierten Blechbandes in separate Blechfolien durchgeführt. Bei den hier genannten, miteinander kämmenden Profilwerkzeugen sind insbesondere solche gemeint, die keine Flanken aufweisen, welche aufeinander abrollen. Vielmehr handelt es sich hierbei um stiftartige Konstruktionen, die bevorzugt nur mit den Bereichen des Blechbandes in Kontakt treten, an denen später die Sekundärstruktur ausgebildet wird. Dabei dienen beispielsweise die Löcher und/oder Schlitze als Positionierungshilfen.According to a further embodiment of the method, the sheet metal strip is provided after introduction of the primary structure by means of intermeshing profile tools with a secondary structure, which preferably at least partially limits holes and / or slots in the sheet metal strip. This process step is usually carried out before separating the structured sheet-metal strip into separate sheet-metal foils. In the case of the profile tools mentioned here which mesh with one another, those which do not have flanks which roll on one another are meant in particular. Rather, these are pin-like constructions, which preferably only come into contact with the areas of the sheet metal strip at which later the Secondary structure is formed. The holes and / or slots serve as positioning aids, for example.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung zur Einbringung von zumindest einer Primärstruktur in ein zugeführtes Blechband mit einer Mehrzahl von separaten, nebeneinander angeordneten Formwerkzeugen vorgeschlagen, welche jeweils eine Kontaktfläche haben, die im wesentlichen einem Abschnitt der Primärstruktur entspricht, wobei die Formwerkzeuge im wesentlichen senkrecht zur Führungsrichtung des Blechbandes und zumindest teilweise zueinander versetzt bewegbar sind und eine Gegenform auf der den Formwerkzeugen gegenüberliegenden Seite des Blechbandes positionierbar ist, die einen Vorschub des Blechbandes in Führungsrichtung erzeugt wobei der Vorschub des Blechbandes erfolgt, wenn die Formwerkzeuge nicht im Eingriff mit dem Blechband sind. Bezüglich dieser Vorrichtung wird an dieser Stelle auf die Erläuterungen, wie sie bereits mit Bezug auf das Verfahren vorgenommen wurden, Bezug genommen.According to a further aspect of the invention, an apparatus for introducing at least one primary structure into a fed sheet-metal strip having a plurality of separate juxtaposed molds is proposed, each having a contact surface substantially corresponding to a portion of the primary structure, the molds substantially perpendicular to the guide direction of the sheet metal strip and at least partially offset from each other are movable and a counter-mold on the opposite side of the forming tool sheet metal can be positioned, which generates a feed of the sheet metal strip in the guide direction wherein the feed of the sheet metal strip takes place when the molds are not engaged with the sheet metal strip are. With respect to this device, reference is made at this point to the explanations already made with reference to the method.

Darüber hinaus ist anzumerken, dass als "Kontaktfläche" der Teil der Formwerkzeuge zu betrachten ist, welcher mit dem Blechband in Kontakt tritt, also mit dessen Umformung bewirkt. Diese Kontaktfläche ist so ausgebildet, dass sie im wesentlichen einen Abschnitt der Primärstruktur darstellen. Damit ist gewährleistet, dass die Formwerkzeuge das Blechband mit der gewünschten Primärstruktur in eine Gegenform hineindrücken bzw. einpressen können. Die Anordnung der separaten Formwerkzeuge nebeneinander erfolgt dabei bevorzugt in einer solchen Weise, dass für den Fall, dass sich alle Formwerkzeuge im Eingriff mit dem Blechband bzw. der Gegenform befinden (also ihren maximalen Hub aufweisen), die Kontaktflächen der Formwerkzeuge aneinander angrenzen und/oder im wesentlichen parallel zu einem Profil der Gegenform positioniert sind.In addition, it should be noted that as a "contact surface" is to be considered the part of the molds, which comes into contact with the sheet metal strip, that causes its transformation. This contact surface is designed so that they essentially represent a section of the primary structure. This ensures that the forming tools can press or press in the sheet-metal strip with the desired primary structure into a counter-shape. The arrangement of the separate molds side by side is preferably carried out in such a way that in the event that all the molds are in engagement with the sheet metal strip or the counter-mold (ie have their maximum stroke), the contact surfaces of the molds adjacent to each other and / or are positioned substantially parallel to a profile of the counter-mold.

Die zueinander versetzte Bewegung der separaten Formwerkzeuge gewährleistet, dass ausreichend Material des Blechbandes in die Verformungsregion nachgezogen werden kann, und somit eine übermäßige Beanspruchung des Blechbandes bei der Umformung vermieden wird (übermäßige Dehnung, übermäßige Stauchung, Kaltverfestigung, etc). Damit ist klar, dass ein größerer Bereich des Blechbandes nahe der Formwerkzeuge angeordnet ist, dieser Bereich jedoch zu unterschiedlichen Zeitpunkten bzw. mit unterschiedlicher Intensität zum gleichen Zeitpunkt umgeformt wird. Demnach ist eine "zueinander versetzte Bewegung" so zu verstehen, dass die Hubbewegung zueinander benachbart angeordneter Formwerkzeuge zu unterschiedlichen Zeitpunkten, mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten, mit unterschiedlicher Kraft und/oder mit unterschiedlicher Krafteinwirkungsrichtung stattfindet.The mutually offset movement of the separate molds ensures that sufficient material of the sheet metal strip can be drawn into the deformation region, and thus an excessive stress on the sheet metal strip during the forming is avoided (excessive elongation, excessive compression, work hardening, etc). It is therefore clear that a larger area of the sheet-metal strip is arranged close to the forming tools, but this area is shaped at different times or with different intensity at the same time. Accordingly, a "mutually offset movement" is to be understood that the lifting movement of mutually adjacently arranged molds takes place at different times, at different speeds, with different force and / or with different direction of force.

Bevorzugt erfolgt die Umformung des Blechbandes in der Weise, dass ein außen angeordnetes Formwerkzeug (bzw. ein Formwerkzeug, welches in Führungsrichtung zuletzt angeordnet ist) mit der Hubbewegung beginnt, und zeitlich nacheinander die angrenzenden, benachbarten Formwerkzeuge ihre Hubbewegung durchführen, bis das andere, gegenüberliegende (bzw. in Führungsrichtung zuerst angeordnete) Formwerkzeug erreicht ist. Dabei ist besonders vorteilhaft, wenn zu keinem Zeitpunkt des Umformschrittes alle separaten Formwerkzeuge mit dem Blechband in Eingriff sind, vielmehr sollen höchstens die Hälfte der separaten Formwerkzeuge, insbesondere weniger als ein Drittel der separaten Formwerkzeuge, mit dem Blechband in Kontakt sein. Andererseits sollten mindestens 2, vorzugsweise mindestens 3, insbesondere mindestens 5 derartige Formwerkzeuge gleichzeitig eine Kraft auf das Blechband bei der Umformung ausüben, um ein sicheres Halten sowie eine kontinuierliche Umformung zu ermöglichen.Preferably, the forming of the sheet-metal strip takes place in such a way that an externally arranged mold (or a mold, which is arranged last in the guide direction) begins with the lifting movement, and temporally successively the adjacent, adjacent molds perform their lifting movement until the other, opposite (or first arranged in the guide direction) mold is reached. It is particularly advantageous if at any time of the forming step, all separate molds are in engagement with the sheet metal strip, but at most half of the separate molds, in particular less than one third of the separate molds to be in contact with the sheet metal strip. On the other hand, at least 2, preferably at least 3, in particular at least 5, of such forming tools should at the same time exert a force on the sheet-metal strip during the forming in order to enable secure holding and continuous shaping.

