專利名稱：制造有許多可流過(guò)流體的通道的蜂窩體的方法和薄板垛的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的對(duì)象涉及制造有許多可流過(guò)流體的蜂窩體的方法和薄板垛。
金屬蜂窩體是已知的，它們用作催化劑載體。這樣一種蜂窩體由多個(gè)至少局部具有某種結(jié)構(gòu)的薄板層構(gòu)成。例如由US-PS4923109、WO90/03220、EP0322566A1和WO94/01661已知許多有關(guān)蜂窩體設(shè)計(jì)的例子。
WO97/00725涉及蜂窩體的制造，這種蜂窩體有許多由多個(gè)至少局部結(jié)構(gòu)化的層構(gòu)成的可流過(guò)流體的通道。此文件建議，至少一個(gè)堆疊由多個(gè)至少局部結(jié)構(gòu)化的薄板層鋪成。每個(gè)堆疊為了構(gòu)成薄板垛分別繞一條彎折線自身折疊在一起。每個(gè)薄板垛裝在模具內(nèi)，模具有與要制造的蜂窩體外形一致的輪廓形狀。每個(gè)堆疊被一個(gè)設(shè)在模具中央?yún)^(qū)內(nèi)的纏繞裝置固定。然后所有的堆疊通過(guò)纏繞裝置相對(duì)于模具的相對(duì)旋轉(zhuǎn)纏繞成蜂窩體。接著將如此制備的蜂窩體裝入外套管。由WO97/00135已知制造蜂窩體的另一種方法。
在進(jìn)一步的制造步驟中，蜂窩體與外套管釬焊。在這里各薄板層的端部基本上與外套管釬焊。在如此制成的蜂窩體中存在著這樣的危險(xiǎn)，即，通過(guò)每個(gè)堆疊自身折疊在一起并纏繞此堆疊成為蜂窩體，在各薄板層與外套管的連接區(qū)，個(gè)別薄板層沿外套管表面的一個(gè)比較大的圓周部分與外套管釬焊，與此同時(shí)另一些薄板層則沿比較小的圓周段與外套管釬焊。蜂窩體與外套管的這種連接帶來(lái)的危險(xiǎn)是，蜂窩體由于其機(jī)械和熱負(fù)荷而損壞。尤其存在在個(gè)別薄板層之間的釬焊連接至少局部破壞的危險(xiǎn)。
以此出發(fā)，本發(fā)明的目的是提供一種制造蜂窩體的方法，按此方法蜂窩體有可能與外套構(gòu)成更均勻的釬焊連接。本發(fā)明的另一個(gè)目的是，提供一種特別適用于構(gòu)成蜂窩體的薄板垛。
此目的通過(guò)具有權(quán)利要求1特征的制造蜂窩體的方法和通過(guò)具有權(quán)利要求8特征的薄板垛達(dá)到。按本發(fā)明的方法和薄板垛的進(jìn)一步發(fā)展和設(shè)計(jì)是各從屬權(quán)利要求的內(nèi)容。
按本發(fā)明用于制造具有許多可流過(guò)流體的通道的蜂窩體的方法建議，至少一個(gè)堆疊由多個(gè)至少局部結(jié)構(gòu)化的鋪疊的薄板層構(gòu)成。然后，每個(gè)堆疊為了構(gòu)成薄板垛繞一條彎折線自身折疊在一起，使薄板垛有一個(gè)彎曲的第一端部和有一個(gè)與第一端部處于相對(duì)位置的第二端部。堆疊自身折疊在一起以構(gòu)成薄板垛按這樣的方式進(jìn)行，即，使得第二端部由堆疊的第一端段和第二端段組成。第一端段有第一端面。第二端段有第二端面。第一端面和第二端面共同構(gòu)成薄板垛第二端部的端面。這些端面彼此相對(duì)傾斜。第一端面與例如由薄板垛自身折疊的中央薄板層構(gòu)成的中面形成第一夾角α。第二端面與中面形成第二夾角β。角β和角α是交角。第一角α選擇為小于第二角β。這一點(diǎn)這樣達(dá)到，即，當(dāng)折疊時(shí)在第一端段內(nèi)的薄板層彼此的相對(duì)移動(dòng)遠(yuǎn)大于在第二端段內(nèi)的薄板層。原則上薄板疊的第二端部設(shè)計(jì)為非對(duì)稱的。
