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Title:
FLUID FORMING OF METAL SHEETS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2005/065859
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for the production of a was gas treatment component (1) comprising at least one structured metal sheet (2), wherein the at least one metal sheet (2) is formed by means of at least one flow of fluid (3, 14). The invention also relates to a device for the production of a structured metal sheet (2).

Inventors:
HODGSON JAN (DE)
Application Number:
PCT/EP2004/014822
Publication Date:
July 21, 2005
Filing Date:
December 30, 2004
Export Citation:
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Assignee:
EMITEC EMISSIONSTECHNOLOGIE (DE)
HODGSON JAN (DE)
International Classes:
B21D13/00; B21D26/02; B21D53/04; B21D53/88; F01N3/28; (IPC1-7): B21D26/02; B21D13/00; B21D53/04
Foreign References:
GB1499829A1978-02-01
US5916317A1999-06-29
DE10026679A12001-12-06
Other References:
None
Attorney, Agent or Firm:
Kahlhöfer, Hermann (Düsseldorf, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung einer Abgasbehandlungskomponente (1) umfassend mindestens ein strukturiertes Metallblech (2), bei dem das mindestens eine Metallblech (2) mittels wenigstens einem Fluidstrom (3,14) umgeformt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der mindestens eine Fluidstrom (3,14) zumindest einen der folgenden Bestandteile aufweist : Wasser, Öl, Partikel, Additive.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das Verfahren intermittierend abläuft.
4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem das mindestens eine Metallblech (2) vor der Umformung einem Verfahrensschritt umfassend eine Blechtrennung unterzogen wird.
5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem ein im wesentli chen glattes Metallblech (2) durch den wenigstens einen Fluidstrom (3,14) in mindestens eine Gegenform (4) gedrückt wird, so dass sich die Struktur (5) des mindestens einen strukturierten Metallblechs (2) ausbildet.
6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem mindestens zwei Fluidströme eingesetzt werden, wobei ein erster Fluidstrom (3) eine Blechumformung und ein nach geschalteter zweiter Fluidstrom (14) eine Fixierung des Metallblechs (2) be züglich der mindestens einen Gegenform (4) bewirkt.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, bei dem die mindestens eine Gegen form (4) gleichzeitig das mindestens eine strukturierte Metallblech (2) in eine Vorschubrichtung (6) transportiert.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, bei dem in einem der Blechum formung vorgelagerten Verfahrensschritt mittels Blechtrennung eine Mehrzahl von Schlitzen (7) in dem mindestens einen Metallblech (2) erzeugt werden, wobei eine kontrollierte Positionierung der Schlitze (7) gegenüber der Gegen form (4) durchgeführt wird.
9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem das mindestens eine strukturierte Metallblech (2) nach dem Umformen einem Reinigungspro zess unterzogen wird.
10. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem das mindestens eine strukturierte Metallblech (2) so angeordnet wird, dass ein Wabenkör per (9) gebildet wird, der eine Vielzahl von Kanälen (10) aufweist.
11. Verfahren nach Anspruch 10, bei dem der Wabenkörper (10) mit einem Ge häuse (11) in Kontakt gebracht und anschließend ein thermischer Fügeprozess durchgeführt wird.
12. Vorrichtung zur Herstellung einer Struktur (5) in ein Metallblech (2) umfas send eine Fluidbereitstellungsvorrichtung (12), mindestens eine Fluidvertei leinrichtung (13) und mindestens eine Gegenfbrm (4), dadurch gekennzeich net, dass die mindestens eine Fluidverteileinrichtung (13) zumindest einen ers ten Fluidstrom (3) und einen zweiten Fluidstrom (14) bereitstellt.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Fluidverteileinrichtung (13) Mittel zur Variierung wenigstens einem der folgenden Parameter hinsichtlich zumindest des ersten Fluidstroms (3) oder des zweiten Fluidstroms (14) hat : a) Druck, b) Strömungsgeschwindigkeit, c) Volumenstrom, d) Form.
14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch'gekennzeichnet, dass die mindestens eine Fluidverteileinrichtung (13) wenigstens eine Düse (15) mit einem Spalt (16) umfast.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Fluidverteileinrichtung (13) zwei, von einem Mittel steg (13) gegenüberliegende Düsen (15) mit jeweils einem Spalt (16) aufweist.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Fluidverteileinrichtung (13) Mittel zum Entfernen des Fluides nach dem Kontakt mit dem Metallblech (2) umfasst.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Gegenform (4) eine. drehbares Konturrad (18) ist.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass diese Vorrich tung Mittel zum kontrollierten Antrieb des Konturrades (18) in Abhängigkeit wenigstens einem der folgenden Faktoren hat : Vorschub des Metallblechs (2) ; Bereitstellung eines Fluidstroms (3, 14) durch die. Fluidverteileinrich tung (13) ; Überwachungssignale von Komponenten der Vorrichtung ; Gestalt des Metallblechs (2).
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass diese mit einer Blechtrennungsvorrichtung (19) kombiniert ist.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass diese mit mindestens einem Sensor (20) und wenigstens einer Auswerte einheit (21) ausgestattet ist.
Description:
Fluid-Umformung von Metallblechen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Abgaskomponente, die mindestens ein strukturiertes Metallblech aufweist. Weiterhin betrifft die Erfin- dung eine Vorrichtung zur Herstellung eines strukturierten Metallblechs.

Abgasbehandlungskomponenten lassen sich hinsichtlich ihres Aufbaus in im we- sentlichen zwei unterschiedliche Varianten unterteilen : extrudierte und zusam- mengesetzte. Bei den Abgasbehandlungskomponenten, die mit Hilfe des Extrusi- ons-Verfahrens hergestellt werden, wird eine keramische oder metallische Masse in einem formbaren Zustand entsprechend der gewünschten Gestalt der Abgasbe- handlungskomponente ausgebildet und anschließend gehärtet. Bei den Abgasbe- handlungskomponenten, die aus einer Vielzahl von Einzelteilen zusammengesetzt sind, werden die Einzelteile (Bleche, Matten, Sensoren, Anschlüsse, Gehäuse, etc. ) in der Regel einzeln hergestellt und anschließend zusammengesetzt, bevor diese dann miteinander verbunden werden. Die Erfindung betrifft nun vorder- gründig die letztgenannte Variante einer Abgasbehandlungskomponente.

Unter dem allgemeinen Begriff der Abgasbehandlungskomponente sind alle Komponenten zu verstehen, die derzeit gerade in mobilen Abgasanlagen einge- setzt werden. Dies schließt insbesondere katalytische Konverter, Filter, Partikel- fallen, Wärmetauscher, Mischer, Adsorber und Mischformen daraus mit ein.