Weiter wird vorgeschlagen, dass die Primärstruktur eine Welllänge und eine Wellhöhe hat, und das Verhältnis von Welllänge zu Wellhöhe bevorzugt kleiner 2 ist, wobei die Formwerkzeuge eine Breite haben, die kleiner als das 10fache der Welllänge ist, insbesondere kleiner als das 5fache der Welllänge. Betreffend die Begriffe Wellhöhe und Welllänge sei auf die obigen Ausführungen verwiesen. Bei der hier beschriebenen Vorrichtung wird die Breite der separaten Formwerkzeuge näher definiert. Dabei werden relativ schmale Formwerkzeuge angegeben, die nur eine bestimmte Anzahl von Wellenbergen bzw. Wellentälern ausbilden. Ganz besonders bevorzugt entspricht die Breite der Formwerkzeuge im wesentlichen der doppelten Welllänge. Diese relativ schmale Ausführung der Formwerkzeuge hat eine besonders schonende Umformung des Blechbandes zur Folge, da gleichzeitig nur ein sehr begrenzter Bereich des Blechbandes umgeformt wird. Damit werden Materialflüsse im Blechband durch Stauchen oder Dehnen deutlich reduziert.It is further proposed that the primary structure has a corrugation length and a corrugation height, and the ratio of corrugation length to corrugation height is preferably less than 2, wherein the forming tools have a width which is less than 10 times the corrugation length, in particular less than 5 times the corrugation length. With regard to the terms well height and well length, reference is made to the above statements. In the device described here, the width of the separate molds is defined in more detail. This will be relatively narrow molds specified, which form only a certain number of wave crests or troughs. Most preferably, the width of the molds corresponds to substantially twice the well length. This relatively narrow design of the molds has a particularly gentle deformation of the metal strip result, since at the same time only a very limited area of the sheet metal strip is formed. Thus, material flows in the sheet metal strip are significantly reduced by upsetting or stretching.

Weiter wird vorgeschlagen, dass Mittel vorgesehen sind, die eine räumlich versetzte Hubbewegung der separaten Formwerkzeuge gewährleisten, wobei vorzugsweise eine zeitliche Überlagerung der Hubbewegungen benachbarter Formelemente möglich ist. Unter einer "räumlich versetzten Hubbewegung" ist insbesondere zu verstehen, dass alle Formwerkzeuge betragsmäßig die gleiche Hubbewegung ausführen, diese aber während des Umformvorganges unterschiedlich erfolgen, so dass zumindest eine Mehrzahl der Formwerkzeuge sich hinsichtlich ihrer Hubbewegung in unterschiedlichen Stadien befinden. Mit einer "zeitlichen Überlagerung der Hubbewegung" ist insbesondere gemeint, dass sich eine Mehrzahl von Formwerkzeugen gleichzeitig nicht in ihren Extremstellungen befinden sondern die Hubbewegung ausführen.It is further proposed that means are provided which ensure a spatially offset lifting movement of the separate molds, wherein preferably a temporal superimposition of the lifting movements of adjacent mold elements is possible. A "spatially offset lifting movement" is to be understood in particular as meaning that all molding tools perform the same lifting movement in terms of their amount, but they are different during the forming process, so that at least a majority of the forming tools are in different stages with regard to their lifting movement. By a "temporal superimposition of the lifting movement" is meant in particular that a plurality of molds are not in their extreme positions at the same time but execute the lifting movement.

Als ein Mittel für eine solche Hubbewegung wird eine Nockenwelle mit in Rotationsrichtung zueinander versetzten Nocken vorgeschlagen. Eine solche Nockenwelle kann beispielsweise derart ausgebildet sein, dass diese eine Mehrzahl von in axialer Richtung gesehen nebeneinander angeordneten Nockenabschnitten aufweist, die in Rotationsrichtung zueinander versetzt angeordnet sind, bzw. in Rotationsrichtung zueinander versetzte Maxima der Nocken haben. Üblicherweise entsprechen die Anzahl der Nocken der Mehrzahl von separaten, nebeneinander angeordneten Formwerkzeugen, die mit den Nocken so in Kontakt gebracht sind, dass diese ihre Hubbewegung ausführen. Die Hubbewegung kann dabei durch die spezielle Ausgestaltung der Nocken einfach angepasst werden, so dass die Geschwindigkeit oder auch der Hubweg durch das Profil der Nocken leicht einstellbar ist. Um eine zeitliche Überlagerung von benachbart angeordnetem Formwerkzeug zu realisieren, überlappen sich die entsprechenden Nocken zumindest teilweise bei einer stirnseitigen Ansicht der Nockenwelle in Rotationsrichtung.As a means for such a lifting movement, a camshaft is proposed with mutually offset in the direction of rotation cams. Such a camshaft may for example be designed such that it has a plurality of seen in the axial direction adjacent cam sections, which are arranged offset from one another in the rotational direction, or in the direction of rotation staggered maxima of the cams have. Typically, the number of cams of the plurality of separate, juxtaposed molds, which are brought into contact with the cam so that they perform their lifting movement. The lifting movement can be easily adjusted by the special design of the cam, so that the speed or the stroke through the Profile of the cam is easily adjustable. In order to realize a temporal superposition of adjacently arranged mold, the corresponding cams overlap at least partially in an end view of the camshaft in the direction of rotation.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Vorrichtung umfassen die Mittel einen Schlitten, der relativ so zu den Formwerkzeugen bewegbar angeordnet ist, dass durch die Relativbewegung und eine geeignete Verbindung des Schlittens mit den Formwerkzeugen eine Hubbewegung erzeugt wird. Während bei der zuvor genannten Nockenwelle die Relativbewegung durch eine Rotationsbewegung der Nockenwelle generiert wird, beschreibt der Schlitten eine translatorische oder eine ähnliche Bewegung, die insbesondere mit einer geeigneten Führung durchgeführt wird. Das heißt mit anderen Worten, dass ein solcher Schlitten nacheinander so mit den separaten Formwerkzeugen in Kontakt gebracht wird, dass dieser eine Kraft auswirkt, die eine Hubbewegung zur Folge hat. Beispielsweise lässt sich das dadurch verwirklichen, dass ein solcher Schlitten auf der den Kontaktflächen der Formwerkzeuge gegenüberliegenden Seite vorbeigeführt wird, wobei eine Ablauffläche die Formwerkzeuge hin zur Position des Blechbandes drückt. Die Hubbewegung, insbesondere deren Geschwindigkeit und deren Hubweg, kann durch eine geeignete Profilierung dieser Abrollfläche eingestellt werden. Außerdem ist es möglich, durch die Geschwindigkeit, mit der der Schlitten an den Formwerkzeugen vorbeigeführt wird, die Taktfrequenz der Bearbeitungsschritte zu beeinflussen.According to a further embodiment of the device, the means comprise a carriage, which is arranged movable relative to the molds so that a lifting movement is generated by the relative movement and a suitable connection of the carriage with the molds. While in the aforementioned camshaft, the relative movement is generated by a rotational movement of the camshaft, the carriage describes a translational or a similar movement, which is carried out in particular with a suitable guide. In other words, such a slide is successively brought into contact with the separate dies in such a way that it acts on a force which results in a stroke movement. For example, this can be achieved by passing such a slide past the opposite side of the contact surfaces of the molds, wherein a drainage surface pushes the molds toward the position of the sheet metal strip. The lifting movement, in particular its speed and its stroke, can be adjusted by a suitable profiling of this rolling surface. In addition, it is possible to influence the cycle frequency of the processing steps by the speed with which the carriage is guided past the forming tools.