然后，每個(gè)薄板垛被裝在模具中央?yún)^(qū)的纏繞裝置固定住，并通過(guò)相對(duì)于模具相對(duì)旋轉(zhuǎn)纏繞裝置纏繞成一蜂窩體。
令人驚訝地表明，采用按本發(fā)明的方法構(gòu)成的蜂窩體沿周向看有薄板層比較均勻分布的端部，從而使蜂窩體有可能與外套管非常均勻地釬焊。由于蜂窩體能更均勻地釬焊，因而獲得蜂窩體更高的工作可靠性。
按方法的一種有利的進(jìn)一步發(fā)展，建議，當(dāng)折疊堆疊時(shí)在第一端段內(nèi)允許薄板層彼此之間的相對(duì)移動(dòng)比第二端段內(nèi)的大得多。尤其建議，在折疊時(shí)第二端段的堆疊的薄板層基本上固定不動(dòng)。由此達(dá)到薄板垛的第二端段基本上保持作為堆疊端段的原始形狀。根據(jù)用來(lái)構(gòu)成蜂窩體的薄板疊數(shù)量以及根據(jù)要獲得的蜂窩體造型，不同的薄板疊也可采用有不同設(shè)計(jì)的端部。通過(guò)組合不同的薄板垛以及通過(guò)相應(yīng)地設(shè)計(jì)在堆疊折疊時(shí)的第二端段，可以提高蜂窩體的工作可靠性。
為了簡(jiǎn)化蜂窩體的制造還建議，至少在折疊堆疊時(shí)，至少在第二端段與彎折線之間的區(qū)域被固定。這例如可在第二端段處夾緊堆疊實(shí)現(xiàn)。也可以按這樣的方式夾緊，即，允許薄板層有某些移動(dòng)。
優(yōu)選地，堆疊通過(guò)按這樣的方式鋪設(shè)薄板層構(gòu)成，即，使第二端段的堆疊的第二端面基本上垂直于堆疊的縱向延伸。尤其采用三個(gè)這樣的堆疊來(lái)構(gòu)成一個(gè)蜂窩體。
按另一個(gè)優(yōu)選的設(shè)計(jì)建議，至少一個(gè)堆疊由多個(gè)至少局部結(jié)構(gòu)化的薄板層鋪成，以及這些薄板層基本上完全重疊。
按方法的另一項(xiàng)有利的設(shè)計(jì)建議，在模具內(nèi)至少裝兩個(gè)薄板垛。每個(gè)薄板垛彎曲的端部裝在模具的中央?yún)^(qū)內(nèi)。每個(gè)薄板垛沿徑向向外定向，例如由WO97/00725已知的那樣。薄板垛被纏繞裝置所固定。薄板垛按這樣的方式裝在模具中，即，沿周向看第一端段與第二端段交替。薄板垛在模具內(nèi)的這種排列方式的優(yōu)點(diǎn)是，可實(shí)現(xiàn)每個(gè)薄板垛同向彎曲。由此還達(dá)到薄板垛每一個(gè)薄板層的端部沿周向看的均勻分布在每個(gè)薄板垛中發(fā)生。
按此方法的另一項(xiàng)有利的設(shè)計(jì)建議，纏繞裝置的旋轉(zhuǎn)方向選擇為使每個(gè)薄板垛分別繞一彎曲軸彎曲，彎曲軸基本上平行于彎折線并與外薄板層的一個(gè)位于第二端段與彎曲端段之間的部分相鄰地延伸。