Die hier relevanten Abgasbehandlungskomponenten weisen mindestens ein struk- turiertes Metallblech auf."Metallblech"ist hier als ein Oberbegriff für Metallbän- der, Blechscheiben, etc. zu verstehen. Das Metallblech besteht bevorzugt aus ei- nem hochtemperaturfesten und korrosionsbeständigen Material. Insbesondere weist es eine Eisenbasis auf, wobei zumindest eines der Elemente aus der Gruppe Chrom, Nickel oder Aluminium ergänzend vorliegt. Bei dem Metallblech kann es sich sowohl um ein sogenanntes Hartblech als auch um ein sogenanntes Weich-

blech (welches nach dem Härten noch einmal weichgeglüht wurde) handeln. Die Dicke des Bleches liegt bevorzugt in einem Bereich kleiner 150 um, insbesondere kleiner 110 zum und bevorzugt in einem Bereich von 20 u. m bis 80 llm.

Ein solches strukturiertes Metallblech erfüllt in der Abgasbehandlungskomponen- te üblicherweise die Funktion, zumindest teilweise Strömungswege bzw. Kanäle durch die Abgasbehandlungskomponente hindurch zu begrenzen. Das strukturier- te Metallblech wird dazu mit sich selbst bzw. weiteren Metallblechen zur Anlage gebracht und gegebenenfalls verbunden. Die daraus resultierenden Strömungswe- ge bzw. Kanäle haben signifikante Auswirkungen auf die Wirkungsweise der Ab- gasbehandlungskomponente. So wird beispielsweise die pro Volumen der Abgas- behandlungskomponente bereitgestellte Oberfläche, der bei der Durchströmung der Abgasbehandlungskomponente resultierende Staudruck, die Durchmischung von Teilströmungen im Inneren der Abgasbehandlungskomponente, etc. maßgeb- lich beeinflusst. Dabei stehen die unterschiedlichen Anforderungen oft auch ge- gensinnig gegenüber, so dass die Verbesserung einer Eigenschaft zur Verschlech- terung einer anderen führt. Bei der Optimierung der Strukturform des Metall- blechs wurden daher bereits wesentliche Forschungsaktivitäten durchgeführt. Da- bei hat sich beispielsweise herausgestellt, dass die resultierenden Strömungswege bzw. Kanäle relativ schlank mit steilen Flanken ausgebildet sein sollten. Dies führt nun dazu, dass die Struktur der Metallbleche nicht mehr zwangsläufig in Näherung einer normalen Sinus-Form entsprechen, sondern eine hiervon abwei- chende Struktur aufweisen. Außerdem hat sich herausgestellt, dass die Vorsehung unterschiedlicher Strukturen, beispielsweise einer Makro-und einer Mikro- Struktur, besonders vorteilhaft im Hinblick auf das Strömungsverhalten hat.

Die vorstehend genannten Anforderungen haben zur Folge, dass besonderes Au- genmerk auch auf die Fertigung derartiger Metallbleche zur Ausbildung einer Struktur gerichtet sein muss. Üblicherweise werden derartige Metallbleche in Form eines Bandes miteinander kämmenden Profilwalzen zugeführt, die eine De- formierung bzw. Umformung des Bleches vornehmen. Aufgrund der Tatsache,

dass für unterschiedliche Anwendungsfälle des Metallblechs jeweils verschiedene Parameter hinsichtlich der Struktur erzeugt werden müssen, sind bei der Herstel- lung mit Profilwalzen sehr viele, aufwendig hergestellte, teure Werkzeuge erfor- derlich. Weiter ist zu berücksichtigen, dass beim Hindurchführen der relativ dün- nen Metallbleche durch die ineinandergreifenden Profilwalzen hindurch eine Be- schädigung des Werkstoffs auftreten kann, da das Metallblech zum Teil über ei- nen Zahn der Profilwalze gezogen wird. Eine solche Dickenreduzierung bzw.

Rissbildung in dem Metallblech kann zu einem frühzeitigen Ausfall der Abgasbe- handlungskosmponente führen, weil diese Fehlstellen schließlich einen Angriffs- punkt für die hohen thermischen und dynamischen Kräfte darstellen, die im z. B.

Abgassystem eines Automobils auftreten.

Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lösung für die oben genannten technischen Probleme anzugeben. Insbesondere ist es Aufga- be, ein Verfahren zur Herstellung strukturierter Metallbleche anzugeben, welches besonders einfach durchführbar, vielseitig einsetzbar, variabel und preiswert ist.

Dabei sollen gleichzeitig die Anforderungen an eine Serienproduktion von struk- turierten Metallblechen erfüllt sein. Zudem soll eine Vorrichtung zur Herstellung solcher strukturierten Metallbleche angegeben werden, die einfach aufgebaut und kostengünstig im Hinblick auf deren Herstellung und/oder Betrieb ist.

Diese Aufgaben werden gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung einer Abgas- behandlungskomponente mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 bzw. einer Vorrichtung zur Herstellung einer Struktur in ein Metallblech mit den Merkmalen des Patentanspruchs 12. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der jeweils abhängigen Patentansprüche. Grundsätzlich ist darauf hinzuweisen, dass die in den Patentansprüchen genannten Merkmale miteinander sowie mit den Merkmalen, wie sie aus der Beschreibung hervorgehen, in beliebig sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können, ohne den erfindungsgemäßen Ge- danken zu verlassen.

Bei dem Verfahren zur Herstellung einer Abgasbehandlungskomponente, welche mindestens ein strukturiertes Metallblech umfasst, wird erfindungsgemäß vorge- schlagen, dass mindestens ein Metallblech mittels wenigstens einem Fluidstrom umgeformt wird.

Unter"Umformen"wird insbesondere eine reine Biegebeanspruchung des Me- tallblechs verstanden. Ursache dafür ist der auf die Oberfläche des Metallblechs auftreffende Fluidstrom, welcher das Blech solange umformt, bis der Auftreff- winkel auf die Oberfläche des Metallblechs zu flach ist bzw. der umzuformende Abschnitt des Metallblechs vollständig in eine Gegenform gedrückt ist. Der Flu- idstrom wird dabei in Abhängigkeit der herzustellenden Struktur, dem eingesetz- ten Fluid, dem Werkzeug und/oder dem Material des Metallblechs ausgebildet.

Bevorzugt erfolgt auch eine Regelung des Fluidstromes in Abhängigkeit zumin- dest eines der vorstehend genannten Faktoren über die Anpassung zumindest ei- nes der folgenden Parametern : Druck, Massenstrom, Strömungsgeschwindigkeit, Form, Formkraft. Bevorzugt werden hier zumindest einer der Parameter wie folgt gewählt : Druck : größer 50 bar ; insbesondere 60 bis 100 bar ; Volumenstrom :...........grö#er 10 l/min pro 10 mm Düsenspaltbreite, insbesondere zwischen 15 und 30 l/min ; Strömungs- geschwindigkeit : größer 100 m/s, insbesondere größer 150 m/s Form kegelförmig ; linien-bzw. spaltförmig, insbesondere konvergierend ; Umformkraft : ca. 350 N bis 500 N.