Weiter wird vorgeschlagen, dass die separaten Formwerkzeuge parallel zueinander angeordnet sind. Das bedeutet mit anderen Worten, dass die Führungsrichtung des Blechbandes im wesentlichen ebenfalls gerade ist. Bei einer solchen Anordnung der Formwerkzeuge bietet sich besonders die Generierung der Hubbewegung mittels der oben beschriebenen Nockenwelle an.It is further proposed that the separate molds are arranged parallel to each other. In other words, this means that the guide direction of the sheet metal strip is also substantially straight. In such an arrangement of the molds, especially the generation of the lifting movement by means of the camshaft described above offers.

Alternativ dazu wird auch vorgeschlagen, dass die Formwerkzeuge schräg zueinander angeordnet sind, insbesondere mit einem Winkel ausgehend von ihren Kontaktflächen von wenigstens 5°. Je nach dein benötigten Platzbedarf der Formwerkzeuge bzw. des Blechband-Arbeitsbereichs der Formwerkzeuge kann dieser Winkel auch variieren oder größer sein, z.B. etwa 10°, 15°, 20°, etc.. Ganz besonders vorteilhaft ist es dabei, dass die Formwerkzeuge strahlenförmig angeordnet sind, wobei in einem Zentrum ein Profilrad vorgesehen ist. Bei einer solchen schrägen Anordnung der Formwerkzeuge ist üblicherweise davon auszugehen, dass die Bereiche der Formwerkzeuge, welche die Kontaktflächen bilden, zueinander den kleinsten Abstand aufweisen. Die schräge Anordnung der Formwerkzeuge erlaubt einen relativ kompakten Aufbau der Vorrichtung. Die Formwerkzeuge, zwischen denen bevorzugt stets derselbe Winkel vorliegt, können letztendlich eine nahezu kreisförmige Fläche bedecken; es ist jedoch auch möglich, dass nur Teilkreisabschnitte, wie beispielsweise ein Halbkreis oder ein Dreiviertelkreis, durch die Formwerkzeuge gebildet sind.Alternatively, it is also proposed that the molds are arranged obliquely to each other, in particular at an angle starting from their contact surfaces of at least 5 °. Depending on your required space requirements of the molds or the sheet metal strip working range of the molds, this angle may also vary or be greater, e.g. about 10 °, 15 °, 20 °, etc .. It is very particularly advantageous that the molding tools are arranged radially, with a profiled wheel is provided in a center. In such an oblique arrangement of the molds is usually assumed that the areas of the molds, which form the contact surfaces to each other have the smallest distance. The oblique arrangement of the molds allows a relatively compact construction of the device. The molds, between which preferably always the same angle is present, can ultimately cover a nearly circular area; However, it is also possible that only partial circuit sections, such as a semicircle or a three-quarter circle, are formed by the molding tools.

Die Formwerkzeuge ihren in diesem Fall eine Hubbewegung aus, die radial einwärts, hin zum Zentrum gerichtet ist, wenn eine Deformierung bzw. Umformung des Blechbandes vorgenommen werden soll. Als Gegenform ist im Zentrum ein Profilrad vorgesehen, das im wesentlichen die Negativform der Kontaktflächen der Formwerkzeuge umfasst. Dieses Profilrad kann gleichzeitig zum Vorschub des strukturierten Blechbandes benutzt werden, wenn es mit einer entsprechenden Antriebseinheit verbunden ist. Während der Ausbildung der Primärstruktur, also während der Hubbewegung der Formwerkzeuge, findet in Führungsrichtung jedoch keine Relativbewegung des Profilrades gegenüber den Formwerkzeugen statt.The molds their in this case from a lifting movement, which is directed radially inwardly toward the center, when a deformation or deformation of the sheet metal strip is to be made. As a counter-form, a profile wheel is provided in the center, which essentially comprises the negative form of the contact surfaces of the molding tools. This profile wheel can be used simultaneously to advance the structured sheet metal strip when it is connected to a corresponding drive unit. During the formation of the primary structure, ie during the lifting movement of the molds, however, no relative movement of the profile wheel relative to the forming tools takes place in the guide direction.

In diesem Zusammenhang ist es auch besonders vorteilhaft, dass das Profilrad eine Drehrichtung und ein auf einer äußeren Kreisbahn geführten Schlitten eine entgegengesetzte Bewegungsrichtung hat. Dadurch wird wieder das Prinzip verwirklicht, dass sich die Umformung des Blechbandes bzw. die Herstellung der Primärstruktur stets von dem bereits umgeformten Bereich des Blechbandes ausgehend entgegengesetzt der Führungsrichtung fortpflanzt. Dadurch wird gewährleistet, dass glatte Bereiche des Blechbandes in die Profile nachgezogen werden können.In this context, it is also particularly advantageous that the profile wheel has a direction of rotation and a carriage guided on an outer circular path has an opposite direction of movement. As a result, the principle is again realized that the transformation of the sheet metal strip or the production of Primary structure always propagates from the already formed region of the sheet metal strip starting opposite the guide direction. This ensures that smooth areas of the sheet metal strip can be drawn into the profiles.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Vorrichtung wird vorgeschlagen, dass Mittel für eine kontinuierliche Zufuhr und Abfuhr des Blechbandes vorhanden sind, die vorzugsweise einen Vorschub von mindestens 20 m/min (Meter pro Minute) gewährleisten. Unter einer "kontinuierlichen Zufuhr und Abfuhr" ist in diesem Zusammenhang insbesondere gemeint, dass ein stetiges, ununterbrochenes, automatisches Transportieren des Blechbandes vorliegt, wobei zeitlich über eine Stunde gemittelt ein Vorschub von mindestens 20 m/min erreicht wird.According to a further embodiment of the device it is proposed that means for a continuous supply and removal of the sheet metal strip are present, which preferably ensure a feed of at least 20 m / min (meters per minute). By "continuous supply and removal" is meant in this context, in particular, that there is a continuous, uninterrupted, automatic transporting of the sheet metal strip, with a time averaged over one hour, a feed of at least 20 m / min is achieved.

