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Title:
METHOD FOR FORMING A METALLIC FLAT MATERIAL, PRODUCTION METHOD FOR A COMPOSITE MATERIAL AND DEVICES FOR CARRYING OUT SAID METHODS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2004/002646
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method and a device for forming a metallic flat material into a metallic corrugated profile, wherein the flat material is guided between two sets of self-combing toothed wheel work (32,34) belonging to two rotating, toothed rollers (28, 30). In order to set the desired profile height, the axis distance (A) between the rollers can be adjusted and in order to predetermine a profile diameter, the flank clearance between the sets of self-combing toothed wheel work can be adjusted. The invention also relates to a method and system for continuous production of a composite material consisting of a metallic corrugated profile formed with the aid of the above-mentioned method or the above-mentioned device and at least one other flat material which is firmly connected to the corrugated profile in order to form the composite material.

Inventors:
FAEHRROLFES HERBERT (DE)
SCHIEKEL MICHAEL (DE)
WESOLOWSKI KLEMENS (DE)
Application Number:
PCT/EP2003/006653
Publication Date:
January 08, 2004
Filing Date:
June 24, 2003
Export Citation:
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Assignee:
METAWELL GMBH (DE)
FAEHRROLFES HERBERT (DE)
SCHIEKEL MICHAEL (DE)
WESOLOWSKI KLEMENS (DE)
International Classes:
B21D13/04; B31F1/28; (IPC1-7): B21D13/04; B31F1/28
Foreign References:
DE3126948A11983-07-14
EP0939176A21999-09-01
DE2236807A11974-02-07
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 008, no. 146 (M - 307) 7 July 1984 (1984-07-07)
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 013, no. 484 (M - 886) 2 November 1989 (1989-11-02)
Attorney, Agent or Firm:
Heim, Hans-karl (Irmgardstrasse 3, München, DE)
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Claims:
PATENTANSPRÜCHE
1. Kontinuierliches Verfahren zum Umformen eines metalli schen Flachmaterials, insbesondere eines Metallbleches, einer Metallbahn und/oder eines Metallbandes, in ein me tallisches Wellenprofil, bei dem das Flachmaterial (16) zum Formen des Wellenprofils (18) zwischen zwei miteinan der kämmende Verzahnungen (32,34) zweier rotierender, verzahnter Walzen (28,30) hindurchgeführt wird, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass zum Einstellen einer gewünschten Profilhöhe des Wel lenprofils (18) der kontinuierlich einstellbare Achsabstand (A) zwischen den Walzen (28,30) vor oder während des Hin durchführens des Flachmaterials (16) verstellt wird und dass zum Vorgeben des Profilquerschnitts des Wellenpro fils (18) das Flankenspiel (FS) zwischen den miteinander kämmenden Verzahnungen (32,34) durch relatives Verdrehen der mit einer kontinuierlich einstellbaren Drehposition zu einander ausgebildeten Walzen (28,30) zueinander vor oder während des Hindurchführens des Flachmaterials (16) einge stellt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass zum Erzeugen eines symmetrischen oder eines unsym metrischen Profilquerschnitts des Wellenprofils (18) die Walzen (28,30) relativ zueinander verdreht werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Profilhöhe des Wellenprofils (18) vom Flachmate rial (16) ausgehend als sinusförmiges oder unsymmetri sches Wellenprofil (18) bis trapezförmiges Wellenprofil (18) durch kontinuierliches Verstellen der Walzen (28, 30) geformt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Walzen (28,30) zum Ausformen eines im Profil querschnitt trapezförmigen Wellenprofils (18) mit ihren im Querschnitt trapezförmigen Verzahnungen (32,34) so weit zusammengefahren werden, bis der Formspalt zwischen den Verzahnungen (32, 34) der Walzen (28,30) zumindest annähernd der Materialstärke des Flachmaterials (16) ent spricht.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass das Flankenspiel (FS) zwischen den in Drehrichtung der Walzen (28,30) gesehen führenden oder nachfolgenden Zahnflanken (52) der miteinander kämmenden Verzahnungen (32,34) so eingestellt wird, dass das Flankenspiel (FS) zumindest annähernd der Materialstärke des Flachmaterials (16) entspricht.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch g e k e ri n s e i c h n e t, dass zum Ausformen des Wellenprofils (18) ein Gleitmittel auf das Flachmaterial (16) und/oder die Walzen (28,30) aufgebracht wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass als Gleitmittel vor dem Umformen des Flachmaterials (16) auf das Flachmaterial (16) ein Gleitlack, insbeson dere ein Gleitlack auf einer EpoxidharzBindemittelbasis, aufgebracht wird.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass auf das Flachmaterial (16) als Gleitmittel eine Gleitfolie vor dem Umformen aufgebracht wird, die nach dem Ausformen des Wellenprofils (18) gegebenenfalls von dem ausgeformten Flachmaterial (16) abgezogen wird.
9. Vorrichtung zum kontinuierlichen Umformen eines metalli schen Flachmaterials, insbesondere eines Metallbleches, einer Metallbahn und/oder eines Metallbandes, in ein me tallisches Wellenprofil, mit zwei drehbaren verzahnten Walzen (28,30), zwischen deren miteinander kämmenden Verzahnungen (32,34) zum Formen des Wellenprofils (18) das umzuformende Flachmaterial (16) hindurchführbar ist, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass der Achsabstand (A) zwischen den Walzen (28,30) zum Einstellen der Höhe des zu formenden Wellenprofils (18) verstellbar ist, dass das Flankenspiel (FS) zwischen den miteinander käm menden Verzahnungen (32,34) zum Verändern des Profil querschnitts des Wellenprofils (18) durch Einstellen der Drehpositionen der Walzen (28,30) zueinander einstellbar ist, und dass der Achsabstand (A) zwischen den Walzen (28,30) und die Drehposition der Walzen (28,30) zueinander kontinuierlich einstellbar ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Walzen (28,30) bombiert sind.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Oberflächen der Walzen (28,30) zumindest an den Bereichen, an denen sie mit dem Flachmaterial (16) in Be rührung kommen, einen Mittenrauhwert (Ra) in einem Be reich von 0,01 bis 6,5 um haben, vorzugsweise geschliffen und/oder beschichtet und/oder poliert sind.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass der Zahnkopf (50) jedes Zahnes (48) der Verzahnungen (32,34) und/oder jeder zwischen zwei Zähnen (48) ausge bildete Zahngrund (54) an ihren Übergängen (56,58) bzw. an seinem Übergang (56,58) in die jeweilige Zahnflanke (52) abgerundet sind bzw. ist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass der Zahnkopf (50) jedes Zahnes (48) und/oder der Zahngrund (54) zwischen zwei benachbarten Zähnen (48) ab geflacht sind bzw. ist.
14. Vorrichtung nach einem Ansprüche 9 bis 13, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass jede Zahnflanke (52) zumindest abschnittsweise zwi schen dem Zahnkopf (50) und dem Zahngrund (54) im Quer schnitt geradlinig verläuft oder im Querschnitt eine leicht gekrümmte, konvexe Form aufweist.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass an den Enden der beiden Walzen (28,30) jeweils eine den beiden Walzen (28,30) gemeinsame Stelleinheit zum Verstellen des Achsabstandes (A) zwischen den Walzen (28, 30) vorgesehen ist, wobei die beiden Stelleinheiten ge trennt von einander einstellbar sind.
16. Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung eines Verbund materials, bei dem an einem metallischen Flachmaterial, insbesondere an einem Metallblech, einer Metallbahn und/oder einem Metallband, gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 ein Wellenprofil geformt wird, nach dem Ausformen des Wellenprofils (18) auf die Profil erhebungen des Wellenprofils (18) einseitig oder beidsei tig mindestens ein weiteres Flachmaterial (22,26) aufge bracht wird und das aufgebrachte weitere Flachmaterial (22,26) mit dem gewellten Flachmaterial (16) fest verbunden wird.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass das weitere Flachmaterial (22,26) kontinuierlich auf das gewellte Flachmaterial (16) aufgebracht und an diesem, vorzugsweise durch Kleben, befestigt wird.
18. Anlage zur kontinuierlichen Herstellung eines Verbundma terials aus einem gewellten Flachmaterial, insbesondere aus einem gewellten Metallblech, einer gewellten Metall bahn und/oder einem gewellten Metallband, und mindestens einem weiteren Flachmaterial, mit einer Vorrichtung, die gemäß einem der Ansprüche 9 bis 15 ausgebildet ist, zum kontinuierlichen Formen eines Wellenprofils (18) aus einem Flachmaterial (16) und mit mindestens einer Zuführeinrichtung (24,28) zum Zu führen des weiteren Flachmaterials (22,26) zu dem aus der Vorrichtung zum kontinuierlichen Formen austretenden gewellten Flachmaterial (16) sowie mit mindestens einer Verbindungseinheit zum Verbinden des gewellten Flachmaterials (16) mit dem zugeführten weite ren Flachmaterial (22, 26).
19. Anlage nach Anspruch 18, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Verbindungseinheit einer Einrichtung (36,44) zum Auftragen von Klebstoff auf die Profilerhebungen des Wellenprofils (18) des gewellten Flachmaterials (16) so wie eine Andrückeinrichtung, vorzugsweise eine Andrück walze (40,46) zum Andrücken des zugeführten weiteren Flachmaterials (22,26) gegen das mit Klebstoff versehene gewellte Flachmaterial (16) aufweist.
20. Verbundmaterial insbesondere für die Fertigung von Wand, Deckenund Bodenpaneelen sowie Klimaelementen, das gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 16 oder 17 gefer tigt ist.
Description:
Verfahren zum Umformen eines metallischen Flachmaterials, Herstellungsverfahren für ein Verbundmaterial sowie Vorrichtungen zur Durchführung dieser Verfahren Die Erfindung betrifft ein kontinuierliches Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, das zum Umformen eines me- tallischen Flachmaterials in ein metallisches Wellenprofil dient, sowie eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des An- spruchs 9 zur Durchführung dieses Verfahrens.

Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren nach dem Ober- begriff des Anspruchs 16 zur kontinuierlichen Herstellung eines Verbundmaterials, bei dem ein in erfindungsgemäßer Weise ausgeformtes gewelltes Flachmaterial mit einem weite- ren Flachmaterial verbunden wird, ein nach dem Verfahren gemäß Anspruch 16 hergestelltes Verbundmaterial sowie eine Anlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 18 zur Durchfüh- rung des Herstellungsverfahrens nach Anspruch 16.

Aus der DE 31 26 948 C2 sowie der DE 32 14 821 C2 ist ein- Verfahren und eine Vorrichtung bekannt, bei der kontinuier- lich aus einem metallischen Flachmaterial ein metallisches Wellenprofil ausgeformt wird, indem das Flachmaterial zwi- schen zwei miteinander kämmende Verzahnungen zweier rotie- render, verzahnter Walzen hindurchgeführt wird. Zur Her- stellung eines Verbundmaterials wird anschließend auf das so umgeformte wellenförmige Flachmaterial mindestens ein weiteres Flachmaterial aufgebracht und an diesem befestigt.

Das auf diese Weise hergestellte Verbundmaterial besitzt verglichen mit massiven Materialien bei gleichen Abmessun- gen vergleichbare mechanische Eigenschaften, weist jedoch ein deutlich geringeres Gewicht auf.

Aus der EP 0 939 176 A2 ist ein Verfahren und eine Vor- richtung bekannt, bei der intermittierend mit Hilfe einer Presse an einem metallischen Flachmaterial ein im Quer- schnitt trapezförmiges Wellenprofil ausgeformt wird. Nach dem Ausformen des Wellenprofils wird an jeder Seite des Flachmaterials an den Profilerhebungen des Wellenprofils ein weiteres Flachmaterial zur Bildung eines Verbundmateri- als befestigt.