Die obenstehenden Werte betreffen insbesondere nicht-weichgeglühte Metallble- che (sogenanntes"Hartband") mit einer Blechdicke von ca. 50 u, m und einer Brei- te von 75 mm, wobei das Hartband über die gesamte Breite gleichzeitig und gleichmäßig umgeformt wird. Aufgrund der Tatsache, dass die vorstehenden Pa- rameter stark von der Fluidverteileinrichtung abhängig sind, die einen solchen

Fluidstrom produziert, können die angegebenen Werte bei unterschiedlichen Vor- richtungen zur Durchführung des Verfahrens unter Umständen auch abweichen.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens wird vorgeschlagen, dass der mindestens eine Fluidstrom zumindest einen der folgenden Bestandteile aufweist : Wasser, Öl, Partikel, Additive. Der Einsatz eines Fluidstromes, der im wesentli- chen aus Wasser besteht, hat insbesondere im Hinblick auf Umweltaspekte bzw. kostengünstige Entsorgung bzw. Reinigung des Fluides Vorteile. Bei anderen Anwendungsgebieten, beispielsweise bei hohen Umformgraden, kann es auch vorteilhaft sein, einen Fluidstrom einzusetzen, der überwiegend aus Öl besteht.

Dem Fluidstrom können zudem Partikel beigefügt sein, die z. B. zur Oberflächen- behandlung des Metallblechs beitragen (Induzierung von Eigenspannung, Reini- gung, etc.). Zusätzlich können auch Additive beigemengt sein, die insbesondere chemische Substanzen umfassen, die z. B. zur Reinigung der Oberfläche des Me- tallblechs, der Reinigung der Fluidverteileinrichtung und/oder weiteren Kompo- nenten der Vorrichtung zur Herstellung des strukturierten Metallblechs dienen.

Weiter wird auch vorgeschlagen, dass das Verfahren intermittierend abläuft. Da- mit wird insbesondere auf den Vorschub des Metallblechs bei der Bearbeitung abgestellt. Zwar kann das Verfahren auch kontinuierlich durchgeführt werden, bevorzugt ist jedoch ein intermittierender Vorschub des Metallblechs. Die Fluid- zufuhr bzw. die Ausbildung des zur Umformung erforderlichen Fluidstromes kann von dem intermittierenden Vorschub des Metallblechs abhängig gestaltet sein, so dass sich mit der Frequenz des Vorschubs auch die Ausbildung des Fluidstromes überlagert. Es ist jedoch auch möglich, dass der Fluidstrom kontinuierlich bzw. permanent während des intermettierenden Vorschubes des Metallblechs aufrecht- erhalten wird.

Aufgrund der Tatsache, dass das hier beschriebene Verfahren vielfach im Rahmen einer Serienfertigung der Automobilzulieferbranche eingesetzt werden soll, wird ein Vorschub des Metallblechs von mindestens 10 m/min, insbesondere mindes-

tens 12 m/min und bevorzugt mindestens 15 m/min eingestellt. Dadurch, dass sich die herzustellenden Strukturen in der Regel nach einem Muster wiederholen und die Herstellung einer Struktur bzw. eines Strukturabschnittes durch den Flu- idstrom jeweils bei stillstehendem Metallblech vorgenommen wird, ergeben sich entsprechende Taktfrequenzen. Wird beispielsweise ein Blechabschnitt zur Gene- rierung eines Strukturabschnittes von einer Länge von beispielsweise 5 mm vom wenigstens einen Fluidstrom bearbeitet, so ergibt sich eine Taktfrequenz von ca.

40 Hz j/sekundeL wobei ein Vorschub des Metallblechs von ca. 12 m/min ange- nommen wurde. Für die Serienfertigung geeignete Verfahren weisen eine Takt- frequenz von mindestens 20 Hz auf. Vorteilhafterweise ist dieses Verfahren mit einer Vorschubgeschwindigkeit des Metallblechs von mindestens 20 m/min und insbesondere sogar von über 50 mlmin zu betreiben.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens wird das mindestens eine Metallblech vor der Umformung einem Verfahrensschritt umfassend eine Blech- trennung unterzogen. Die Blechtrennung kann beispielweise von einem der Ferti- gungsverfahren Schneiden, Stanzen oder auch durch hochenergetisches Strahlen mit einem Medium (Wasser, Abrasiv-Mittel, Laser, etc.) durchgeführt werden. In diesem Zusammenhang ist insbesondere keine vollständige Abtrennung von Me- tallblechen von einem Band bzw. Coil zu verstehen, sondern vielmehr die Durch- führung einer Blechtrennung in bestimmten innenliegenden Bereichen des Me- tallblechs. Dadurch werden Öffnungen, Schlitze oder sonstige Aussparungen in das (noch glatte) Metallblech eingebracht. Die Positionierung derartiger Trenn- schnitte erfolgt ggf. im Hinblick auf die anschließend durchgeführte Blechumfor- mung, so dass definierte Ausstülpungen in die das Metallblech eingebracht wer- den können. Weiter ist es auch möglich, diese Öffnungen zu Zwecken der Materi- alersparnis einzusetzen, wodurch zum Beispiel auch eine reduzierte Wärmekapa- zität erreicht wird. Ungeachtet dessen kann der Verfahrensschritt in einer Blech- umtrennung dem Umformschritt auch noch einmal nachgeschaltet sein, beispiels- weise um die Metallbleche auf die gewünschte Länge bzw. Breite zurechtzu- schneiden, wie sie anschließend in der Abgasbehandlungskomponente vorliegen sollen.

Besonders bevorzugt wird ein im wesentlichen glattes Metällblech durch den we- nigstens einen Fluidstrom in mindestens eine Gegenform gedrückt, so dass sich die Struktur des mindestens einen strukturierten Metallblechs ausbildet. Unter einer"Gegenform"werden insbesondere Gesenke, Matritzen, Profilwalzen, Zahn- räder, etc. verstanden. Sie stellen eine Art Negativform dar, in die das Metallblech mit Hilfe des Fluidstromes hineingedrückt wird, sich daran anschmiegt und auf diese Weise die Struktur dauerhaft annimmt. Dabei findet in überwiegendem Ma- ße eine plastische Umformung des Metallblechs statt. Die Gegenform weist dann eine Oberfläche auf, die im wesentlichen der gewünschten Struktur des Metall- blechs entspricht. Erste Tests haben gezeigt, dass hier eine sehr geringe Formab- weichung erreicht werden kann, das Metallblech die Kontur der Gegenform also sehr exakt annimmt. Die Gegenform kann dabei einteilig oder auch mehrteilig ausgeführt sein, wobei sich bei der letztgenannten Variante insbesondere auch Hinterschneidungen oder ähnliche Ausprägungen der Oberflächenstruktur gestal- ten lassen. Durch die Umformung bzw. das Eindrücken des Metallblechs mittels des Fluidstromes sind auch solch komplexe Gegenformen nachbildbar.