Schließlich wird auch noch vorgeschlagen, dass die Mittel zur Gewährleistung der Hubbewegung der separaten Formwerkzeuge mit einem Antrieb verbunden sind, der zumindest noch eine weitere Einrichtung aus der Reihe der folgenden Einrichtungen antreibt: eine Zufuhreinrichtung des Blechbandes; eine Profilierungseinrichtung zur Erzeugung einer Sekundärstruktur mit miteinander kämmenden Profilwerkzeugen; eine Stanzeinrichtung zur Erzeugung von Löchern und/oder Schlitzen in das Blechband; eine Trenneinrichtung zur Erzeugung von separaten Blechfolien aus dem Blechband.Finally, it is also proposed that the means for ensuring the lifting movement of the separate molds are connected to a drive which drives at least one further device from the series of the following devices: a supply device of the sheet-metal strip; a profiling device for generating a secondary structure with intermeshing profile tools; a punching device for producing holes and / or slits in the sheet-metal strip; a separator for producing separate metal foils from the sheet metal strip.

Dadurch wird gewährleistet, dass die weiteren Verfahrensschritte zur Umformung des Blechbandes bzw. alle vorgelagerten Verfahrensschritte exakt auf den Bewegungsablauf in der formgebenden Vorrichtung abgestimmt ist. Zwar wäre es auch möglich, eine solche Abgleichung der Bewegungen mittels EDV-Hilfsmittel und/oder Software zu erreichen, aus Prozesssicherheitsgründen ist jedoch hier eine Kopplung der einzelnen Antriebsaggregate durch geeignete Antriebsstränge bevorzugt.This ensures that the further process steps for forming the sheet metal strip or all the preceding process steps is exactly matched to the sequence of movements in the shaping device. Although it would also be possible to achieve such a balance of the movements by means of computer tools and / or software, for reasons of process safety, however, a coupling of the individual drive units by suitable drive trains is preferred here.

Die Erfindung sowie deren technisches Umfeld wird nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Dabei sei darauf hingewiesen, dass die Figuren besonders bevorzugte, vorteilhafte Ausführungsbeispiele zeigen, die jedoch die Erfindung nicht begrenzen. Es zeigen:

Fig. 1

ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 2

eine Detailansicht des Ausführungsbeispiels aus Figur 1,

Fig. 3

ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 4

einen Trägerkörper für eine Abgasreinigungskomponente mit einer Blechfolie nach dem erfindungsgemäßen Verfahren,

Fig. 5

ein Ausführungsbeispiel einer strukturierten Blechlage wie sie mit einem erfindungsgemäßen Verfahren herstellbar ist,

Fig. 6

schematisch den Ablauf der Herstellung eines strukturierten Blechbandes, welches als Katalysator-Trägerkörper eingesetzt werden kann, und

Fig. 7

schematisch den Aufbau einer Fertigungsstraße für strukturierte Blechfolien nach einem erfindungsgemäßen Verfahren.

The invention and its technical environment will be explained in more detail with reference to the figures. It should be noted that the figures show particularly preferred, advantageous embodiments which, however, do not limit the invention. Show it:

Fig. 1

a first embodiment of a device according to the invention,

Fig. 2

a detailed view of the embodiment FIG. 1 .

Fig. 3

a further embodiment of the device according to the invention,

Fig. 4

a carrier body for an exhaust gas purification component with a metal foil according to the method of the invention,

Fig. 5

an embodiment of a structured sheet metal layer as can be produced by a method according to the invention,

Fig. 6

schematically the course of the production of a structured sheet metal strip, which can be used as a catalyst carrier body, and

Fig. 7

schematically the structure of a production line for structured metal foils according to a method of the invention.

Figur 1 zeigt eine Vorrichtung 3 zur Einbringung von zumindest einer Primärstruktur 5 in ein zugeführtes Blechband 1 mit einer Mehrzahl von separaten, nebeneinander angeordneten Formwerkzeugen 6, welche jeweils eine Kontaktfläche 14 haben, die im wesentlichen einem Abschnitt 15 der Primärstruktur 5 entspricht. Dieses lässt sich insbesondere aus dem vergrößerten Teilbereich, wie er in Figur 2 dargestellt ist, erkennen. Die Formwerkzeuge 6 sind im wesentlichen senkrecht zur Führungsrichtung 4 des Blechbandes 1 und zumindest teilweise zueinander versetzt bewegbar. Die Vorrichtung 3 weist Mittel zur Erzeugung einer Hubbewegung 33 der Formwerkzeuge 6 auf, so dass eine zeitliche Überlagerung der Hubbewegung 33 benachbarter Formwerkzeuge 6 möglich ist. Zu diesen Mitteln zählt der Schlitten 20, der relativ so zu den Formwerkzeugen 6 bewegbar angeordnet ist, dass durch die Relativbewegung und eine geeignete Verbindung des Schlittens 20 mit den Formwerkzeugen 6 die Hubbewegung 33 erzeugt wird. FIG. 1 shows a device 3 for introducing at least one primary structure 5 in a fed sheet-metal strip 1 with a plurality of separate, juxtaposed molds 6, each having a contact surface 14, which substantially corresponds to a portion 15 of the primary structure 5. This can be particularly from the enlarged portion, as in FIG. 2 is shown recognize. The molds 6 are substantially perpendicular to the guide direction 4 of the sheet metal strip 1 and at least partially offset from each other movable. The device 3 has means for generating a lifting movement 33 of the molds 6, so that a temporal superimposition of the lifting movement 33 of neighboring molds 6 is possible. Among these means is the carriage 20, which is arranged so that it can move relative to the forming tools 6, that the lifting movement 33 is generated by the relative movement and a suitable connection of the carriage 20 with the forming tools 6.

Dabei sind hier die Formwerkzeuge 6 schräg, insbesondere strahlenförmig, zueinander angeordnet, wobei diese einen Winkel 21 ausgehend von ihren Kontaktflächen 14 von wenigstens 10° aufweisen. Bevorzugt wird der Schlitten 20 mit einer gleichmäßigen Geschwindigkeit auf der Kreisbahn 25 mit einer Bewegungsrichtung 26 angetrieben. Dabei ist bevorzugt ein Bereich vorgesehen, während dessen der Schlitten 20 bei seiner Bewegung keinen Kontakt mit einem Formwerkzeug 6 hat, wie dies im unteren linken Teilabschnitt gezeigt ist. Dieser Teilabschnitt, bzw. der Zeitraum, den der Schlitten 20 benötigt, um diesen Teilabschnitt zu durchfahren, wird genutzt, um einen Vorschub bezüglich des Blechbandes 1 zu realisieren. Dazu dreht sich das Profilrad 23 im Zentrum 22 in Drehrichtung 24. Vorzugsweise dreht sich das Profilrad 23 so weit, dass die zuletzt gebildete Primärstruktur 5 nun gerade nahe dem in Führungsrichtung 4 zuletzt angeordneten Formwerkzeug 6 positioniert ist. Dieser Vorschub-Vorgang ist abgeschlossen, wenn der Schlitten 20 gerade dieses zuletzt angeordnete Formwerkzeug 6 erreicht und bei ihm eine Hubbewegung 33 bewirkt.Here, the molds 6 are obliquely, in particular radially, arranged to each other, which have an angle 21, starting from their contact surfaces 14 of at least 10 °. Preferably, the carriage 20 is driven at a uniform speed on the circular path 25 with a direction of movement 26. In this case, a region is preferably provided, during which the carriage 20 has no contact with a mold 6 during its movement, as shown in the lower left partial section. This subsection, or the period of time required for the carriage 20 to pass through this subsection, is used to implement a feed with respect to the sheet metal strip 1. For this purpose, the profile wheel 23 rotates in the center 22 in the direction of rotation 24. Preferably, the profile wheel 23 rotates so far that the last formed primary structure 5 is now positioned just near the last in the guide direction 4 mold 6. This feed operation is completed when the carriage 20 just reaches this last arranged mold 6 and causes a lifting movement 33 in him.