Mit den aus diesen Druckschriften bekannten Verfahren und Vorrichtungen ist jedoch weder das Formen eines gewellten Flachmaterials mit variierenden Profilhöhen und Profilquer- schnitten, noch die Herstellung eines aus einem gewelltem Flachmaterial und mindestens einem weiteren Flachmaterial zusammengesetzten Verbundmaterials möglich, bei dem das ge- wellte Flachmaterial variierende Profilhöhen oder Profil- querschnitte aufweist.

Die DE 22 36 807 A lehrt eine Vorrichtung zum Querwalzen von Profilblechen, bei der zum Einstellen einer gewünsch- ten Profilhöhe Formsegmente an Walzen in radialer Richtung verstellbar angeordnet sind. Zum Einstellen eines Profil- abstands der Profilbleche können die Formsegmente dabei ferner in Umfangsrichtung auf den Walzen verschiebbar ange- ordnet sein.

Weitere Verfahren und Vorrichtungen zum wellenartigen Um- formen eines Flachmaterials sind aus den Patent Abstracts of Japan, Band 008, Nr. 146 (M-307), 7. Juli 1984 (JP 59 042135 A) und Band 13, Nr. 484 (M-886), 2. November 1989 (JP 01 192424 A) bekannt.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein kontinuierliches Ver- fahren bzw. eine Vorrichtung zum Umformen eines metalli- schen Flachmaterials in ein metallisches Wellenprofil sowie ein Verfahren bzw. eine Anlage zur kontinuierlichen Her- stellung eines Verbundmaterials aus einem gewellten Flach- material und mindestestens einem weiteren Flachmaterial an- zugeben, bei dem bzw. bei der mit geringem Aufwand und ho- her Flexibilität unterschiedlichste Profilhöhen und Profil- querschnitte bei dem Wellenprofil des gewellten Flachmate- rials auf einfache Weise herstellbar sind.

Die Erfindung löst die Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen nach Anspruch 1 sowie durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 9 zum Umformen eines metalli- schen Flachmaterials in ein metallisches Wellenprofil. Fer- ner löst die Erfindung die Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen nach Anspruch 16 zur kontinuierlichen Her- stellung eines Verbundmaterials, durch ein Verbundmaterial mit den Merkmalen nach Anspruch 20 sowie durch eine Anlage mit den Merkmalen nach Anspruch 18 zur kontinuierlichen Herstellung eines Verbundmaterials.

Bei der Erfindung wird das Umformen des metallischen Flach- materials, bei dem es sich bespielsweise um ein Blech, eine Bahn oder ein Band aus einer harten Metalllegierung, wie einer kaltverfestigten, voll durchgehärteten Aluminiumle- gierung, einem für das Kaltumformen geeigneten Stahl o. ä., handeln kann, mit Hilfe der miteinander kämmenden Verzah- nungen der beiden rotierenden Walzen durchgeführt. Auf Grund der mechanischen Eigenschaften des umzuformenden Flachmaterials, insbesondere derartiger harter Legierungen, die eine verhältnismäßig geringe Bruchdehnung aufweisen und sich entsprechend schwer umformen lassen, hat der Einsatz miteinander kämmender Walzen zum Umformen des Flachmateri- als in ein Wellenprofil den Vorteil, dass das Flachmaterial vergleichsweise schonend und mit verhältnismäßig geringen Umformkräften zu dem gewünschten Wellenprofil umgeformt werden kann.

Dieses schonende Verfahren zum Umformen von Flachmateria- lien in Wellenprofile wird durch die Erfindung nun so wei- tergebildet, dass mit geringstem Aufwand unterschiedlichste Profilhöhen und Profilquerschnitte beim Wellenprofil des fertig umgeformten gewellten Flachmaterials schnell und einfach ausgeformt werden können. Zu diesem Zweck wird als ein wesentlicher Gedanke durch die Erfindung vorgeschlagen, den Achsabstand zwischen den Wal- zen vor oder gegebenenfalls sogar während des Umformvorgan- ges gezielt so zu verändern, dass die gewünschte Profilhöhe bei dem Wellenprofil ausgeformt wird. Auf diese Weise kann die Profilhöhe des Wellenprofils bzw. die von der Profil- höhe des gewellten Flachmaterials abhängige Materialstärke des fertigen Verbundmaterials an die jeweiligen Anwendungs- zwecke gezielt angepasst werden, ohne dass hierzu ein im Stand der Technik übliches Austauschen der Walzen oder der Umformwerkzeuge mit entsprechend hohen Rüst-und Nebenzei- ten erforderlich ist.

Ferner kann der eigentliche Umformvorgang, bei dem es sich üblicherweise um einen Kaltumformvorgang handelt, d. h. ei- nen Umformvorgang, bei dem die Temperatur des umzuformenden Flachmaterials innerhalb der Rekristallisationstemperatur liegt, an die Materialeigenschaften des umzuformenden Flachmaterials gezielt angepaßt werden, so dass bei harten Materialien oder Materialien mit vergleichsweise großen Ma- terialstärken ein Wellenprofil mit geringerer Profilhöhe ausgeformt wird, um den Umformgrad gering zu halten, während weiche oder dünne Materialien mit entsprechend höheren Umformgraden umgeformt werden können.

Zusätzlich wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, durch rela- tives Verdrehen der Walzen zueinander das Flankenspiel zwi- schen den miteinander kämmenden Verzahnung einzustellen, um auf diese Weise darüber hinaus den Profilquerschnitt des Wellenprofils gezielt zu beeinflussen und hinsichtlich des späteren Einsatzzwecks des gewellten Flachmaterials bzw. des Verbundmaterials zu optimieren.

Weitere vorteilhafte Varianten der erfindungsgemäßen Ver- fahren und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrich- tungen sowie Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, den Zeichnungen sowie den Un- teransprüchen.