Entsprechend eine Weiterbildung des Verfahrens werden mindestens zwei Flu- idströme eingesetzt, wobei ein erster Fluidstrom eine Blechumformung und ein nachgeschalteter zweiter Fluidstrom eine Fixierung des Metallblechs bezüglich der mindestens einen Gegenform bewirkt. Um sicherzustellen, dass das Metall- blech bei der Blechumformung seine definierte Lage zu der Gegenform nicht ver- liert, wird hier vorgeschlagen, dass der bereits strukturiert ausgeformte Teilbe- reich des Metallblechs durch Einsatz eines zweiten Fluidstromes (Halte- Fluidstrom) im wesentlichen formschlüssig zu der Gegenform angeordnet bleibt.

Damit kann ausgeschlossen werden, dass bereits bearbeitete Teilbereiche hin zum ersten Fluidstrom zurückgezogen werden.

Im Hinblick auf die mindestens eine Gegenform ist es besonders vorteilhaft, wenn diese gleichzeitig das mindestens eine strukturierte Metallblech in eine Vorschub- richtung transportiert. Das bedeutet, dass die Gegenfbrm selbst den Antrieb bzw. das Transportorgan für den Transport des Metallblechs durch die Vorrichtung zur Herstellung einer Struktur in ein Metallblech hindurch darstellt. Dabei greift die hergestellte Struktur des Metallblechs mit der Oberfläche der Gegenform ineinan- der und eine Relativbewegung der Oberfläche der Gegenform zur Fluidverteilein- richtung führt somit auch zur Erzeugung einer Relativbewegung des mindestens einen strukturierten Metallblechs zur Fluidverteileinrichtung. Die Relativbewe- gung kann linearer und/oder rotatorischer Natur sein. Bei anderen Ausgestaltun- gen des Verfahrens kann der Transport des Metallblechs durch den mindestens einen Fluidstrom unterstützt oder sogar übernommen werden. Es ist auch möglich, dass der mindestens eine Fluidstrom den Vorschub bewirkt, die Gegenform aber die Vorschubgeschwindigkeit in einem vorgebbaren Bereich hält, indem sie den mit dem mindestens einen Fluidstrom bewirkten Vorschub bremst.

Gemäß einer Weiterbildung des Verfahrens, bei dem in einem der Blechumfor- mung vorgelagerten Verfahrensschritt mittels Blechtrennung eine Mehrzahl von Schlitzen in dem mindestens einen Metallblech erzeugt wird, wird auch vorge- schlagen, dass eine kontrollierte Positionierung der Schlitze gegenüber der Gegen- form durchgeführt wird. Das heißt mit anderen Worten, dass sichergestellt ist, dass die produzierten Schlitze im Metallblech auch an den gewünschten Orten der Gegenform positioniert sind, wenn die Umformung des Metallblechs stattfindet.

Die Schlitze sind insbesondere zur teilweisen Begrenzung von Ausstülpungen, Leitflächen oder ähnlichen Vorsprüngen in das Metallblech eingebracht. Genau diese Ausstülpungen etc. werden durch besondere, hierfür geeignete Vorsprünge in der Gegenform gebildet, wobei sichergestellt ist, dass der Schlitz an der Stelle des jeweiligen Vorsprungs positioniert wird. Dies kann beispielsweise durch eine besondere Sensorik und/oder durch (mechanisch, elektrisch, EDV-technisch, etc.) gekoppelte Antriebe der Vorrichtung zur Durchführung der Blechtrennung und der Vorrichtung zur Durchführung der Blechumformung gewährleistet werden.

Nach einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens wird das mindestens eine strukturierte Metallblech nach dem Umformen einem Reinigungsprozess unterzo- gen. Dieser Reinigungsprozess, der gegebenenfalls auch mehrstufig aufgebaut sein kann, dient bevorzugt primär der Entfernung von Bestandteilen des Flu- idstromes bzw. den auf die Oberfläche des Metallblechs befindlichen Verschmut- zungen etc. Der Reinigungsprozess kann eine Wärmebehandlung, eine chemi- schen Behandlung und/oder auch eine mechanische Behandlung des Metallblechs umfassen. So kann bei einem Wasser-Fluidstrom die Oberfläche bzw. das Metall- blech selbst durch Einsatz eines Ofens oder eines Gebläses getrocknet werden.

Für Öl und/oder Verschmutzungen bieten sich entsprechende Maßnahmen an.

Diese können das Bürsten, Ätzen oder sonstige Reinigungsprozesse umfassen.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens wird das mindestens eine strukturierte Metallblech dann so angeordnet, dass ein Wabenkörper gebildet ist, der eine Vielzahl von Kanälen aufweist. Bevorzugt werden dabei mehrere Me- tallbleche miteinander gestapelt, gewunden und/oder aufgerollt, wobei zumindest ein Teil davon strukturiert ist. Damit ist auch gemeint, dass ein Metallblech Berei- che mit einer Struktur und Bereiche ohne eine (solche) Struktur aufweisen kann, ebenso wie das separate glatte und strukturierte Metallbleche miteinander zu ei- nem Wabenkörper angeordnet werden. Alternativ oder in Kombination dazu kann das mindestens eine strukturierte Metallblech mit weiteren Komponenten zusam- mengefügt werden, beispielsweise Fasermatten, Lochplatten, Isoliermatten, Dicht- folien etc..

Man unterscheidet vor allem zwei typische Bauformen für metallische Waben- körper. Eine frühe Bauform, für die die DE 29 02 779 Al typische Beispiele zeigt, ist die spiralige Bauform, bei der im wesentlichen eine glatte und eine gewellte Blechlage aufeinandergelegt und spiralförmig aufgewickelt werden. Bei einer anderen Bauform wird der Wabenkörper aus einer Vielzahl von abwechselnd an- geordneten glatten und gewellten oder unterschiedlich gewellten Blechlagen auf-

gebaut, wobei die Blechlagen zunächst einen oder mehrere Stapel bilden, die mit- einander verschlungen werden. Dabei kommen die Enden aller Blechlagen außen zu liegen und können mit einem Gehäuse oder Mantelrohr verbunden werden, wodurch zahlreiche Verbindungen entstehen, die die Haltbarkeit des Wabenkör- pers erhöhen. Typische Beispiele dieser Bauformen sind in der EP 0 245 737 B1 oder der WO 90/03220 beschrieben. Auch seit langem bekannt ist es, die Blechla- gen mit zusätzlichen Strukturen auszustatten, um die Strömung zu beeinflussen und/oder eine Quervermischung zwischen den einzelnen Strömungskanälen zu erreichen, vgl. z. B. WO 91/01178. All diese Bauformen lassen sich mit dem hier vorgeschlagenen Verfahren sowie der später erläuterten Vorrichtung herstellen ; deshalb wird der Offenbarungsinhalt der vorgenannten Veröffentlichungen voll- umfänglich hier zum Teil der Beschreibung gemacht und kann ggf. zur Erläute- rung herangezogen werden.