按另一個(gè)發(fā)明思想，建議了一種用于制造具有許多可流過(guò)流體的通道的蜂窩體的薄板垛。此薄板垛由多個(gè)至少局部結(jié)構(gòu)化的薄板層組成，薄板層鋪疊并繞一公共的彎折線自身折疊在一起。薄板垛有一個(gè)彎曲的第一端部和有一個(gè)與第一端部處于相對(duì)位置的第二端部。第二端部由第一端段和第二端段組成。此薄板垛的特征在于，第一端段有第一端面，第二端段有第二端面，其中，第一端面與中面相交成第一角α，第二端面與中面相交成第二角β，以及，第一角α小于第二角β。如此設(shè)計(jì)的薄板垛尤其適用于制造蜂窩體。此薄板垛可按WO97/00725或按由WO97/00135已知的方法與其他相應(yīng)結(jié)構(gòu)的薄板垛一起纏繞成一個(gè)蜂窩體，在這種情況下獲得的蜂窩體其薄板端沿周向特別均勻地分布，從而可以在蜂窩體與外套管之間形成比較均勻的釬焊連接。優(yōu)選地將薄板垛設(shè)計(jì)為令第二角約為90°。
下面借助于附圖表示的實(shí)施例說(shuō)明按本發(fā)明的方法以及按本發(fā)明的薄板垛的其他詳情和優(yōu)點(diǎn)。


圖1示意和透視地表示一個(gè)堆疊；圖2示意和透視地表示一個(gè)薄板垛；圖3示意和在俯視圖中表示一裝置和三個(gè)要卷繞的薄板垛；圖4和5在纏繞過(guò)程中的各瞬態(tài)；圖6在模具內(nèi)已完全卷繞好的蜂窩體；圖7圖3中局部X的放大表示；以及圖8圖1所示裝置的橫截面。
圖1示意地和在透視圖中表示一堆疊27。堆疊27包括多個(gè)至少局部具有某種結(jié)構(gòu)的薄板層28、29。在圖1中所示的堆疊由光滑的薄板層28和波紋形的薄板層29組成。光滑的薄板層28和波紋形的薄板層29互相交替。在圖示的實(shí)施例中光滑的薄板層28和波紋形的薄板層29完全重疊。它們互相層疊，從而構(gòu)成一個(gè)有四角形底面的菱形體。在圖1中用點(diǎn)劃線表示彎折線21，堆疊27繞此彎折線自身折疊。彎折線21基本上在堆疊27的中央延伸。
通過(guò)堆疊27繞彎折線21自身折疊制成了一個(gè)薄板垛1，如圖2作為范例所示。薄板垛1有第一端部30。與彎折線21相鄰的端部30制成彎曲的。薄板垛1有第二端部31。第二端部31與第一端部30相對(duì)。第二端部31由堆疊27的第一端段32和第二端段33構(gòu)成。
第一端段32有第一端面35。端面35朝處于相對(duì)位置的第一端部30的方向傾斜。端面35與中面34相交成第一角α。第二端段33有第二端面36。端面36與中面34相交成第二角β。由圖2可見(jiàn)，第一角α小于，尤其明顯地小于第二角β。在圖示的實(shí)施例中第二角β約為90°。
圖3用俯視圖表示三個(gè)薄板垛1、2、3在模具5中的布局。每個(gè)薄板垛1、2、3以其各自的彎曲的第一端部30裝在模具5的中央?yún)^(qū)7內(nèi)。薄板垛1、2、3從中央?yún)^(qū)7起沿徑向向外延伸。薄板垛1、2、3按這樣的方式排列，即沿周向看第一端段32與第二端段33交替。
模具包括壁11，在圖示的實(shí)施例中它的三個(gè)矩形通道8、9、10沿模具5的圓周互相等距分布。模具可借助于圖中未表示的連接裝置通過(guò)外凸緣13與底板14連接，如圖8所示。底板14有通孔15，裝在操縱桿17上的沖頭16可穿過(guò)此通孔?？?5和沖頭16的橫截面與模具5的內(nèi)部橫截面一致。通道8、9和10有縱向面11，它的橫截面優(yōu)選地設(shè)計(jì)為凸的，如圖7所示?？v向面11、12優(yōu)選地設(shè)滑動(dòng)層18、19，它們是陶瓷材料的滑動(dòng)涂層。