Figur 3 zeigt schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel einer formgebenden Vorrichtung 3 zur Herstellung strukturierter Blechbänder 1 mit einer Primärstruktur 5. Wiederum sind eine Mehrzahl, diesmal im wesentlichen parallel zueinander angeordnete, Formwerkzeuge 6 vorgesehen, die nacheinander versetzt zueinander eine Hubbewegung 33 ausführen können. Zur Erzeugung dieser Hubbewegung 33 ist auf der den Kontaktflächen 14 der Formwerkzeuge 6 abgewandten Seite eine Nockenwelle 17 mit in Rotationsrichtung 18 versetzt zueinander angeordneten Nocken 19 vorgesehen. Diese Nocken 19 drücken die Formwerkzeuge 6 bei den dargestellten Ausführungsbeispiel nach oben, wobei eine Reduzierung im Durchmesser des Nockens 19 wiederum ein Absenken der Formwerkzeuge 6 zur Folge hat. Wie aus der Figur 3 zu erkennen ist, bilden die benachbart zueinander angeordneten Nocken 19 ein Gefälle bzw. eine Steigung, wobei die Nocken 19 zu unterschiedlichen Zeitpunkten, je nach Rotationswinkel der Nockenwelle 17, mit anderen Formwerkzeugen 6 in Kontakt treten. FIG. 3 schematically shows a further embodiment of a forming device 3 for producing structured metal strips 1 with a primary structure 5. Again, a plurality, this time substantially parallel to each other, forming tools 6 are provided, which can successively offset from one another perform a lifting movement 33. To generate this lifting movement 33, a camshaft 17 with cams 19 offset from one another in the direction of rotation 18 is provided on the side facing away from the contact surfaces 14 of the forming tools 6. These cams 19 press the Forming tools 6 in the illustrated embodiment upwards, with a reduction in the diameter of the cam 19 in turn has a lowering of the molds 6 result. Like from the FIG. 3 can be seen, the cams arranged adjacent to each other form a slope or a slope, wherein the cams 19 at different times, depending on the rotational angle of the camshaft 17, come into contact with other molds 6.

Durch die Hubbewegung 33 drücken die Formwerkzeuge 6 das Blechband 1 in eine Gegenform 46, die hier ebenfalls eine Hubbewegung 33 ausführen kann. Bei der dargestellten Ausführungsform beginnen zunächst die rechts angeordneten Formwerkzeuge 6 mit einer Umformung des Blechbandes 1, wobei nach und nach die weiter links angeordneten Formwerkzeuge 6 eine Umformung bewirken. Ist schließlich auch das äußerste, in der Darstellung am weitesten links gelegene Formwerkzeug 6 mit seiner Hubbewegung 33 am Ende, so wird hier mit der Gegenform 46 ein Vorschub des Blechbandes 1 bewirkt, indem dieses entlang der Pfeile 47 verfährt. Dabei sind die Formwerkzeuge 6 nicht mehr im Eingriff mit der Primärstruktur 5 des Blechbandes 1, die Gegenform 46 verfährt teilweise nach rechts in der Darstellung, hebt dann nach oben ab, und verfährt anschließend wieder nach links, so dass dessen Profilierung wieder direkt gegenüber den Kontaktflächen 14 der Formwerkzeuge 6 angeordnet ist. Dann liegt wieder ein glatter Abschnitt des Blechbandes 1 zwischen den Formwerkzeugen 6 und der Gegenform 46. Grundsätzlich ist es alternativ oder in Kombination zum Erzeugung des Vorschubes mit der Gegenform 46 selbst auch möglich, hierfür separate Elemente vorzusehen. So können beispielsweise in der Gegenform 46 kammförmige Elemente vorgesehen sein, die als "Auswerfer" dienen und deshalb bevorzugt gegenüber der Gegenform 46 relativ bewegt werden können. Diese "Auswerfer" dienen somit ggf. auch zum Weitertansport des Blechbandes 1, wobei die schwere Gegenform 46 dann nur eine Auf- und Abwärtsbewegung ausführt. Die kammförmigen Elemente können zusätzlich zur Kalibrierung bzw. Feineinstellung der gewünschten Wellhöhe eingesetzt werden.By the lifting movement 33, the molds 6 press the sheet metal strip 1 in a counter-mold 46, which can also perform a lifting movement 33 here. In the illustrated embodiment, first the forming tools 6 arranged on the right start with a deformation of the sheet metal strip 1, wherein gradually the shaping tools 6 arranged further to the left cause a deformation. Finally, if the outermost, in the representation leftmost mold 6 with its stroke 33 at the end, so here with the counter-mold 46, a feed of the metal strip 1 is effected by this moves along the arrows 47. The molds 6 are no longer in engagement with the primary structure 5 of the sheet metal strip 1, the counter-mold 46 moves partially to the right in the representation, then lifts upwards, and then moves back to the left, so that its profiling again directly opposite the contact surfaces 14 of the molds 6 is arranged. Then there is again a smooth portion of the sheet metal strip 1 between the molds 6 and the counter-mold 46. Basically, it is also possible, alternatively or in combination to produce the feed with the counter-mold 46, to provide separate elements for this purpose. For example, 46 comb-shaped elements may be provided in the counter-mold, which serve as an "ejector" and therefore preferably relative to the counter-mold 46 can be relatively moved. This "ejector" thus serve if necessary also for further transport of the sheet metal strip 1, the heavy counter-mold 46 then performs only an up and down movement. The comb-shaped elements can be used in addition to the calibration or fine adjustment of the desired wave height.

Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ist es möglich, dass die Nocken 19 der Nockenwelle 17 so gestaltet sind, dass zu einem bestimmten Zeitpunkt bzw. für einen bestimmten Zeitraum keine der Nocken 19 mit den Formwerkzeugen 6 in Kontakt stehen und genau dieser Zeitpunkt bzw. Zeitraum zum Vorschub des Blechbandes 1 genutzt wird. Das hat den Vorteil, dass die Nockenwelle 17 stets mit einer gleichen Geschwindigkeit kontinuierlich angetrieben werden kann.Also in this embodiment, it is possible that the cams 19 of the camshaft 17 are designed so that at a certain time or for a certain period of time, none of the cams 19 are in contact with the forming tools 6 and precisely that time or period for advancement of the sheet metal strip 1 is used. This has the advantage that the camshaft 17 can always be driven continuously at the same speed.