Im Hinblick auf die Anzahl solcher Kanäle wird üblicherweise die sogenannte "Kanaldichte"herangezogen, die beschreibt, wie viele Kanäle in einer Einheits- querschnittsfläche des Wabenkörpers vorliegen. Bevorzugt weist der gebildete Wabenkörper eine solche Kanaldichte von 100 cpsi ("cells per square inch'4 ; Ka- näle pro Quadratinch) bis 1600 cpsi auf. Die Kanäle verlaufen dabei im wesentli- chen parallel zueinander und bilden separate, zumindest teilweise getrennte, von Kanalwänden umgebene, Strömungswege. Das Metallblech bzw. die weiteren Komponenten können zudem Öffnungen und/oder Leitstrukturen aufweisen, die eine Verbindung benachbart zueinander angeordneter Kanäle bereitstellen, so dass die in den Kanälen befindlichen Teilströmungen im Wabenkörper miteinander gemischt werden können. Üblicherweise verlaufen diese Kanäle im wesentlichen gradlinig von einer Stirnfläche des Wabenkörpers hin zu der gegenüberliegenden Stirnseite. Es sind jedoch auch Wabenkörper bekannt, deren Strömungswege ei- nen hiervon abweichenden Verlauf aufweisen, beispielsweise wendelförmig, stu- fig, etc.

In diesem Zusammenhang ist es besonders vorteilhaft, den so gebildeten Waben- körper mit einem Gehäuse in Kontakt zu bringen und anschließend einen thermi- schen Fügeprozess durchzuführen. Grundsätzlich ist es möglich, mehrere solcher Wabenkörper in einem einzelnen Gehäuse anzuordnen, es ist aber auch möglich, dass ein Wabenkörper mit mehreren Gehäusen in Kontakt steht bzw. von mehre- ren Gehäusen in radialer Richtung zumindest teilweise umgeben ist. Nachdem der Wabenkörper in der gewünschten Position im Gehäuse angeordnet ist, wird hier ein thermischer Fügeprozess zur Anbindung der Komponenten des Wabenkörpers miteinander sowie des Wabenkörpers mit dem mindestens einen Gehäuse vorge- schlagen. Diese thermischen Fügeprozesse können zu Diffusions-, Schweiß- und/oder Lötverbindungen führen. Zusätzlich können dabei Beschichtungen auf dem mindestens einen Metallblech bzw. anderen Komponenten des Wabenkör- pers generiert werden, was jedoch zusätzlich bzw. alternativ dazu in einem nach- träglichen Beschichtungsprozess durchgeführt werden kann.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung zur Herstel- lung einer Struktur in ein Metallblech vorgeschlagen, welche eine Fluidbereitstel- lungsvorrichtung, mindestens eine Fluidverteileinrichtung und mindestens eine Gegenform aufweist. Die Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die min- destens eine Fluidverteileinrichtung zumindest einen ersten Fluidstrom und einen zweiten Fluidstrom bereitstellt. Die hier beschriebene Vorrichtung ist insbesonde- re dazu geeignet, nach einem der vorgenannten erfindungsgemäßen Verfahren die Herstellung einer Struktur in einem Metallblech durchzuführen. Den zwei Flu- idströmen kommen dabei vorzugsweise unterschiedliche Funktionen bei der Blechumformung zu. Während der erste Fluidstrom beispielsweise primär die Umformung des Metallblechs vornimmt, dient der zweite Fluidstrahl vorzugswei- se vordergründig dem Niederhalten bzw. dem Anpressen des umgeformten Me- tallblechs an bzw. in der Gegenform. Dadurch wird stets eine definierte Lage des Metallblechs zu der Gegenform gewährleistet, so dass eine exakte Abbildung der Struktur der Gegenform im Metallblech gebildet ist. Der zweite Fluidstrahl kann darüber hinaus auch zum Nachkalibrieren bzw. für einen zweiten Umformschritt

(beispielsweise bei Hinterschneidungen, etc.) eingesetzt werden. Vorteilhafterwei- se werden der erste Fluidstrom und der zweite Fluidstrom zumindest teilweise während der Bearbeitung gleichzeitig erzeugt, voneinander unterschiedliche Start- zeitpunkte bzw. Endzeitpunkte sind jedoch unter Berücksichtigung der Ausprä- gung des Metallblechs gegebenenfalls wählbar. Grundsätzlich ist auch möglich, dass die Fluidverteileinrichtung gleichartige Medien mit dem Metallblech in Kon- takt bringt, alternativ dazu können der erste Fluidstrom und der zweite Fluidstrom auch aus unterschiedlichen bzw. veschiedenartig ausgeprägten Medien gebildet sein. Die Fluidbereitstellungsvorrichtung dient dazu, die Fluidverteileinrichtung mit den entsprechenden Fluiden (Wasser, Öl, etc. ) zu versorgen, so dass die Flu- idströme mit den gewünschten Parametern generierbar sind. Teil dieser Fluidbe- reitstellungsvorrichtung können Rohrleitungen, Pumpen, Ventile, Messgeräte, etc. sein.

In diesem Zusammenhang ist es besonders vorteilhaft, dass die mindestens eine Fluidverteileinrichtung Mittel zur Variierung wenigstens einem der folgenden Parameter hinsichtlich zumindest des ersten Fluidstromes oder des zweiten Flu- idstromes hat : a) Druck b) Strömungsgeschwindigkeit c) Volumenstrom d) Form.

Grundsätzlich kann die Vorrichtung mit mehreren Fluidverteileinrichtungen aus- gestattet sein, die beispielsweise zeitgleich nebeneinander über eine bestimmte Breite des Metallblechs einwirken, oder die in Vorschubrichtung des Metallblechs hintereinander angeordnet sind und gegebenenfalls zur Ausbildung unterschiedli- cher Strukturen in das eine Metallblech dienen (z. B. Makrostruk- tur/Mikrostruktur). Zumindest eine dieser Fluidverteileinrichtungen, bevorzugt jede dieser Fluidverteileinrichtungen, weist solche Mittel zur Variierung der Pa- rameter der Fluidströme auf. Die Variierung kann dabei unabhängig für jeden einzelnen Fluidstrom einer Fluidverteileinrichtung vorgenommen werden, aber

auch eine gemeinsame Variierung des ersten Fluidstromes und des zweiten Flu- idstromes ist möglich. Vorteilhaft ist es auch, wenigstens zwei der genannten Pa- rameter a) bis d) varrieren zu können.

Bevorzugt werden diese Parameter während der Herstellung des strukturierten Metallblechs überwacht und gegebenenfalls nachgeregelt. Die genannten Mittel können Teil der Fluidverteileinrichtung selbst sein, es ist jedoch auch möglich, dass sie mittelbar mit der Fluidverteileinrichtung verbunden sind. Der Druck und der Volumenstrom können dabei beispielsweise gemeinsam mit der Fluidbe- reitstellungsvorrichtung überwacht bzw. korrigiert und/oder eingestellt werden.

Die Strömungsgeschwindigkeit sowie die Form der Fluidströme lässt sich bei- spielsweise durch die Form der Austrittsöffnung der Fluidverteileinrichtung be- einflussen. Mit"Form"des Fluidstromes ist insbesondere die Austrittsart aus der Fluidverteileinrichtung gemeint, beispielsweise ob der Fluidstrom sich verjüngt, sich erweitert, ob er punktförmig, linienförmig oder flächig auf das Metallblech aufgegeben wird.