So wird bei einer besonders bevorzugten Variante des erfin- dungsgemäßen Verfahrens zum Umformen eines metallischen Flachmaterials vorgeschlagen, zum Erzeugen eines symmetri- schen oder auch eines unsymmetrischen Profilquerschnitts des Wellenprofils die Walzen relativ zueinander zu ver- drehen. Während bei einer Drehposition der Walzen zuein- ander, bei der die Zähne der einen Walze symmetrisch zwischen den Zähnen der anderen Walze positioniert sind, ein im Profilquerschnitt symmetrisches Wellenprofil ausge- formt wird, kann durch Verändern des Flankenspiels zwisch- en den Verzahnungen der beiden Walzen auch ein Wellenpro- fil ausgeformt werden, bei dem sich die Lagewinkel der Profilflanken des Wellenprofils voneinander unterscheiden, also ein unsymmetrischer Profilquerschnitt ausgeformt ist.

Hierdurch kann ein gewelltes Flachmaterial erzeugt werden, bei dem eine richtungsorientiere Krafteinleitung in das ge- wellte Flachmaterial möglich ist, indem die einzelnen Pro- filflanken beim Ausformen-des Wellenprofils gezielt in Richtung der angreifenden Kräfte ausgerichtet werden.

Des Weiteren wird bei einer Variante dieses erfindungs- gemäßen Verfahrens vorgeschlagen, die Profilhöhe des Wel- lenprofils durch kontinuierliches Verstellen der Walzen während des Umformens zu verändern, so dass das Flachmate- rial in Abhängigkeit vom Achsabstand der Walzen einerseits und in Abhängigkeit von der Drehposition der Walzen zuein- ander andererseits zu einem gegebenenfalls sinusförmigen oder unsymmetrischen Wellenprofil ausgeformt wird.

Zum Ausformen eines im Profilquerschnitt trapezförmigen Wellenprofils wird die Verwendung von Walzen vorgeschlagen, die im Querschnitt trapezförmige Verzahnungen aufweisen.

Während bei einem großen Achsabstand zwischen den Walzen ein sinusförmiges Wellenprofil ausgeformt wird, werden zum Ausformen eines im Profilquerschnitt trapezförmigen Wellen- profils die Walzen soweit zusammengefahren, bis der Form- spalt zwischen den Verzahnungen der Walzen zumindest an- nähernd der Materialstärke des Flachmaterials entspricht.

In diesem Fall nimmt das umzuformende Flachmaterial die Trapezform der Verzahnungen an.

Alternativ oder ergänzend hierzu wird ferner vorgeschlagen, das Flankenspiel zwischen den in Drehrichtung gesehen führenden oder nachfolgenden Zahnflanken der miteinander kämmenden Verzahnungen so einzustellen, dass das Flanken- spiel zumindest annähernd der Materialstärke des Flach- materials entspricht. Hierdurch wird erreicht, dass das Flachmaterial während des Umformvorgangs von den miteinan- der kämmenden Verzahnungen erfasst wird, wodurch zusätz- lich die Förderbewegung des Flachmaterials durch den zwi- schen den Verzahnungen ausgebildeten Formspalt unterstützt wird.

Insbesondere in dem Bereich, in dem das durch die beiden Walzen geführte Flachmaterial erstmalig mit einem der Zähne der Verzahnungen in Berührung kommt, kommt es zu Relativbewegungen zwischen den sich bewegenden Zähnen und der an diesen anliegenden Flachseiten des umzuformenden Flachmaterials. Damit die dabei entstehenden Reibungskräfte möglichst klein gehalten werden, wird bei einer besonders bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Umformen des metallischen Flachmaterials ferner vorgeschla- gen, auf das Flachmaterial und/oder auf die Walzen ein Gleitmittel aufzubringen, mit dem der Reibungskoeffizient entweder an der Oberfläche des Flachmaterials oder an der Oberfläche der Verzahnungen soweit reduziert werden kann, dass das Flachmaterial ohne nennenswerten Widerstand während des Umformvorgangs an den Zähnen entlanggleiten kann.

Als Gleitmittel, das unmittelbar auf das Flachmaterial auf- gebracht ist, können grundsätzlich zwei Typen von Gleitmit- teln eingesetzt werden. Einerseits wird die Verwendung ei- nes Gleitmittels vorgeschlagen, das nach dem Ausformen des Wellenprofils vom Flachmaterial beispielsweise durch Ver- dampfen wieder entfernt wird. Andererseits ist die Verwen- dung eines Gleitmittels möglich, das auch nach dem Ausfor- men des Flachmaterials am Flachmaterial anhaftet. Ein der- artiges anhaftendes Gleitmittel sollte in seiner Konsistenz vorzugsweise so ausgebildet sein, dass eine weitere Bear- beitung des Flachmaterials mit dem anhaftenden Gleitmittel, beispielsweise ein Lackieren oder auch ein Verkleben des gewellten Flachmaterials, wie es beispielsweise für die Fertigung von Verbundmaterialien häufig gewünscht wird, möglich ist.

Als Gleitmittel wird besonders bevorzugt ein vor dem Aus- formen des Flachmaterials-auf dieses aufgebrachter Gleit- lack eingesetzt, der vorzugsweise fett-und ölfrei ist, so dass das Flachmaterial lackiert oder Klebstoff auf das ge- wellte Flachmaterial aufgebracht werden kann. Hierbei hat sich insbesondere die Verwendung eines Gleitlacks auf einer Epoxidharz-Bindemittelbasis als besonders vorteilhaft her- ausgestellt. Alternativ ist es auch möglich, als Gleitmit- tel eine Verzinkung auf der Oberfläche des auszuformenden Flachmaterials vorzusehen. So werden bei Verwendung von Stahlblechen als Flachmaterial für das Formen von Wellen- profilen die Oberflächen der Stahlbleche vorzugsweise verzinkt, um einerseits die Reibunskräfte beim Umformen zu minimieren, und andererseits die Korrosionsbeständigkeit des fertigen Wellenprofils zu erhöhen.

