專利名稱：帶有傳感器安裝孔的金屬蜂窩體的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本領(lǐng)域涉及一種金屬蜂窩體的制造方法，蜂窩體包括至少部分形成表面波紋構(gòu)造以下稱為構(gòu)造的薄板，其中形成特別是可由內(nèi)燃機(jī)廢氣流通的通道。金屬蜂窩體具有至少一個(gè)延伸到蜂窩體內(nèi)部的傳感器安裝孔/安裝結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
這種類型的帶傳感器的蜂窩體特別用于“在線診斷”(ODB)，其對象是例如在汽車排氣系統(tǒng)中的催化轉(zhuǎn)化器的功能監(jiān)控。這里催化轉(zhuǎn)化器用來將在廢氣中所包含的有害物質(zhì)(例如氮氧化物、不飽和碳?xì)浠衔?，一氧化?轉(zhuǎn)化成根據(jù)有效的法律規(guī)定可以排入大氣的成分。由于看來目前還不能借助于傳感器直接測量例如有害的碳?xì)浠衔锏氖聦?shí)，目前有兩種方法可用來監(jiān)控催化轉(zhuǎn)化器的功能。
第一種方法的內(nèi)容是確定儲(chǔ)存在催化轉(zhuǎn)化器內(nèi)的氧氣。為此在催化轉(zhuǎn)化器前后分別設(shè)一氧氣傳感器，它們確定廢氣中的氧氣含量。由此可以獲得關(guān)于催化器儲(chǔ)存容量的結(jié)論或關(guān)于老化過程進(jìn)展情況的結(jié)論。
第二種方法用兩個(gè)直接安裝在催化轉(zhuǎn)化器前后的溫度傳感器測量廢氣的溫度變化。這決定于催化轉(zhuǎn)化器內(nèi)部的熱過程，特別是催化器與廢氣的放熱反應(yīng)。
除了這種類型的在催化轉(zhuǎn)化器前后的兩個(gè)傳感器的結(jié)構(gòu)外，從德國實(shí)用新型DE8816154U得到一種用于用來凈化廢氣的催化反應(yīng)器的基體，其蜂窩體由金屬波紋帶整體制成。其中在基體上這樣地安裝一傳感器，使該傳感器向金屬蜂窩體內(nèi)部延伸，此外建議，為此所需要的孔借助于電子束或激光切割、锪孔或高速銑削和磨削制造。這里在金屬蜂窩體形成后制造這種類型的孔在制造工藝方法是困難的。

發(fā)明內(nèi)容
由此出發(fā)本發(fā)明的目的是，提供一種制造金屬蜂窩體的方法，用這種方法保證可靠的和適合于批量生產(chǎn)的制造過程。
這個(gè)目的通過按所提出的權(quán)利要求1的方法來實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明其它優(yōu)良的方案在從屬權(quán)利要求中說明。
按照本發(fā)明包含至少局部形成構(gòu)造的構(gòu)成特別是可由內(nèi)燃機(jī)廢氣流通的通道的薄板的并具有至少一個(gè)延伸到蜂窩體內(nèi)部的傳感器安裝孔的金屬蜂窩體的制造方法具有以下工步—在至少一塊薄板上制造缺口；—堆疊和/或卷繞薄板以形成蜂窩結(jié)構(gòu)，其中至少一塊薄板設(shè)置成這樣，使得形成至少一個(gè)向內(nèi)部延伸的安裝孔；—將薄板裝入一帶一孔的套管內(nèi)，其中此孔至少部分在至少一個(gè)安裝孔上延伸；—建立薄板相互間和/或與套筒的拼接連接(FuegetechnischeVerbindung)。