Gemäß einer Weiterbildung der Vorrichtung umfasst die mindestens eine Fluid- verteileinrichtung wenigstens eine Düse mit einem Spalt. Grundsätzlich kann eine Düse sehr verschieden aufgebaut und an den jeweiligen Einsatzzweck bzw. die gewünschte Gestalt des strukturierten Metallblechs angepasst ausgeführt sein.

Dabei kann unter einer"Düse"z. B. ein konisch zulaufendes Rohrstück zur Ver- engung von Rohrleitungen verstanden werden. Üblicherweise hat eine Düse die Eigenschaft, eine Beschleunigung des durch sie hindurchströmenden Fluids zu bewirken, was in der Regel mit einem Druckabfall einhergeht. Düsen können zum Zerstäuben von Fluiden, zum dispersen Vermengen verschiedener Fluide bzw. weiterer Komponenten und zu anderen Zwecken eingesetzt werden. Hier wird bevorzugt eine sich hin zu einem Spalt verjüngende Leitungskonstruktion vorge- schlagen. Dies geschieht mit besonderer Rücksicht auf die herzustellende Struk- tur, die wegen der üblicherweise gradlinigen Ausbildung von Kanälen ebenfalls linienartig aufgebaut ist. Der Spalt der Düse ist dabei bevorzugt im wesentlichen

parallel zu den Linien der Maximal-bzw. Minimal der Struktur des Metallblechs bzw. der Gegenform ausgerichtet, um eine möglichst gleichmäßige Umformung eines Metallblech-Abschnitts zu ermöglichen. Werden hiervon abweichende Strukturen erzeugt bzw. zusätzliche Strukturen eingebracht, die lokal auf be- stimmte Bereiche des Metallblechs begrenzt sind, können andere Düsenarten ein- gesetzt bzw. vorgesehen sein. Der Spalt hat bevorzugt eine Spaltbreite, die kleiner 1,0 mm beträgt, insbesondere kleiner 0,5 mm. Die Länge des Spaltes orientiert sich im wesentlichen an der Breite des Metallbleches, das zu bearbeiten ist. Übli- cherweise wird vorgeschlagen, dass Metallbleche mit einer Breite bis zu 100 mm mit einer einzigen Spaltdüse bearbeitet werden, wobei diese dann eine der Breite des Metallblechs entsprechende Spaltlänge hat.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die mindestens eine Fluidverteileinrichtung zwei, von einem Mittelsteg gegenüberliegende Düsen mit jeweils einem Spalt aufweist. Eine solche Konstruktion ermöglicht, dass die Spalte der Düsen sehr dicht zueinander angeordnet sein können. Das erlaubt die schonende und gut re- produzierbare Herstellung besonders kleiner Strukturen im Metallblech, da die Fluidströme direkt auf benachbarte Strukturen der Gegenform bzw. des Metall- blechs hin ausgerichtet werden können. Die beiden Spalte bzw. die beiden Düsen können dabei im wesentlichen symmetrisch zum Mittelsteg gestaltet sein, es ist jedoch auch möglich, dass diese insbesondere in der Nähe des Spaltes unter Be- rücksichtigung ihrer unterschiedlichen Funktion voneinander verschieden ausge- führt sind.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Vorrichtung wird vorgeschlagen, dass die mindestens eine Fluidverteileinrichtung Mittel zum Entfernen des Fluides nach dem Kontakt mit dem Metallblech umfasst. Versuche haben gezeigt, dass der auf das Metallblech aufgebrachte Fluidstrom auf der Oberfläche des glatten Teiles des Metallblechs haftet und an diesem entlangströmt. Dabei entfernt sich das Fluid sehr weit von der Bearbeitungsstelle, wodurch die Entsorgung bzw. die Wiederverwertung des Fluides deutlich erschwert wird. Deshalb wird hier vorge-

schlagen, eine Umlenkung bzw. Entfernung des Fluidstromes nahe der Bearbei- tungsstelle zu gewährleisten. Die dazu erforderlichen Mittel können beispielswei- se Aufnahmekanäle in der Fluidverteileinrichtung, Leitbleche, Gebläse, Sauglei- tungen, etc. umfassen. Bevorzugt handelt es sich dabei um eine besondere Art der Fluidstrom-Führung durch Bauteile bzw. Teilbereiche der Fluidverteileinrichtung selbst. Auf diese Weise kann der Einsatz weiterer Wirkmedien (z. B. Druckluft, Vakuum) vermieden werden.

Weiter wird auch vorgeschlagen, dass die mindestens eine Gegenform ein drehba- res Konturrad ist. Das Konturrad ist bevorzugt im wesentlichen rund und über einen Antrieb geregelt drehbar. Das Konturrad kann einteilig oder auch mehrteilig ausgebildet sein, beispielsweise als Scheibenanordnung. Das Konturrad hat über seine Breite die gewünschte Oberfläche, die letztendlich eine Negativform für die herzustellende Struktur im Metallblech darstellt. Als Konturen kommen Zacken, Zähne, Bolzen, Vorsprünge, etc. zum Einsatz, die vorzugsweise gleichmäßig über den Umfang des Konturrades hervorstehen.

In diesem Zusammenhang ist es besonders vorteilhaft, dass die Vorrichtung Mittel zum kontrollierten Antrieb des Konturrades in Abhängigkeit wenigstens eines der folgenden Faktoren hat : - Vorschub des Metallblechs ; - Bereitstellung eines Fluidstromes durch die Fluidverteileinrichtung ; - Überwachungssignale von Komponenten der Vorrichtung ; - Gestalt des Metallblechs.

Die Abhängigkeit des kontrollierten Antriebs vom Vorschub des Metallblechs ist insbesondere dann zu gewährleisten, wenn das Konturrad als Transportorgan für den Vorschub des Metallblechs selbst verwendet wird. Das heißt mit anderen Worten, dass ein Antrieb des Kegelrades in der Weise erfolgt, dass der gewünsch- te Vorschub des Metallblechs eingehalten wird. Dies geschieht vorteilhafterweise intermittierend mit einer Taktfrequenz von insbesondere mehr als 20 Hz. Auch ist

es möglich, den Antrieb des Kegelrades von zumindest einem Parameter des Flu- idstroms abhängig gestalten, beispielsweise der anliegenden Strömungsgeschwin- digkeit, des anliegenden Drucks, des anliegenden Volumenstromes bzw. der Form des Fluidstromes. Auch kann die Vorrichtung an verschiedenen Stellen Sensoren, Messfühler, etc. aufweisen, die bestimmte Messwerte erfassen und mit einem Re- ferenzwert vergleichen. Daraus resultieren Überwachungssignale, die unter Um- ständen eine Variierung des Antriebs zur Folge haben können. Es ist auch mög- lich, dass das Metallblech in vorgegebenen Abständen bzw. Abschnitten unter- schiedlich gestaltet sein soll, beispielsweise bei der Herstellung unterschiedlicher Varianten mit derselben Vorrichtung. Dabei kann es erforderlich sein, dass unter- schiedliche Bearbeitungszeiten notwendig sind, so dass in Abhängigkeit von der Gestalt des Metallblechs unterschiedliche Vorschübe des Metallblechs bzw. Rota- tionsgeschwindigkeiten des Konturrades eingestellt werden müssen. Bevorzugt sind die Mittel in der Lage, den Antrieb des Konturrades in Abhängigkeit von mindestens zwei der obengenannten Faktoren, bevorzugt sogar aller Faktoren, zu kontrollieren bzw. zu regeln.