Ergänzend oder als Alternative zu den zuvor beschriebenen Gleitmitteln ist auch die Verwendung einer Gleitfolie mög- lich, die vor dem Ausformen des Flachmaterials auf das Flachmaterial aufgebracht wird. Die Gleitfolie kann nach dem Ausformen des Flachmaterials von dem ausgeformten Flachmaterial abgezogen werden. Die Verwendung einer Gleit- folie hat den Vorteil, dass die Gleitfolie die Oberflächen des umzuformenden Flachmaterials vor anhaftenden Verunrei- nigungen oder vor Oberflächenunebenheiten an den Zähnen der Verzahnungen der Walzen schützt, so dass die Oberfläche des gewellten Flachmaterials nach dem Ausformen ein gleich- mäßiges Erscheinungsbild zeigt.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Vor- richtung mit den Merkmalen nach Anspruch 9 vorgeschlagen, die zur Durchführung des zuvor beschriebenen Verfahrens zum kontinuierlichen Umformen eines metallischen Flachmaterials in ein metallisches Wellenprofil eingesetzt wird.

Bei dieser erfindungsgemäßen Vorrichtung ist sowohl der Achsabstand zwischen den Walzen als auch die Drehposition der Walzen zueinander einstellbar, damit die Höhe des auszuformenden Wellenprofils einerseits und der Profil- querschnitt des Wellenprofils andererseits durch Verändern des Achsabstandes bzw. durch Einstellung des Flankenspiels auf einfache Weise verändert werden kann.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der Achsabstand zwischen den Walzen und/ oder die Drehposition der Walzen zueinander kontinuierlich einstellbar, so dass stufenlos unterschiedlichste Pro- filhöhen und verschiedenste Profilquerschnitte für das Wel- lenprofil einstellbar sind.

Insbesondere bei sehr harten metallischen Werkstoffen, wie der zuvor beschriebenen harten Aluminiumlegierung, besteht das Problem, dass auf Grund der Härte des Materials die nur an ihren Enden gelagerten Walzen in ihrem mittleren Bereich durchbiegen, so dass das Wellenprofil gegebenen- falls eine über seine Breite betrachtet variierende Pro- filhöhe aufweist. Um dies zu vermeiden wird insbesondere beim Umformen derartiger Materialien, die eine vergleichs- weise große Härte besitzen, vorgeschlagen, bombierte Walzen zu verwenden, die in ihren mittleren Walzenabschnitten ver- glichen mit den unmittelbar an den Lagerstellen ausgebilde- ten Walzenabschnitten einen größeren Aussendurchmesser be- sitzen, wodurch erreicht wird, dass die Walzen beim Umfor- men derart harter Materialien nicht zum Durchbiegen im mittleren Bereich neigen. Alternativ ist es auch möglich, anstelle bombierter Walzen zusätzlich Stützwalzen vorzuse- hen, die mit den zum Umformen dienenden Walzen in Eingriff stehen und die Walzen über deren gesamte Länge abstützen, jedoch mit dem umzuformenden Flachmaterial nicht in Berüh- rung kommen.

Damit das umzuformende Flachmaterial mit möglichst geringer Reibung beim Umformen an den Zähnen der Walzen entlangglei- ten kann, wird ferner vorgeschlagen, die Oberflächen der Walzen zumindest an den Bereichen, an denen sie mit dem Flachmaterial in Berührung kommen, so auszubilden, dass sie einen möglichst geringen Mittenrauhwert Ra aufweisen.

Dieser Mittenrauhwert Ra liegt vorzugsweise in einem Bereich von 0,01 bis 6,5 Fm. Zu diesem Zweck werden die Walzen an den relevanten Bereichen geschliffen und gegebenenfalls sogar poliert. Auch eine Beschichtung kann vorgesehen sein.

Die Profilhöhe und der Profilquerschnitt des auszuformenden Wellenprofils werden auch von der Zahnform der Verzahnungen der Wellen beeinflusst. Um ein Gleiten des Flachmaterials an den Zähnen mit noch geringeren Reibungsverlusten zu ermöglichen, ist der Zahnkopf jedes Zahnes und/oder jeder zwischen zwei Zähnen ausgebildeter Zahngrund an ihren Übergängen bzw. an seinem Übergang in die jeweilige Zahn- flanke abgerundet. Durch das Abrunden der Übergänge wird erreicht, dass das Flachmaterial mit seinen Flachseiten sanft an den Oberflächen entlanggleiten kann, wodurch ins- besondere ein Einreißen vergleichsweise dünnen Flachmateri- als wirksam verhindert werden kann.

Damit gegebenenfalls auch trapezförmige Wellenprofile an dem Flachmaterial geformt werden können, ist der Zahnkopf jedes Zahnes und/oder der Zahngrund zwischen zwei benach- barten Zähnen vorzugsweise abgeflacht ausgebildet, so dass jeder Zahn einen trapezförmigen Querschnitt aufweist. In- dem der Achsabstand zwischen den Walzen so eingestellt wird, dass der Formspalt zwischen den Verzahnungen zumin- dest annähernd der Materialstärke des Flachmaterials ent- spricht, kann das Flachmaterial in der angesprochenen Tra- pezform ausgeformt werden kann.

Insbesondere bei dieser Gestaltung der Zähne ist es von be- sonderem Vorteil, wenn die Übergänge zwischen dem Zahnkopf und den Zahnflanken abgerundet sind, da auf diese Weise beim Ausformen des Trapezes am Trapezkopf, d. h. dem oberen Abschnitt des Wellenprofils, eine vergleichsweise geringe Dehnung und eine vergleichsweise geringe Kerbwirkung ent- steht.

Des Weiteren wird vorgeschlagen, jede Zahnflanke zumindest abschnittsweise zwischen dem Zahnkopf und dem Zahngrund im Querschnitt geradlinig verlaufend zu gestalten. Gegebenen- falls kann die Zahnflanke im Querschnitt sogar eine leicht gekrümmte, konvexe Form aufweisen. Hierdurch wird erreicht, dass das umzuformende Flachmaterial lediglich mit den Zahn- köpfen der Zähne beim Ausformen in Berührung kommt, so dass die Reibung zwischen dem Flachmaterial und den Verzahnungen verringert ist und auf diese Weise ein besonders schonender Umformvorgang zum Ausformen des Wellenprofils möglich wird.