所推薦的方法的特征特別在于，在薄板堆疊和/或卷繞以形成蜂窩結(jié)構(gòu)之前便已經(jīng)進(jìn)行形成安裝孔的主要制造過程。這使得在制造這種類型的缺口時(shí)僅僅至少一塊薄板的直接鄰接的區(qū)域受力。相反按普通的已知方法制造相應(yīng)的安裝孔導(dǎo)致許多相鄰薄板的變形，因?yàn)樗鼈円呀?jīng)緊靠在一起。這種類型的變形特別地導(dǎo)致通道的堵塞，這時(shí)例如對催化轉(zhuǎn)化器的效率或壓力損失起不利影響。用按本發(fā)明推薦的方法避免這些缺點(diǎn)，這里特別是優(yōu)先單獨(dú)地加工各塊薄板。
按照另一種方案建議，產(chǎn)生一盲孔形的安裝孔。按此方案至少一塊薄板上的缺口做成這樣，使它們在堆疊和/或卷繞后產(chǎn)生一從蜂窩結(jié)構(gòu)的周圍一直延伸到內(nèi)部區(qū)域的安裝孔。這里盲孔的尺寸這樣選擇，使盲孔僅僅略大于向蜂窩體內(nèi)部延伸的傳感器。由此確保，盡管在蜂窩體內(nèi)部安裝一傳感器仍具有足夠大數(shù)量的帶有完全封閉的壁的通道，這些壁提供對于使廢氣內(nèi)的有害物質(zhì)催化轉(zhuǎn)化所需的表面。
按照另一種方案金屬蜂窩體具有厚度小于0.03mm的薄板。鑒于這么薄的薄板后續(xù)加工(在堆疊和/或卷繞的狀態(tài)下)特別困難，因此所推薦的方法特別適用于這種類型的薄板。
按照本方法的又一種方案缺口在薄板的構(gòu)造形成之前便已經(jīng)制成。通常金屬蜂窩體用光滑和波紋的薄板制成。波紋薄板用軋制方法加工在薄板上。關(guān)于缺口的制造預(yù)先制造是有利的，因?yàn)榭梢圆捎帽容^簡單的工藝方法。特別是缺口可以由薄板沖壓或步?jīng)_成形。由此防止薄板構(gòu)造的損壞。
此外建議，薄板首先至少局部形成構(gòu)造，接著至少堆疊用來制造安裝孔的薄板，其中現(xiàn)在缺口借助于高能射流/線產(chǎn)生。這里特別是指激光切割法，等離子切割法以及水束切割法。其中待堆疊的同時(shí)加工的薄板的數(shù)量最好限制在20，特別是10或5塊薄板之間。
按照本方法還有一種方案首先堆疊薄板，接著彎曲成S形或者這樣設(shè)置，使薄板漸開線形從內(nèi)向外向套管方向伸展。其中缺口的制造最好在堆疊之前進(jìn)行。薄板的S形或漸開線形布局使得，它們分別一直延伸到蜂窩體邊緣或延伸到套管。這有這樣的優(yōu)點(diǎn)，即產(chǎn)生相應(yīng)的安裝孔特別方便。為此根據(jù)傳感器的尺寸給規(guī)定數(shù)量的相鄰設(shè)置的薄板配備缺口便足夠了。這些缺口直接形成希望的安裝孔。相反在螺線形布置薄板時(shí)在制造缺口時(shí)總是要考慮周長/向的變化，以便將待卷繞的板層的缺口放置在前一板層的缺口上。
這里缺口最好具有U形形狀，其中特別是相鄰薄板具有不同的深度。缺口的U形結(jié)構(gòu)特別是允許使用桿狀傳感器。借助于尤其是相鄰薄板缺口深度微小的變化考慮在套管附近薄板略微彎曲的結(jié)構(gòu)，這時(shí)例如保證桿狀傳感器的集成，而傳感器不與薄板相接觸。
按照本方法一種優(yōu)良的方案安裝孔做成這樣，使它至少逐段跟隨薄板的走向。這使得只需要較少的相鄰薄板配備缺口。其中所用的傳感器最好根據(jù)薄板的走向做得相互匹配。由此防止薄板的損壞，同時(shí)對蜂窩結(jié)構(gòu)的功能只有很小影響。
附圖的簡要描述借助于附圖對其它優(yōu)良的結(jié)構(gòu)和特別優(yōu)選的實(shí)施形式作較詳細(xì)的說明。
附圖表示