Außerdem wird auch vorgeschlagen, dass die Vorrichtung mit einer Vorrichtung zur Blechtrennung kombiniert ist. Dabei ist insbesondere auch gemeint, dass die Antriebe der Vorrichtung zur Blechtrennung und der Antriebe des Konturrades miteinander synchronisiert sind, so dass die Einbringung von Schlitzen, Öffnun- gen und dergleichen in das zu strukturierende Metallblech an die gewünschte Stel- le des Konturrades bzw. der Gegenform gelangen, wenn ihnen die gewünschte Struktur verliehen wird.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Vorrichtung ist diese mit mindestens einem Sensor und wenigstens einer Auswerteeinheit ausgestattet. Derartige Sen- soren können zur Funktionsüberwachung bzw. zur Lokalisierung von Arbeitser- gebnissen eingesetzt werden. Die mit dem mindestens einem Sensor erzeugten Signale werden vorzugsweise in einer übergeordneten Auswerteeinheit zusam-

mengefasst, die z. B. die Antriebe der unterschiedlichen Vorrichtungen aufeinan- der abstimmt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Die Figuren zeigen besonders bevorzugte Ausgestaltungen sowie das Umfeld der Erfindung ; die Erfindung ist jedoch nicht darauf begrenzt.

Es zeigen : Fig. 1 : ein Ausführungsbeispiel einer Fluidverteileinrichtung zur Herstellung ei- ner Struktur in ein Metallblech ; Fig. 2 : eine Detailansicht der in Fig. 1 dargestellten Fluidverteileinrichtung ; Fig. 3 : eine Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung eines Verfah- rens zur Herstellung einer Struktur in ein Metallblech ; Fig. 4 : eine Detailansicht des Kontaktbereiches von Gegenform und Metallblech ; Fig. 5 : schematisch und perspektivisch ein Ausführungsbeispiel für eine Abgas- behandlungskomponente ; und Fig. 6 : verschiedene Ausführungsbeispiele von Strukturen in einem Metallblech.

Fig. 1 zeigt schematisch und in einem Teilquerschnitt eine mögliche Ausfüh- rungsform einer Fluidverteileinrichtung 13 zur Herstellung eines Metallblechs 2 mit einer Struktur 5. Die Fluidverteileinrichtung 13 ist hier zweiteilig ausgebildet und weist ein Oberteil 22 und ein Unterteil 23 auf. Das Oberteil 22 ist mit zwei Einströmkanälen 24 versehen, wobei ein Einströmkanal 24 für einen ersten Flu- idstrom 3 (gekennzeichnet durch die schwarze Pfeile) und einem zweiten Ein- strömkanal 24 für einen zweiten Fluidstrom 14 (gekennzeichnet durch weiße Pfei-

le) versehen. Die beiden Einströmkanäle 24 laufen im wesentlichen symmetrisch zu einem Mittelsteg 17. Bei der hier dargestellten Ausmbrungsvariante der Fluid- verteileinrichtung 13 werden die Einströmkanäle 24 teilweise auch durch das Un- terteil 23 begrenzt. Teilbereiche des Unterteils 23 bilden mit dem Mittelsteg 17 des Oberteils 23 Spaltdüsen 15 aus. An diesen Spaltdüsen 15 wird das Metall- blech 2 vorbeigeführt und mit'den Fluidströmen 3,14 beaufschlagt. Dabei wird das Metallblech 2 in eine Gegenform 4, hier als Konturrad 18 dargestellt, ge- drückt. Dabei sind auf gegenüberliegenden Seiten des Metallblechs 2 einerseits die Fluidverteileinrichtung 13 und andererseits die Gegenform, die hier als Kon- turrad 18 ausgebildet ist, angeordnet. Das Konturrad 18 dreht sich intermettierend, wobei eine Vorschubrichtung 6 des Metallblechs 2 realisiert wird.

Während der Bearbeitung strömen die Fluidströme 3,14 hin zu dem Metallblech 2, drücken dieses in die Kontur des Konturrades 18, wobei die Fluidströme 3,14 eine Umlenkung bezüglich ihrer Strömungsrichtung erfahren. Nach dem Kontakt mit dem Metallblech 2 strömen die Fluidströme in Auslasskanäle 25, die im Un- terteil 23 der Fluidverteileinrichtung 13 vorgesehen sind. Ausgehend von diesen Auslasskanälen 25 werden die Fluidströme wieder aufbereitet und können somit der Fluidverteilerinrichtung 13 erneut zur Bearbeitung eines Metallblechs 2 zuge- führt werden.

Fig. 2 zeigt schematisch eine Detailansicht der Düsen 15, die jeweils mit einem Spalt 16 ausgebildet sind. Wie dargestellt, strömen der erste Fluidstrom 3 (schwarze Pfeile) und der zweite Fluidstrom 14 (weiße Pfeile) zunächst hin zum Mittelsteg 17 und weiter in Richtung des jeweiligen Spaltes 16. Dort treten die Fluidströme 3,14 aus und kommen in Kontakt mit dem darunter angeordneten Metallblech 2. Dabei drücken sie das Metallblech 2 in die Kontur des gegenüber- liegend angeordneten Konturrades 18, wobei das Metallblech 2 zumindest teilwei- se eine plastische Umformung erfährt und die gewünschte Struktur 5 annimmt, die im wesentlichen der Kontur des Konturrades 18 entspricht. Aufgrund der Kontur bzw. der Struktur 5 wird eine Strömungsumlenkung der Fluidströme bewirkt, wo-

bei diese in ihren jeweiligen Auslasskanal 25 geleitet werden. Die Anordnung der Düsen 15 und der Auslasskanäle 25 erfolgt in Übereinstimmung mit den durch die Struktur 5 bzw. Gegenform 4 bewirkten Strömungsumlenkungen. Auf diese Wei- se kann ein sehr großer Bestandteil des eingesetzten Fluidstromes 3, 14 direkt nach dem Kontakt mit dem Metallblech 2 wieder entfernt werden.