Damit eine möglichst gleichmäßige Profilhöhe über die gesamte Breite des Wellenprofils eingestellt werden kann, ist es ferner von Vorteil, wenn an den Enden der beiden Walzen jeweils eine den beiden Walzen gemeinsame Stell- einheit zum Verstellen des Achsabstandes zwischen den Walzen vorgesehen ist, wobei die beiden Stelleinheiten getrennt von einander einstellbar sind.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung eines Verbundmaterials, so wie es Anspruch 16 definiert. Bei diesem erfindungsge- mäßen Verfahren wird zunächst an einem metallischen Flach- material gemäß dem zuvor beschriebenen Verfahren ein Wel- lenprofil ausgeformt, wobei durch Verstellen des Achsab- standes zwischen den Walzen die Profilhöhe und durch Ver- stellen der Drehpositionen der Walzen zueinander der Pro- filquerschnitt des Wellenprofil beeinflusst werden kann.

Nach dem Ausformen des Wellenprofils wird auf die Profiler- hebungen des Wellenprofils einseitig oder beidseitig minde- sten ein weiteres Flachmaterial aufgebracht, das anschlie- ßend mit dem gewellten Flachmaterial fest verbunden wird.

Bei einer bevorzugten Variante dieses Verfahrens zur kon- tinuierlichen Herstellung eines Verbundmaterials wird vor- geschlagen, das weitere Flachmaterial gleichfalls konti- nuierlich auf das gewellte Flachmaterial aufzubringen und an diesem insbesondere durch Kleben zu befestigen.

Das auf diese Weise hergestellte Verbundmaterial, wie es in Anspruch 20 beansprucht ist, zeichnet sich durch ver- glichen mit massiven Materialien vergleichbare mechani- sche Eigenschaften, wie Steifigkeit, Festigkeit und Druckfestigkeit, aus, während das Verbundmaterial jedoch verglichen mit diesen Materialien ein um ein Vielfaches geringeres Gewicht besitzt.

Derartige Verbundmaterialien, die nach dem erfindungsge- mäßen Verfahren gemäß Anspruch 16 gefertigt worden sind, eignen sich beispielsweise als Wand-, Decken-und Bodenpa- neele. Ferner ist ihr Einsatz als Klimaelement möglich, wo- bei die durch das Wellenprofil gebildeten von einander ab- getrennten Bereiche als Kanäle für ein Wärme transportieren- des Medium eingesetzt werden können. Des Weiteren ermög- licht die durch das erfindungsgemäße Verfahren realisierba- re große Profilhöhe ein Befestigen derartiger Paneele und Klimaelemente mit Bestigungselementen, wie Nieten, Schrau- ben u. ä, die in den zwischen den gewellten und dem weiteren Flachmaterial ausgebildeten Hohlräumen teilweise aufgenom- men sind, ohne dass die Befestigungselemente an der von dem gewellten Flachmaterial gebildeten Sichtfläche des Paneels bzw. des Klimaelementes hervorstehen.

Zur kontinuierlichen Herstellung eines derartigen Verbund- materials wird gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung eine Anlage vorgeschlagen, die mit einer Vorrichtung, wie sie in einem der Ansprüche 9 bis 15 definiert ist, zum kontinuierlichen Ausformen eines Wellenprofils an einem zu wellenden Flachmaterial ausgestattet ist. Des Weiteren ist die Anlage mit mindestens einer Zuführeinrichtung zum Zuführen eines weiteren Flachmaterials versehen, welche das weitere Flachmaterial zu dem aus der Vorrichtung zum konti- nuierlichen Formen austretenden gewellten Flachmaterial zu- führt. Mit Hilfe einer nachgeordneten Verbindungseinheit wird dann das gewellte Flachmaterial mit dem zugeführten weiteren Flachmaterial fest verbunden.

Als Verbindungseinheit wird vorzugsweise eine Einrichtung zum Auftragen von Klebstoff auf die Profilerhebungen des Wellenprofils des wellenförmigen Flachmaterials sowie eine Andrückeinrichtung vorgeschlagen, mit der das zugeführte weitere Flachmaterial gegen das mit Klebstoff versehene gewellte Flachmaterial gedrückt wird.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungs- beispieles unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnun- gen näher erläutert. Darin zeigen : Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Anlage zur kontinuierlichen Herstellung eines Verbundmateri- als ; Fig. 2 eine vergrößerte Seitenansicht eines Formspaltes zwischen zwei Walzen einer bei der Anlage nach Fig. 1 verwendeten Vorrichtung zum Umformen eines Flachmaterials in ein Wellenprofil ; und Fig. 3 den Formspalt nach Fig. 2 bei relativ zu einander verstellten Walzen.

Fig. 1 zeigt eine Anlage 40 zur kontinuierlichen Herstel- lung eines Verbundmaterials 12. Die Anlage 10 weist eine Vorrichtung 14 auf, die zum kontinuierlichen Formen eines metallischen Flachmaterials 16, beispielsweise, eines aus einer harten Aluminiumlegierung gefertigten Metallbandes, zu einem Wellenprofil 18 dient.

Benachbart zu der Vorrichtung 14 ist eine erste Zuführein- richtung 20 für ein erstes weiteres Flachmaterial 22, das gegebenenfalls auch aus einer harten Aluminiumlegierung ge- fertigt ist, sowie eine in Förderrichtung der Vorrichtung 14 gesehen nachgeordnete, in Fig. 1 rechts dargestellte zweite Zuführeinrichtung 24 für ein zweites weiteres Flach- material 26 angeordnet.