圖1用透視示意圖表示一帶傳感器的金屬蜂窩體，圖2用透視示意圖表示帶缺口的薄板結(jié)構(gòu)，圖3用透視示意圖表示本發(fā)明方法的一種方案的流程，圖4示意表示一具有漸開線形分布的薄板的金屬蜂窩體的實(shí)施形式的橫截面，圖5示意表示一涂覆的蜂窩結(jié)構(gòu)的局部視圖。
本發(fā)明具體的實(shí)施方式圖1表示一金屬蜂窩體1，它具有薄板3，薄板做得至少局部帶有構(gòu)造2，在那里形成通道4。這種類型的金屬蜂窩體1特別用來凈化內(nèi)燃機(jī)廢氣，其中待凈化的廢氣流過蜂窩體1的通道4。蜂窩體1具有一向蜂窩體1內(nèi)部5延伸的里面安裝傳感器7的安裝孔6。安裝孔6由一定數(shù)量的缺口8構(gòu)成，這些缺口加工在相應(yīng)數(shù)量的薄板3上。這里薄板3彎曲成S形并被一套管10包圍。
圖2表示一光滑的和波紋的薄板的堆疊，它們共同構(gòu)成蜂窩結(jié)構(gòu)9。薄板3具有最好小于0.03mm的厚度12。接著例如將這種板堆疊彎曲成S形。為了在這里制造一例如在圖1中所示的安裝孔6，一些板具有缺口8，它們從以后貼合在套管10上的薄板棱邊出發(fā)具有可預(yù)先規(guī)定的深度14。這里相鄰薄板3的缺口8的深度14最好做得不同。這里薄板各自用一種切割方法加工是有利的。
圖3示意表示制造金屬蜂窩體1的流程，其薄板3卷繞成螺線形。其中一光滑的和一形成構(gòu)造的薄板3重疊放置，缺口8借助于高能射流/線13產(chǎn)生。這時(shí)例如一噴嘴對應(yīng)于所希望的缺口8形狀在薄板3上方運(yùn)動(dòng)(通過箭頭表示)，以便借助于水束剝離噴射切割法制造例如圓形缺口8。這樣處理的薄板3卷繞成一蜂窩結(jié)構(gòu)，其中相鄰缺口8之間的距離做成這樣，使它們在卷繞時(shí)始終重疊。如果蜂窩結(jié)構(gòu)達(dá)到規(guī)定的直徑，便將輸入的薄板3切斷，將蜂窩結(jié)構(gòu)將入套管10。套管10有一開口11，它這樣布置，使它至少部分設(shè)置在缺口8上方。這樣便形成一安裝孔6(未畫出)，接著可將傳感器7裝入此孔內(nèi)。
圖4示意表示一帶有薄板3的金屬蜂窩體1的一種實(shí)施形式的橫截面，其中這里首先略去了構(gòu)造2(未畫出)。這里薄板3裝在一套管10內(nèi)，其中薄板形成一漸開線形曲線19。其中由薄板3形成的安裝孔6以及裝在孔6內(nèi)并相應(yīng)成形的傳感器7在段18內(nèi)遵從曲線19。這里傳感器7借助于一支架15固定在套管10的開口11內(nèi)。傳感器7至少部分做成彈性的或可變形的，以便于傳感器7安裝孔6內(nèi)。帶有缺口8(未畫出)的薄板3的數(shù)量用這種方法限制在少于20，特別是少于10之內(nèi)。
圖5示意表示一涂覆的蜂窩結(jié)構(gòu)9的局部視圖。蜂窩結(jié)構(gòu)9的通道4由薄板3圍成，其中帶有構(gòu)造2的薄板3和光滑薄板3交替地卷繞。這里薄板具有小于0.03mm的厚度12。鑒于這種類型的蜂窩體1優(yōu)選用作用于廢氣凈化的催化器基體，這種蜂窩結(jié)構(gòu)9具有一催化活性作用的涂層16。在凈化過程中涂層16與流過通道4的廢氣接觸，這時(shí)包含涂層16的貴金屬17可以使有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化。
按本發(fā)明的方法防止在后續(xù)制造傳感器安裝孔時(shí)通道由于加工而損壞，從而保證例如廢氣的特別有效的轉(zhuǎn)化。