Figur 4 zeigt schematisch und perspektivisch einen Trägerkörper 38 als Abgasreinigungslcomponente für mobile Anwendungen, wie beispielsweise bei Automobilen, Motorrädern, Rasenmähern etc.. Die nach dem obengenannten Verfahren bzw. mit den zuvor beschriebenen Vorrichtungen hergestellten Blechfolien 2 werden gestapelt bzw. geschichtet und anschließend so gewunden bzw. aufgewickelt, dass sie eine Wabenstruktur 39 mit einer Mehrzahl von im wesentlichen parallel zueinander angeordneten Kanälen 35 bilden. Diese Wabenstruktur 39 wird üblicherweise in ein entsprechendes Gehäuse 37 eingesetzt und mit diesem fügetechnisch, insbesondere mit einem Lötverfahren, verbunden. Der daraus resultierende Trägerkörper 38 kann als katalytischer Konverter, Partikelfalle, Adsorber, Strömungsmischer etc. eingesetzt werden. Bevorzugt sind dabei die Kanäle 35, die sich von einer Stirnseite 40 bis hin zur gegenüberliegenden im wesentlichen durchgängig erstrecken, wobei auch eine Verbindung benachbarter Kanäle 35 zueinander vorgesehen sein kann. FIG. 4 shows schematically and in perspective a carrier body 38 as Abgasreinigungslcomponente for mobile applications, such as in automobiles, motorcycles, lawn mowers, etc. The sheet metal foils 2 produced by the above method or with the devices described above are stacked and then wound or wound to form a honeycomb structure 39 having a plurality of channels 35 arranged substantially parallel to one another. This honeycomb structure 39 is usually inserted into a corresponding housing 37 and connected to it by joining technology, in particular with a soldering method. The resulting carrier body 38 can be used as a catalytic converter, particle trap, adsorber, flow mixer, etc. Preference is given to the channels 35, which extend from one end face 40 to the opposite substantially continuous, wherein a connection of adjacent channels 35 may be provided to each other.

In dem vergrößert dargestellten Ausschnitt lassen sich wiederum Blechfolien 2 erkennen, wobei ein Teil dieser Blechfolien 2 eine Primärstruktur 5 aufweist. Außerdem weisen die Blechfolien 2 eine Sekundärstruktur 13. auf, die zumindest teilweise von einem Loch 10 begrenzt werden. Diese Löcher 10 gewährleisten, dass ein Gasaustausch hinsichtlich benachbart angeordneter Kanäle 35 möglich ist. Die Primärstruktur 5 der Blechfolie 2 gewährleistet eine sehr große Oberfläche 36 des Trägerkörpers 38, so dass ein inniger Kontakt von Abgas mit einer, auf der Oberfläche 36 angeordneten, Beschichtung 34 ermöglicht ist. Um ein schnelles Umsetzen mittels der Beschichtung 34 zu bewirken, weisen die Blechfolien 2 bevorzugt eine Dicke 9 auf, die kleiner 0,1 mm ist, insbesondere kleiner 0,5 mm.Sheet metal foils 2 can again be seen in the enlarged section, wherein a part of these sheet metal foils 2 has a primary structure 5. In addition, the metal foils 2 have a secondary structure 13, which are at least partially bounded by a hole 10. These holes 10 ensure that gas exchange is possible with respect to adjacent channels 35. The primary structure 5 of the sheet metal foil 2 ensures a very large surface 36 of the carrier body 38, so that an intimate contact of exhaust gas with a coating 34 arranged on the surface 36 is made possible. A quick one To effect conversion by means of the coating 34, the metal foils 2 preferably have a thickness 9 which is less than 0.1 mm, in particular less than 0.5 mm.

Figur 5 zeigt schematisch und perspektivisch eine Blechfolie 2 mit einer Primärstruktur 5 und einer Sekundärstruktur 13. Die Primärstruktur 5 ist von wellenähnlicher Gestalt und weist Wellenberge 41 und Wellentäler 42 auf. Die Wellenberge 41 und Wellentäler 42 verlaufen im wesentlichen parallel zueinander über die gesamte Länge 48 der Blechfolie 2. Zusätzlich ist die Blechfolie 2 mit einer Sekundärstruktur 13 versehen, wobei diese eine Mehrzahl von Leitflächen 43 umfasst, die sich ausgehend von den Wellentälern 42 nach oben und ausgehend von den Wellenbergen 41 nach unten erstrecken. Nahe dieser Leitflächen 43 sind Löcher 10 vorgesehen, die eine Grenzströmung in Strömungsrichtung 44 entlang der Blechfolie 2 abschälen und in benachbarte Teilbereiche umlenken. FIG. 5 shows schematically and in perspective a metal foil 2 with a primary structure 5 and a secondary structure 13. The primary structure 5 is of wave-like shape and has wave peaks 41 and troughs 42. The wave peaks 41 and wave troughs 42 extend substantially parallel to each other over the entire length 48 of the sheet metal foil 2. In addition, the sheet metal foil 2 is provided with a secondary structure 13, wherein this comprises a plurality of guide surfaces 43, which starting from the troughs 42 upwards and extend down from the wave crests 41 down. Near these guide surfaces 43 holes 10 are provided which peel off a boundary flow in the flow direction 44 along the sheet metal foil 2 and deflect it into adjacent subregions.

Figur 6 zeigt schematisch eine Ausgestaltung des Verfahrens zur Herstellung von mehrfach strukturierten Blechfolien 2 bzw. Blechbändern 1. Der mit (A) gekennzeichnete Schritt umfasst das Einbringen von mehreren Schlitzen 11 in einen Innenbereich des im wesentlichen ebenen Blechbandes 1. In der dargestellten Ausführungsform sind die Schlitze 11 im wesentlichen parallel zu den Kanten des Blechbandes 1 angeordnet, dies ist aber nicht zwingend der Fall. Die Schlitze 11 können in beliebiger Anordnung zueinander vorgesehen werden. Die Schlitze 11 sind hier zumindest teilweise auch mit Löchern 10 in den Randbereichen dargestellt, wobei die Löcher 10 die Aufgabe haben, nach der Ausbildung der Sekundärstruktur 13 eine Rissausbreitung ausgehend von den Randbereichen der Schlitze 11 zu vermeiden. FIG. 6 1 schematically shows an embodiment of the method for producing multi-structured sheet-metal foils 2 or sheet-metal strips 1. The step identified by (A) comprises the insertion of a plurality of slots 11 in an inner region of the substantially planar sheet-metal strip 1. In the illustrated embodiment, the slots 11 arranged substantially parallel to the edges of the sheet metal strip 1, but this is not necessarily the case. The slots 11 can be provided in any arrangement to each other. The slots 11 are here at least partially also shown with holes 10 in the edge regions, the holes 10 have the task to avoid crack propagation starting from the edge regions of the slots 11 after the formation of the secondary structure 13.