Die Vorrichtung 14 weist zwei identisch gestaltete Walzen 28 und 30 auf, deren Rotationsachsen parallel in einem Achsabstand A zueinander verlaufen. Die Mantelfläche jeder Walze 28 bzw. 30 ist jeweils mit einer geraden Verzahnung 32 bzw. 34 versehen. Die beiden Verzahnungen 32 und 34 der beiden Walzen 28 und 30 kämmen miteinander und bilden einen Formspalt 35 (vgl. Fig. 2 und 3), durch den das Flachmate- rial 16 zum Ausformen des Wellenprofils 18 hindurchgeführt wird, wie später im Detail noch erläutert wird.

Unmittelbar benachbart zur in Fig. 1 unten dargestellten Walze 30 ist eine erste Klebeeinrichtung 36 zum Auftragen von Klebstoff auf die Profilerhebungen des Wellenprofils 18 angeordnet. Die Klebeeinrichtung 36 ist dabei so benachbart zu Walze 30 positioniert, dass das nach dem Ausformen auf der Walze 30 erhaltene Wellenprofil 18 von der Klebeinrich- tung 36 mit Klebstoff bestrichen werden kann.

In Rotationsrichtung der Walze 30 gesehen, der ersten Klebe- einrichtung 36 nachfolgend angeordnet, ist unmittelbar be- nachbart zur Walze 30 eine Schwinge 38 befestigt, die das erste weitere Flachmaterial 22, das aus der ersten Zuführ- einrichtung 20 der Vorrichtung 14 zugeführt wird, zur Walze 30 hinlenkt. Das von der Schwinge 38 in Richtung der Walze 30 gelenkte erste weitere Flachmaterial 22 wird mit Hilfe einer ersten Andrückwalze 40 gegen die Seite des Wellenpro- fils 18 gedrückt, auf die der Klebstoff zuvor von der Klebeeinrichtung 36 aufgebracht wurde.

Mit Hilfe einer der Andrückwalze 40 nachgeordneten Trenn- einrichtung (nicht dargestellt) wird das mit dem ersten weiteren Flachmaterial 22 verklebte Wellenprofil 18 von der Walze 30 gelöst und entlang einer Auflage 42 durch eine zweite Klebeeinrichtung 44 geführt, mit der auf die dem er- sten weiteren Flachmaterial 22 abgewandten Seite des Wel- lenprofils 18 weiterer Klebstoff aufgetragen wird. Unmit- telbar nach der zweiten Klebeeinrichtung 44 ist eine zweite Andrückwalze 46 angeordnet, die das von der zweiten Zuführ- einrichtung 24 zugeführte zweite weitere Flachmaterial 26 auf die Seite des Wellenprofils 18 drückt, auf der zuvor von der zweiten Klebeeinrichtung 44 der Klebstoff aufgetra- gen worden ist. Nach dem Aushärten des Klebstoffs wird das aus dem gewellten Flachmaterial 16 und den beiden weiteren Flachmaterialien 22 und 26 gebildete Verbundmaterial 12 in gewünschte Längen von einer nicht dargestellten Ablängein- richtung geschnitten.

Wie durch die Pfeile in Fig. 1 angedeutet ist, kann der Achsabstand A zwischen den beiden Walzen 28 und 30 ver- stellt werden. Ferner ist die in Fig. 1 oben dargestel- lte Walze 28 in ihrer Drehposition relativ zur Walze 30 verstellbar, so dass das Flankenspiel FS (vgl. Fig. 2 und 3) zwischen den Verzahnungen 32 und 34 eingestellt werden kann, wie nachfolgend unter Bezugnahme auf die Fig. 2 und 3 näher erläutert wird.

In den Fig. 2 und 3 sind in vergrößerter Darstellung die beiden miteinander kämmenden Verzahnungen 32 und 34 der beiden Walzen 28 und 30 gezeigt. Jede Verzahnung 32 bzw.

34 ist dabei aus einer Vielzahl gleichmäßig über den Um- fang verteilter Zähne 48 gebildet, die sich über die ge- samte Länge der Walze 28 bzw. 30 erstrecken.

Wie die Fig. 2 und 3 zeigen, weist jeder Zahn 48 einen ab- geflachten Zahnkopf 50 auf, der in eine geradlinig verlau- fende Zahnflanke 52 übergeht, welche im Zahngrund 54 zwi- schen zwei nebeneinander ausgebildeten Zähnen 48 endet. Die beiden Übergänge 56 des Zahnkopfes 50 jedes Zahnes 48 in die Zahnflanken 52 des Zahnes 48 sind abgerundet ausgebil- det. In gleicher Weise ist der Übergang 58 jeder Zahnflanke 52 in den jeweiligen Zahngrund 54 gleichfalls abgerundet ausgebildet.

Durch die geradlinige Gestaltung der Zahnflanken 52 wird erreicht, dass das zwischen die Verzahnungen 32 und 34 hin- durchgeführte Flachmaterial 16 möglichst nur mit den Zahn- köpfen 50 der Verzahnungen 32 und 34 in Berührung kommt, wodurch die Reibung zwischen dem Flachmaterial 16 und den Zähnen 48 minimiert ist. Darüber hinaus unterstützen die abgerundeten Übergänge 56 und 58 ein Entlanggleiten des um- zuformenden Flachmaterials 16 an den Oberflächen der Zähne 48, wodurch insbesondere bei besonders harten Werkstoffen einem Materialbruch vorgebeugt wird.

Um das Gleiten des flachen Materials 16 zwischen den Ver- zahnungen 32 und 34 zusätzlich zu erleichtern, sind zumin- dest die Bereiche, die mit dem umzuformenden Flachmaterial 16 in Berührung kommen, geschliffen oder gegebenenfalls so- gar poliert, so dass der Mittenrauhwert Ra in einem Bereich von 0,01 bis 0,6 pm liegt.

Um die Reibung zwischen den Verzahnungen 32 und 34 und dem Flachmaterial 16 zusätzlich zu reduzieren, ist das Flachma- terial 16 mit einem Gleitmittel auf einer Epoxidharz-Binde- mittelbasis beschichtet. Das Gleitmittel ist dabei so aus- gebildet, dass der nach dem Ausformen des Flachmaterials 16 aufzutragende Klebstoff optimal an der Oberfläche des Flachmaterials 16 anhaftet und aushärtet.