附圖標(biāo)記表1 蜂窩體 2 (波紋)構(gòu)造3 薄板4 通道5 內(nèi)部6 安裝孔7 傳感器 8 缺口9 蜂窩結(jié)構(gòu)10 套管11 開口12 厚度13 射線14 深度15 支架16 涂層17 貴金屬 18 段19 曲線/走向
權(quán)利要求
1.包含至少部分形成構(gòu)造(2)的薄板(3)的金屬蜂窩體(1)的制造方法，其中形成特別是對于內(nèi)燃機(jī)廢氣可流通的通道(4)，并且蜂窩體具有至少一個(gè)向蜂窩體(1)內(nèi)部(5)延伸的用于傳感器(7)的安裝孔(6)，按以下工步—在至少一塊薄板(3)上制造缺口(8)；—堆疊和/或卷繞薄板(3)，以形成蜂窩結(jié)構(gòu)(9)，其中至少一個(gè)薄板(3)這樣設(shè)置，使形成至少一個(gè)向內(nèi)部(5)延伸的安裝孔(6)；—將薄板(3)裝入帶有一個(gè)開口(11)的套管(10)內(nèi)，其中開口(11)至少部分在至少一個(gè)安裝孔(6)的上方延伸；—建立薄板(3)相互間和/或與套筒(10)的拼接連接。
2.按權(quán)利要求1所述的方法，其中安裝孔(6)做成盲孔的形狀。
3.按權(quán)利要求1或2所述的方法，其中薄板(3)具有小于0.03mm的厚度(12)。
4.按權(quán)利要求1至3之任一項(xiàng)所述的方法，其中缺口(8)在薄板(3)形成構(gòu)造(2)之前便已經(jīng)制成。
5.按權(quán)利要求4所述的方法，其中缺口(8)沖壓形成。
6.按權(quán)利要求1至3之任一項(xiàng)所述的方法，其中薄板(3)至少局部形成構(gòu)造(2)，接著堆疊至少用來制造安裝孔(6)的薄板(3)，并借助于高能射流(13)產(chǎn)生缺口(8)。
7.按權(quán)利要求1至6之任一項(xiàng)所述的方法，其中首先堆疊薄板(3)，接著將其卷曲成S形，或者形成從內(nèi)向(5)外伸展到套管(10)為止的漸開線形布置。
8.按權(quán)利要求7所述的方法，其中缺口(8)做成U形。
9.按權(quán)利要求7或8所述的方法，其中相鄰薄板(3)的缺口(8)具有不同的深度(14)。
10.按權(quán)利要求7至9之任一項(xiàng)所述的方法，其中安裝孔(6)做成這樣，即它至少局部段(18)遵從薄板(3)的曲線(19)，此外最好接著裝入相應(yīng)地成形的傳感器(7)。
全文摘要
包含至少部分形成構(gòu)造(2)的薄板(3)的金屬蜂窩體(1)的制造方法，其中形成特別是對于內(nèi)燃機(jī)的廢氣可流通的通道(4)，蜂窩體具有至少一個(gè)向蜂窩體(1)內(nèi)部(5)延伸的用于傳感器(7)的安裝孔(6)，按以下工步在至少一塊薄板(3)上制造缺口(8)；堆疊和/或卷繞薄板(3)，以形成蜂窩結(jié)構(gòu)(9)，其中至少一塊薄板(3)這樣地設(shè)置，使得形成至少一個(gè)向內(nèi)部(5)延伸的安裝孔(6)；將薄板(3)裝入一帶開口(11)的套管(10)，其中開口(11)至少部分在至少一個(gè)安裝孔(6)的上方延伸；建立薄板(3)相互間和/或與套筒(10)的拼接連接。所推薦的方法防止在后續(xù)制造用于傳感器(7)的安裝孔(6)時(shí)由于加工損壞通道(4)，從而保證例如特別有效的廢氣轉(zhuǎn)化。
文檔編號F01N11/00GK1496440SQ02806599
公開日2004年5月12日 申請日期2002年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月16日
發(fā)明者R·布呂克, R 布呂克 申請人:排放技術(shù)有限公司