Während des Schrittes (B) wird das Blechband 1 erstmalig umgeformt, wobei eine Primärstruktur 5 mit einer ersten Welllänge 7 erzeugt wird. Demnach wurde das bereits mit Löchern 10 und Schlitzen 11 versehene Blechband 1 beispielsweise mit einer der oben genannten formgebenden Vorrichtungen 3 mit einer Primärstruktur 5 versehen. Die Primärstruktur 5 lässt sich einfach von der Kante aus erkennen, wobei zwei gleichartige, benachbarte Extrema (Wellenberge 41 bzw. Wellentäler 42) die erste Welllänge 7 beschreiben. Als weiteres Kriterium für die Beschreibung der Primärstruktur 5 ist die Wellhöhe 8 heranzuziehen, wobei hier nach dem ersten Umformschritt beispielsweise eine erste Wellhöhe 8 vorliegt, und in dieser Phase das Verhältnis von Welllänge 7 zu Wellhöhe 8 kleiner 2 beträgt.During step (B), the sheet-metal strip 1 is first formed, whereby a primary structure 5 having a first corrugated length 7 is produced. Accordingly, the already provided with holes 10 and slots 11 sheet metal strip 1, for example, with one of the above-mentioned forming devices 3 with a Primary structure 5 provided. The primary structure 5 can be easily recognized from the edge, with two similar, adjacent extremes (wave peaks 41 or wave troughs 42) describing the first well length 7. As a further criterion for the description of the primary structure 5, the corrugation height 8 is to be used, wherein here after the first forming step, for example, a first well height 8 is present, and in this phase, the ratio of well length 7 to well height 8 is less than 2.

In einem weiteren Umformschritt (C) wird die Sekundärstruktur 13 in das Blechband 1 eingebracht. Die dargestellte Sekundärstruktur 13 weist wiederum Löcher 10 und Leitflächen 43 auf, die entgegengesetzt ausgerichtet sind. Die Sekundärstruktur 13 überlagert die Primärstruktur 1.In a further forming step (C), the secondary structure 13 is introduced into the sheet-metal strip 1. The illustrated secondary structure 13 in turn has holes 10 and guide surfaces 43, which are aligned opposite. The secondary structure 13 overlays the primary structure 1.

In dem dargestellten Umformschritt (D) wird die Primärstruktur 5 gerafft bzw. so umgeformt, dass eine zweite Welllänge 7 erzeugt wird, die kleiner als die erste Welllänge 7 ist. In der Darstellung ist zu erkennen, dass durch die Reduzierung der Welllänge 7 eine entsprechende Vergrößerung der Wellhöhe 8 stattfindet, also die erste Wellhöhe 8 kleiner als die zweite Wellhöhe 8 ist. Mit dem hier gezeigten Verfahren kann das Verhältnis von Welllänge 7 zu Wellhöhe 8 weiter reduziert werden, beispielsweise auf Werte kleiner 1,5.In the illustrated forming step (D), the primary structure 5 is gathered or reshaped to produce a second well length 7 which is smaller than the first well length 7. In the illustration, it can be seen that by reducing the corrugated length 7, a corresponding enlargement of the corrugation height 8 takes place, that is, the first corrugation height 8 is smaller than the second corrugated height 8. With the method shown here, the ratio of well length 7 to well height 8 can be further reduced, for example to values smaller than 1.5.

Grundsätzlich ist hier jedoch darauf hinzuweisen, dass die Verfahrensschritte (B) und (C) auch in einem Fertigungsschritt durchführbar sind. Das heißt mit anderen Worten, dass die formgebende Vorrichtung 3 bzw. die Formwerkzeuge 6 so ausgebildet sein können, dass gleichzeitig die Primärstruktur 5 und die Sekundärstruktur 13 beim Kontakt mit dem Blechband 1 generiert werden können.In principle, however, it should be pointed out here that the method steps (B) and (C) can also be carried out in one production step. In other words, that means that the shaping device 3 or the molding tools 6 can be designed such that the primary structure 5 and the secondary structure 13 can be generated simultaneously upon contact with the sheet-metal strip 1.

Figur 7 zeigt schematisch den Aufbau einer Fertigungsstraße, wie er zur Herstellung von strukturierten Blechfolien eingesetzt werden kann. Ausgehend von der Metallband-Spule, auf der das glatte, unstrukturierte Blechband 1 aufgewickelt ist, wird das Blechband 1 mittels einer Zufuhreinrichtung 28 zunächst einer Stanzeinrichtung 29 zugeführt. Dort werden beispielsweise die Öffnungen 10 und/oder Schlitze 11 in das Metallband 1 eingebracht (nicht näher dargestellt). Anschließend wird das Blechband 1 weiter zu einer Justiereinrichtung 32 geführt, die den Vorschub des Blechbandes 1 beispielsweise durch Erfassung der Stanzungen bzw. der Löcher 10 und Schlitze 11 genau überprüft. Anschließend wird das Blechband 1 der formgebenden Vorrichtung 3 zugeführt, wobei in der dargestellten Ausführungsform die Formwerkzeuge 6 wieder strahlenförmig angeordnet sind. Nach dem Verlassen der formgebenden Vorrichtung 3 wird das strukturierte Blechband 1 nun einer Profilierungseinrichtung 31 zugeführt, die zwei miteinander kämmende Profilwerkzeuge 12 hat. Beim Hindurchführen des Blechbandes 1 durch die Profilwerkzeuge 12 wird die Sekundärstruktur 13 (nicht dargestellt) ausgebildet. Schließlich wird das fertig gestaltete Blechband 1 noch einer Trenneinrichtung 30 zugeführt, wobei das Blechband 1 in Blechfolien 2 mit einer vorgegebenen Länge bzw. Breite abgeschert wird. FIG. 7 shows schematically the structure of a production line, as it can be used for the production of structured sheet metal foils. Starting from the metal strip coil, on which the smooth, unstructured sheet metal strip 1 is wound, the sheet-metal strip 1 is first fed by means of a feeder 28 to a punching device 29. There, for example, the openings 10 and / or slots 11 are introduced into the metal strip 1 (not shown in detail). Subsequently, the metal strip 1 is further guided to an adjusting device 32, which checks the advance of the sheet metal strip 1, for example by detecting the punches or the holes 10 and slots 11 exactly. Subsequently, the sheet metal strip 1 of the shaping device 3 is supplied, wherein in the illustrated embodiment, the molds 6 are arranged radially again. After leaving the shaping device 3, the structured sheet-metal strip 1 is now fed to a profiling device 31, which has two profiled tools 12 meshing with one another. When passing the sheet-metal strip 1 through the profile tools 12, the secondary structure 13 (not shown) is formed. Finally, the finished sheet metal strip 1 is still fed to a separating device 30, wherein the sheet metal strip 1 is sheared in sheet metal foils 2 with a predetermined length or width.

Wie aus Figur 7 weiter zu entnehmen ist, weist die formgebende Vorrichtung 3 einen Antrieb 27 auf, der zum Antrieb der Formwerkzeuge 6 dient, wobei dieser gleichzeitig für zumindest die Stanzeinrichtung 29, die Profilierungseinrichtung 31 und/oder die Trenneinrichtung 30 als Antrieb zur Verfügung steht.How out FIG. 7 can be seen further, the shaping device 3, a drive 27 which serves to drive the molds 6, which is at the same time for at least the punching device 29, the profiling device 31 and / or the separating device 30 as a drive available.