Wird nun das Flachmaterial 16 durch die Verzahnungen 32 und 34 hindurchgeführt, so wie es in Fig. 2 vergrößert gezeigt ist, kommt es durch den sich während der Rotation der Wal- zen 28 und 30 kontinuierlich verjüngenden Formspalt 35 zu einem Umformen des zuvor in einer Heizeinrichtung (nicht dargestellt) erwärmten Flachmaterials 16, wobei die beiden Verzahnungen 32 und 34 in Abhängigkeit von dem zuvor einge- stellten Achsstand A zwischen den Walzen 28 und 30 das Flachmaterial 16 definiert ausformen.

Wird beispielsweise ein sehr großer Achsabstand A zwischen den Walzen 28 und 30 eingestellt, bei dem die Verzahnungen 32 und 34 nur geringfügig miteinander kämmen, wird das Flachmaterial 16 nur geringfügig umgeformt und erhält ein abgeflachtes sinusförmiges Wellenprofil 18. Werden dagegen die Walzen 28 und 30 soweit aufeinander zubewegt, dass der Formspalt zwischen den beiden Verzahnungen 32 und 34 zumin- dest annähernd der Materialstärke des Flachmaterials 16 entspricht, wird ein Wellenprofil 18 ausgeformt, dessen Form zumindest annähernd der Form des einzelnen Zahnes 48 der Verzahnungen 32 und 34 entspricht. Durch die trapez- förmige Gestaltung des Zahns 48 in den Fig. 2 und 3 würde sich somit ein trapezförmiges Wellenprofil 18 ergeben. Al- ternativ können die Zähne-48 im Zahnquerschnitt beispiels- weise auch eine Evolventenform, eine Zykloidenform o. ä. aufweisen.

Symmetrische Wellenprofile 18 ergeben sich insbesondere dann, wenn das Flankenspiel FS zwischen den in Drehrichtung der Walzen 28 und 30 gesehen führenden und nachfolgenden Zahnflanken 52 der miteinander kämmenden Verzahnungen 32 und 34 identisch ist, d. h. jeder Zahn 48 der einen Verzah- nung 32 ist mittig zwischen den jeweiligen beiden mit ihm kämmenden Zähnen 48'der anderen Verzahnung 34 positio- niert.

Durch ein entsprechendes Verstellen der Drehposition der oberen Walze 28 zur unteren Walze 30 ist es jedoch möglich, das Flankenspiel FS so zu verändern, dass die beiden Ver- zahnungen 32 und 34 in Drehrichtung der Walzen 28 und 30 gesehen leicht versetzt zueinander angeordnet sind, so dass die einzelnen Zähne 48 und 48'der Verzahnungen 32 und 34 nicht mehr symmetrisch zueinander positioniert sind, so wie es in Fig. 3 gezeigt ist. Auf diese Weise ist es möglich, die Reibungsverhältnisse innerhalb des Formspaltes 35 so zu beeinflussen, dass ein im Profilquerschnitt gesehen unsym- metrisches Wellenprofil 18 ausgeformt wird.

So ist beispielsweise in Fig. 3 das Flankenspiel FS zwi- schen der vorderen Zahnflanke 52'des unteren Zahns 48'und der hinteren Zahnflanke 52 des führenden oberen Zahns 48 verkleinert, während der Abstand zwischen der hinteren Zahnflanke 52''des unteren Zahnes 48'zur führenden Zahn- flanke 52 des nachfolgenden Zahnes 48 der oberen Verzahnung 32 vergrößert ist.

Bei dem in Fig. 3 gezeigten Fall ist dabei das verkleinerte Flankenspiel FS so weit reduziert, dass das verkleinerte Flankenspiel FS zumindest annähernd der Materialstärke des umzuformenden Flachmaterials 16 entspricht. Hierdurch wird erreicht, dass einerseits das Flachmaterial 16 in diesem Bereich stärker verformt wird als in dem Bereich des Flach- materials 16, der in dem Bereich mit größerem Flankenspiel angeordnet ist. Gleichzeitig wird die Reibungskraft zwi- schen dem Flachmaterial 16 und den an diesem anliegenden Ab- schnitten der Verzahnungen 32 und 34 so erhöht, dass das Flachmaterial 16 zusätzlich durch die erhöhten Reibungs- kräfte von den beiden Walzen 28 und 30 gefördert wird.

Soll nun ein anderes Wellenprofil 18 ausgeformt werden, ist es jederzeit möglich, den Achsabstand A zwischen den Walzen 28 und 30 während des Umformens aktiv zu verstellen, wobei gegebenenfalls auch gleichzeitig die Drehposition der Walze 28 zur Walze 30 verstellt werden kann. Auf diese Weise ist ein Umrüsten der Anlage 10, wie es im Stand der Technik er- forderlich ist, um unterschiedliche Wellenprofile auszufor- men, bei der erfindungsgemäßen Anlage 10 nicht mehr notwen- dig.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel wird an beiden Seiten des ausgeformten Wellenprofils 18 ein Flach- material 22 und 26 vorgesehen, so dass ein sogenanntes Sandwichblech als Verbundmaterial 12 entsteht, bei dem zwi- schen den beiden Flachmaterialien 22 und 26 das gewellte Flachmaterial 16 angeordnet ist. Durch Deaktivieren der zweiten Klebeeinrichtung 44 und der zweiten Zuführeinrich- tung 24 ist es ferner möglich, ein Verbundmaterial 12 zu fertigen, bei dem nur auf einer Seite des gewellten Flach- materials 16 ein weiteres Flachmaterial 22 vorgesehen ist.

Sofern gewünscht, ist es auch möglich lediglich ein gewell- tes Flachmaterial 16 auszuformen, ohne dass zusätzliche Flachmaterialien an dem gewellten Flachmaterial 16 verklebt werden.-