為了看得更清楚起見(jiàn)，圖中沒(méi)有表示可使薄板垛1、2和3繞一條垂直于圖紙平面的軸線4旋轉(zhuǎn)的纏繞裝置。纏繞裝置有纏繞心棒24、25、26，它們插入每個(gè)薄板垛1、2和3內(nèi)并沿纏繞裝置的旋轉(zhuǎn)方向S旋轉(zhuǎn)。纏繞心棒24、25、26插在有關(guān)薄板垛1、2、3的彎折線21、22、23所在區(qū)內(nèi)。
通過(guò)沿方向S繞中心軸線4旋轉(zhuǎn)纏繞心棒24、25、26，使各薄板垛1、2和3同向纏繞。在纏繞過(guò)程中，薄板垛1、2和3沿每個(gè)通道8、9、10的滑動(dòng)層18、19滑入模具內(nèi)腔。各薄板垛繞彎曲軸37、38、39彎曲。各自的彎曲軸37、38、39基本上平行于彎折線21、22、23和纏繞心棒24、25、26延伸。彎曲軸與每個(gè)薄板垛1、2、3的外薄板層44在第二端段33與彎曲的端部30之間的部分40相鄰。在纏繞過(guò)程中，彎曲軸37、38、39發(fā)生移動(dòng)。彎曲軸37、38、39的位置取決于薄板垛1、2、3的纏繞周長(zhǎng)。
在纏繞過(guò)程中薄板層28、29發(fā)生移動(dòng)，所以第二端部31基本上與模具5內(nèi)部形狀相配。因此各薄板層28、29的移動(dòng)使得各薄板層28、29的端部在蜂窩體6的圓周上進(jìn)行均勻地分布。
以上所說(shuō)明的裝置表示了一種優(yōu)選的實(shí)施例，借助此裝置說(shuō)明了制造具有許多可流過(guò)流體的通道的蜂窩體的方法。作為替換形式，此方法也可以借助于在WO97/00135中所介紹的裝置和在那里所說(shuō)明的方法來(lái)實(shí)施。WO97/00135和DE19521685.7的內(nèi)容被全部采納。
權(quán)利要求
1．制造蜂窩體的方法，蜂窩體有許多由多個(gè)至少局部結(jié)構(gòu)化的薄板層構(gòu)成的可流過(guò)流體的通道，其中－至少一個(gè)堆疊(27)由多個(gè)至少局部結(jié)構(gòu)化的薄板層(28、29)鋪成；－每一個(gè)堆疊(27)為構(gòu)成一個(gè)薄板垛(1、2、3)分別繞一條彎折線(21、22、23)自身折疊在一起，使薄板垛(1、2、3)有一個(gè)彎曲的第一端部(30)和有一個(gè)與第一端部(30)處于相對(duì)位置的第二端部(31)，第二端部由堆疊(27)的第一端段(32)和第二端段(33)組成，在這里第一端段(32)以其第一端面(35)與中面(34)相交成第一角(α)，以及第二端段(33)以其第二端面(36)與中面(34)相交成第二角(β)，其中第一角(α)小于第二角(β)，－每個(gè)薄板垛(1、2、3)被一個(gè)設(shè)在模具(5)中央?yún)^(qū)(7)的纏繞裝置(24、25、26)固定，并通過(guò)纏繞裝置相對(duì)于模具(5)相對(duì)旋轉(zhuǎn)纏繞成一蜂窩體(6)。
2．按照權(quán)利要求1所述的方法，其中，當(dāng)折疊堆疊(27)時(shí)在第一端段(32)內(nèi)允許薄板層(28、29)彼此之間的相對(duì)移動(dòng)比第二端段(33)內(nèi)的大得多。
3．按照權(quán)利要求3所述的方法，其中，在折疊時(shí)第二端段(33)的堆疊(27)的薄板層(28、29)基本上固定不動(dòng)。