Das hier beschriebenen Verfahren bzw. die hier genannten Vorrichtungen zur Herstellung von strukturierten Blechbändern sind besonders preiswert und prozesssicher. Unerwünschte Deformierungen des Blechbandes, welche gerade im Hinblick auf den Einsatz in Abgasanlagen mobiler Verbrennungskraftmaschinen unerwünscht sind, werden nahezu vollständig vermieden. Zudem lassen sich extrem hohe Taktzeiten und somit ein besonders hoher Ausstoß von Blechfolien verwirklichen.The method described here or the devices mentioned here for the production of structured metal strips are particularly inexpensive and reliable. Undesirable deformations of the sheet metal strip, which are undesirable especially with regard to the use in exhaust systems of mobile internal combustion engines, are almost completely avoided. In addition, extremely high cycle times and thus a particularly high output of metal foils can be realized.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11

Blechbandmetal strip

22

Blechfoliemetal sheet

33

Vorrichtungcontraption

44

Führungsrichtungguide direction

55

Primärstrukturprimary structure

66

Formwerkzeugmold

77

WelllängeWell length

88th

Wellhöhewave height

99

Dickethickness

1010

Lochhole

1111

Schlitzslot

1212

Profilwerkzeugprofile tool

1313

Sekundärstruktursecondary structure

1414

Kontaktflächecontact area

1515

Abschnittsection

1616

Breitewidth

1717

Nockenwellecamshaft

1818

Rotationsrichtungdirection of rotation

1919

Nockencam

2020

Schlittencarriage

2121

Winkelangle

2222

Zentrumcenter

2323

Profilradprofile wheel

2424

Drehrichtungdirection of rotation

2525

Kreisbahnorbit

2626

Bewegungsrichtungmovement direction

2727

Antriebdrive

2828

Zufuhreinrichtungfeeder

2929

Stanzeinrichtungpunch

3030

Trenneinrichtungseparator

3131

Profilierungseinrichtungprofiling device

3232

Justiereinrichtungadjusting

3333

Hubbewegungstroke movement

3434

Beschichtungcoating

3535

Kanalchannel

3636

Oberflächesurface

3737

Gehäusecasing

3838

Trägerkörpersupport body

3939

Wabenstrukturhoneycomb structure

4040

Stirnseitefront

4141

WellenbergWellenberg

4242

Wellentaltrough

4343

Leitflächebaffle

4444

Strömungsrichtungflow direction

4545

Flankeflank

4646

Gegenformcounter-mold

4747

Pfeilarrow

4848

Längelength

Claims (17)

1. Process for producing a structured sheet-metal strip (1), comprising at least the following steps:

   - feeding a smooth sheet-metal strip (1) to a shaping apparatus (3) along a guide direction (4);

   - introducing a primary structure (5) into the smooth sheet-metal strip (1) using the shaping apparatus (3), with a plurality of separate shaping tools (6) acting on the sheet-metal strip (1) substantially perpendicular to the guide direction (4), pushing the sheet-metal strip (1) into a mating die (46);

   - generating a movement of the sheet-metal strip (1) in the guide direction (4) with the mating die, wherein the movement is conducted during non-engagement of the shaping tools (6) with the sheet-metal strip (1).
2. The process as claimed in claim 1, in which the structured sheet-metal strip (1) is severed after the primary structure (5) has been introduced, so as to produce sheet-metal foils (2).
3. The process as claimed in claim 1 or 2, in which a structured sheet-metal strip (1) is produced with a primary structure (5) which is characterized by a corrugation length (7) and a corrugation height (8), the ratio of corrugation length (7) to corrugation height (8) being less than 2, in particular less than 1.5.
4. The process as claimed in one of claims 1 to 3, in which the sheet-metal strip (1), and respectively the sheet-metal foil (2), is made from a high-temperature-resistant and corrosion-resistant material, preferably containing chromium and/or aluminum, and/or based on nickel, and has a thickness (9) of less than 0.11 mm, in particular less than 0.06 mm and preferably even less than 0.03 mm.
5. The process as claimed in one of claims 1 to 4, in which before the sheet-metal strip (1) is introduced into the shaping apparatus (3), holes (10) and/or slots (11) are introduced into the sheet-metal strip (1), in particular by the stamping manufacturing process.
6. The process as claimed in one of claims 1 to 5, in which the sheet-metal strip (1), after the primary structure (5) has been introduced, is provided with a secondary structure (13) by means of intermeshing profiling tools (12), this secondary structure preferably at least partially delimiting holes (10) and/or slots (11) in the sheet-metal strip (1).
7. An apparatus (3) for introducing at least one primary structure (5) into a sheet-metal strip (1) which is supplied, having a plurality of separate shaping tools (6) which are arranged next to one another and each have a contact surface (14) substantially corresponding to a section (15) of the primary structure (5), wherein the shaping tools (6) can move substantially perpendicular to the guide direction (4) of the sheet-metal strip (1) and at least partially in a manner offset with respect to one another, characterized in that a mating die is positioned on the opposite side of the sheet-metal strip (1) in relation to the shaping tools (6), generating a movement of the sheet-metal strip (1) in the guide direction (4), wherein the movement of the sheet-metal strip (1) is conducted during non-engagement of the shaping tools (6) with the sheet-metal strip (1).
8. The apparatus (3) as claimed in claim 7, in which the primary structure (5) has a corrugation length (7) and a corrugation height (8), and the rate of corrugation length (7) to corrugation height (8) is preferably less than 2, characterized in that the shaping tools (6) have a width (16) which is less than 10 times the corrugation length (7), in particular less than 5 times the corrugation length (7).
9. The apparatus (3) as claimed in claim 7 or 8, characterized in that there are means which ensure a spatially offset reciprocating movement of the separate shaping tools (6), it preferably being possible for the reciprocating movements of adjacent shaping tools (6) to overlap in terms of time.
10. The apparatus (3) as claimed in claim 9, characterized in that the means comprise a camshaft (17) with cams (19) which are offset with respect to one another in the direction of rotation (18).
11. The apparatus (3) as claimed in claim 9 or 10, characterized in that the means comprise a carriage (20) which is arranged such that it can move relative to the shaping tools (6), in such a way that a reciprocating movement is produced by the relative movement and a suitable connection of the carriage (20) to the shaping tools (6).
12. The apparatus (3) as claimed in one of claims 7 to 11, characterized in that the shaping tools (6) are arranged parallel to one another.
13. The apparatus (3) as claimed in one of claims 7 to 11, characterized in that the shaping tools (6) are arranged obliquely with respect to one another, in particular at an angle (21), starting from their contact surfaces (14), of at least 5°.
14. The apparatus (3) as claimed in claim 13, characterized in that the shaping tools (6) are arranged in radiating fashion, with a profile wheel (23) provided in a center (22).
15. The apparatus (3) as claimed in claim 14, characterized in that the profile wheel (23) has a direction of rotation (24), and a carriage (20) guided on an outer circuit (25) has an opposite direction of movement (26).
16. The apparatus (3) as claimed in one of claims 7 to 15, characterized in that there are means for continuously feeding and discharging the sheet-metal strip (1), which preferably ensure a movement of at least 20 m/min.
17. The apparatus (3) as claimed in one of claims 7 to 16, characterized in that the means for ensuring the reciprocating movement of the separate shaping tools (6) are connected to a drive (27) which drives at least one further device from the following list of devices:

    - a feed device (28) for the sheet-metal strip (1),

    - a profiling device (31) for producing a secondary structure (13) with intermeshing profiling tools (12),

    - a stamping device (1) for producing holes (10) and/or slots (11) in the sheet-metal strip (1),

    - a severing device (30) for producing separate sheet-metal foils (2) from the sheet-metal strip (1).

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