Fig. 3 zeigt schematisch einen möglichen Aufbau für eine Fertigungsanlage zur Herstellung von Abgasbehandlungskomponenten, wobei auch die erfindungsge- mäße Vorrichtung zur Erzeugung einer Struktur 5 in einem Metallblech 2 umfasst ist. Das Metallblech 2 wird in Vorschubrichtung 6 zunächst einer Blechtren- nungsvorrichtung 19 zugeführt. Der Vorschub des Metallbleches 2 wird hier durch die Gegenform 4 erzeugt. Die Blechtrennungsvorrichtung 19 erzeugt Schlitze 7, Öffnungen 40 oder sonstige Aussparungen im Material das Metall- blechs 2. Nachfolgend wird das Metallblech 2 an einem Sensor 20 vorbeigeführt, der beispielsweise die Funktionalität der Blechtrennungsvorrichtung 19 über- wacht. Die mit dem Sensor 20 gewonnenen Signale werden an eine Auswerteein- heit 21 weitergegeben.

Durch die Rotation der Gegenform 4 wird das Metallblech 2 nun weiterhin zur Fluidverteileinrichtung 13 hin bewegt. Dazu ist die Gegenform 4 mit einem An- trieb 26 ausgestattet, der einen intermettierenden Vorschub des Metallblechs 2 ermöglicht. Der Fluidverteileinrichtung 13 wird durch eine Fluidbereitstellungs- vorrichtung 12 das zur Bearbeitung des Metallblechs 2 erforderliche Fluid zur Verfügung gestellt. Dieses drückt das zuvor glatte Metallblech 2 in die Kontur bzw. Gegenform 4, so dass das Metallblech 2 eine plastische Umformung erfährt.

Das nun strukturierte Metallblech 2 wird weiter zu einer Reinigungsvorrichtung 8 transportiert, wo beispielweise Reste des Fluides und Verunreinigungen entfernt werden. Die Reinigungsvorrichtung 8 kann als Durchlaufofen, Gebläse oder einer Kombination von beiden ausgeführt sein. Das gereinigte und getrocknete struktu- rierte Metallblech 2 wird nun abschließend einer Schneidevorrichtung 27 zuge- führt, die aus dem als Band ausgeführten Metallblech einzelne Folien 28 abtrennt.

Bei der dargestellten Anlage übernimmt die Auswerteeinheit 21 die Regelung verschiedener Komponenten, insbesondere der Fluidbereitstellungsvorrichtung 12, der Blechtrennvorrichtung 19 und des Antriebes 26 der Gegenform 4, die hier gleichzeitig als Transportorgan ausgeführt ist.

Fig. 4 zeigt schematisch und in einer Detailansicht ein Ausführungsbeispiel für eine Gegenform 4 sowie ein sich daran anschmiegendes Metallblech 2. Die Ge- genform 4 weist einerseits eine Primärkontur 29 sowie eine diese überlagernde Sekundärstruktur 30 auf. Das Metallblech 2 wurde zunächst mit einer Blechtren- nungsvorrichtung 19 geschlitzt, so dass in inneren Bereichen des Metallbleches 2 Schlitze 7 gebildet sind. Die Schlitze 7 sind in Übereinstimmung zu den Sekun- därkonturen 30 der Gegenform 4 angeordnet. Der erste Fluidstrom 3, der hier maßgeblich die Umformung des Metallblechs 2 bewirkt, ist zeilenförmig ausge- bildet und weist eine Zeilenbreite 31 auf, die bevorzugt kleiner 0,5 mm beträgt.

Infolge des Auftreffens des ersten Fluidstromes 3 auf das Metallblech 2 wird ei- nerseits eine der Primärkontur 29 entsprechende Struktur 5 ausgebildet, zusätzlich wird aber auch eine Ausstülpung 32 hergestellt, die durch die Vorsehung des Schlitzes 7 und die Sekundärkontur 30 geformt wird.

Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Abgasbehandlungskomponente 1, wie sie schließlich nach der Durchführung des Verfahrens vorliegen kann. Die Abgas- behandlungskomponente 1 weist ein Gehäuse 11 auf, das gleichzeitig drei hinter- einander und beabstandet zueinander angeordnete Wabenkörper 9 umfasst. Die Wabenkörper 9 weisen eine Vielzahl für Abgas durchströmbare Kanäle 10 auf.

Die Kanäle 10 werden durch ein strukturiertes Metallblech 2 sowie ein Glattband 33 gebildet. Aus der Vergrößerung lässt sich erkennen, dass das Glattband 33 als poröse Filterlage ausgeführt ist. Zusätzlich ist eine Beschichtung 34 sowohl auf dem Glattband 33 als auch auf dem Metallblech 2 vorgesehen. Das Metallblech 2 weist dabei eine Blechdicke 35 kleiner 110, um auf.

Fig. 6 zeigt schematisch und in einer perspektivischen Darstellung vier unter- schiedliche Beispiele für Strukturen 5 des Metallblechs 2. Die mit"A"gekenn- zeichnete Variante zeigt eine sinusähnliche Struktur 5, die sich durch eine Weite 36 und eine Höhe 37 beschreiben lässt. Bevorzugt sind dabei relativ schlanke Strukturen, bei denen das Verhältnis von Höhe zu Weite im Bereich kleiner 2 ins- besondere im Bereiche von 1,5 bis 1,3.

Mit"B"ist eine Struktur 5 gekennzeichnet, die von einer zweiten, sogenannten Mikrostruktur 38 überlagert wird. Hier sind die Struktur 5 und die Mikrostruktur 38 im wesentlichen senkrecht zueinander ausgebildet, sie können aber auch schräg zueinander verlaufen.

Die Struktur 5 der Variante"C"weist einen im wesentlichen rechteckigen Verlauf auf. Die Variante nach"D"zeigt eine, zusätzlich Öffnungen 40 aufweisende, so- genannte Omega-Struktur mit Hinterschneidungen 39, wie sie üblicherweise durch Wälzverfahren nicht ohne weiteres herstellbar ist.

Das hier beschriebene Verfahren sowie die erfindungsgemäße Vorrichtung erlau- ben in besonders einfacher und kostengünstiger Weise die Herstellung verschie- denster Ausgestaltungen von Strukturen in Metallblechen. Dabei können diese Fertigungsschritte selbst den Anforderungen zur Herstellung von Abgasbehand- lungskomponenten genügen, was bislang nicht in Betracht gezogen wurde.

Bezugszeichenliste Abgasbehandlungskomponente 2 Metallblech 3 Erster Fluidstrom 4 Gegenform 5 Struktur 6 Vorschubrichtung 7 Schlitz 8 Reinigungsvorrichtung 9 Wabenkörper 10 Kanal 11 Gehäuse 12 Fluidbereitstellungsvorrichtung 13 Fluidverteileinrichtung 14 Zweiter Fluidstrom 15 Düse 16 Spalt 17 Mittelsteg 18 Konturrad 19 Blechtrennungsvorrichtung 20 Sensor 21 Auswerteeinheit 22 Oberteil 23 Unterteil 24 Einströmkanal 25 Ausströmkanal 26 Antrieb 27 Schneidevorrichtung 28 Folie 29 Primärkontur

30 Sekundärkontur 31 Zeilenbreite 32 Ausstülpung 33 Glattband 34 Beschichtung 35 Blechdicke 36 Weite 37 Höhe 38 Mikrostruktur 39 Hinterschneidung 40 Öffnung