4．按照權(quán)利要求1、2或3所述的方法，其中，至少在折疊堆疊(27)時(shí)，至少在第二端段(33)與彎折線(21)之間的區(qū)域(37)被固定。
5．按照權(quán)利要求1至4之一所述的方法，其中，薄板層(28、29)按這樣的方式鋪設(shè)，即，使第二端段(33)的堆疊(27)的第二端面(36)基本上垂直于堆疊(27)的縱向延伸。
6．按照權(quán)利要求1至5之一所述的方法，其中，至少一個(gè)堆疊(27)由多個(gè)至少局部結(jié)構(gòu)化的薄板層(28、29)鋪成，以及這些薄板層(28、29)基本上完全重疊。
7．按照權(quán)利要求1至6之一所述的方法，其中，在模具(5)內(nèi)至少兩個(gè)薄板垛(1、2、3)以各自的彎曲的第一端部(30)裝在中央?yún)^(qū)(7)內(nèi)并沿徑向向外定向，以及按這樣的方式被纏繞裝置(24、25、26)固定住，即，沿周向看第一端段(32)與第二端段(33)交替。
8．按照權(quán)利要求1至6之一所述的方法，其中，纏繞裝置(24、25、26)的旋轉(zhuǎn)方向選擇為，使每個(gè)薄板垛(1、2、3)分別繞一彎曲軸(37、38、39)彎曲，彎曲軸基本上平行于彎折線(21、22、23)并與外薄板層(41)的一個(gè)位于第二端段(33)與彎曲的端段(30)之間的部分(40)相鄰地延伸。
9．制造有許多可流過(guò)流體的通道的蜂窩體用的薄板垛，它有多個(gè)至少局部結(jié)構(gòu)化的薄板層(27、28)，薄板層鋪疊并繞一公共的彎折線(21、22、23)自身折疊在一起，在這種情況下薄板垛(1、2、3)有一個(gè)彎曲的第一端部(30)和有一個(gè)與第一端部(30)處于相對(duì)位置的第二端部(31)，第二端部由第一端段(32)和第二端段(33)組成，其特征為第一端段(32)有第一端面(35)，第二端段(33)有第二端面(36)；第一端面(35)與中面(34)相交成第一角(α)，第二端面(36)與中面(34)相交成第二角(β)；以及，第一角(α)小于第二角(β)。
10．按照權(quán)利要求8所述的薄板垛，其特征為第二角(β)約為90°。
全文摘要
為了制造一種蜂窩體,這種蜂窩體有許多由多個(gè)至少局部結(jié)構(gòu)化的薄板層構(gòu)成的可流過(guò)流體的通道,建議至少一個(gè)堆疊由多個(gè)至少局部結(jié)構(gòu)化的薄板層鋪成。每一個(gè)堆疊為了構(gòu)成薄板垛分別繞一條彎折線自身折疊在一起,使薄板垛有一個(gè)彎曲的第一端部和有一個(gè)與第一端部處于相對(duì)位置的第二端部,第二端部由堆疊的第一端段和第二端段組成,在這里第一端段以其第一端面與中面相交成第一角α,第二端段以其第二端面與中面相交成第二角β,其中第一角α小于第二角β。每個(gè)薄板垛被一個(gè)設(shè)在模具中央?yún)^(qū)的纏繞裝置固定,并通過(guò)纏繞裝置相對(duì)于模具相對(duì)旋轉(zhuǎn)纏繞成一蜂窩體。
文檔編號(hào)B01D53/86GK1304335SQ99806958
公開(kāi)日2001年7月18日 申請(qǐng)日期1999年5月28日 優(yōu)先權(quán)日1998年6月4日
發(fā)明者羅伯特·迪瓦爾德, 曼弗雷德·菲爾克特爾 申請(qǐng)人:發(fā)射技術(shù)有限公司