专利名称：制造蜂窝体的设备和方法
技术领域：
本发明涉及一种制造蜂窝体尤其是催化剂载体的设备和方法，蜂窝体由至少一个由许多至少局部具有某种结构的金属薄板组成的堆叠构成。
为了减少废气中尤其是汽车废气中有害物含量采用催化剂。这些催化剂内的载体可设计为金属蜂窝体的形式。这种蜂窝体包括一个由许多至少局部具有某种结构的金属薄板组成的堆叠。由US-A-4923109已知一种蜂窝体，它具有一个反向绕其自身和绕中心区弯卷的堆叠。
此外，由WO90/03220已知一种金属的催化剂载体，它由至少局部具有某种结构的金属薄板构成。此催化剂载体至少包括三个金属薄板的堆叠，其中至少有三个堆叠各绕一个在蜂窝体中心区的有关弯折线折叠，并在折叠状态彼此反向地并绕一具有弯折线的中心区卷绕。
已知一些用于制造这种蜂窝体的设备，它包括一个可绕一轴线旋转并作用在每个堆叠上的叉形卷绕器以及一些闭合成一个模具的模块。闭合后模具的内轮廓与蜂窝体在卷绕状态下的外轮廓相应。为保证多个堆叠或一个堆叠绕其自身和绕一中央区的卷绕，模块应这样朝着堆叠的方向运动，即，在叉形卷绕器旋转期间使一个或多个堆叠贴靠在模块的边缘上并因而使此边缘构成一个支承面。在将近结束制造过程时模具完全封闭，并因而给予此蜂窝体其最终的形状。
此已知的设备有两个部分，它们沿直线可彼此移近和互相移开。在闭合过程中存在着这样的危险，即，至少一个模块会朝仍应卷绕的堆叠部分的运动方向的反向移动。若此模块朝堆叠部分运动，则可能导致一个或多个堆叠不应有的走样。这样一种走样可能带来的结果是，堆叠的一块块金属薄板局部瓢曲。金属薄板的走样影响蜂窝体的结构。一方面蜂窝体的强度遭受这种变形的损害，另一方面导致通道横截面的局部改变。由于通道截面的这种改变引起废气通过蜂窝体的不均匀分配，从而会影响蜂窝体的催化效果。
已知的这些蜂窝体横截面设计为基本上圆形的。制造其它形状的横截面需要另外的制造方法。例如由US-PS4519120已知这种制造方法。按照这种制造方法，首先卷绕蜂窝体，接着通过模具变形。
因此，本发明的目的是进一步改进用于制造蜂窝体的已知的设备和已知的方法，使得在制造过程中避免堆叠或各金属薄板走样。此外应提供可能性，制造具有非圆形横截面的蜂窝体。
按本发明此目的通过具有权利要求1特征的设备达到。设备有利的进一步设计是从属权利要求2至5的内容。按本发明用于制造蜂窝体的方法在权利要求6和7中说明。
按本发明用于制造一种蜂窝体尤其是催化剂载体的设备，其中蜂窝体由至少一个由许多至少局部具有某种结构的金属薄板组成的堆叠构成以及金属薄板形成许多可流过流体的通道，此设备有一个作用在每个堆叠上的叉形夹具和一些能闭合成一个模具的模块，每个模块各有一个外表面部分，当模具闭合时它们共同形成要制造的蜂窝体外形，这种设备的特征在于，至少设有两个可这样移动地布置的模块，即，使每一个外表面部分的至少一个贴靠在堆叠上的分段，描绘出一个与外形相符的沿堆叠各自由端方向的运动轨迹。通过使每个外表面部分的至少一个分段描绘出一个朝堆叠的各自由端方向与外形相符的运动轨迹，使得堆叠上与模块的这一分段当时处于接触中的部分这样变形，即，在堆叠成形的最终状态能获得所制造蜂窝体期望的外形。通过使运动轨迹方向朝堆叠的各自由端延伸，与迄今已知的方法不同，避免了一层层金属薄板或堆叠走样，因为模块紧贴着堆叠的部分直至其成为最终的形状。根据要制造的蜂窝体所期望的外形，可以选择模块适当的数量，由这些模块来完成堆叠或一层层金属薄板的卷绕。最好设两个模块，它们沿相同的方向移动。可以肯定，模块外表面部分的此分段在运动过程中会有不同的长度。这一方面取决于模块的运动过程，另一方面取决于所要制造的蜂窝体外形。
按此设备的一种最佳实施形式，模块在它们各自的起始位置彼此相对地定位。模块最好成对地彼此相对定位。尤其是模块实现同步运动。但这一点并不强求。实际上这样做就足够了，即，模块各自的运动速度的差别，不致使模块在制造蜂窝体过程中互相撞击。
按另一项有利的设计建议，将模具设计为至少有一个可沿径向向里和向外运动的模块，这一模块构成一个闭合块。借助于这一闭合块在最终状态闭合模具，使蜂窝体具有其最终的形状。
按本发明的思想建议了一种用于制造蜂窝体的方法，此蜂窝体由许多至少局部具有某种结构的金属薄板构成并有许多可流过流体的通道。按照这一方法，首先，一个由许多至少局部具有某种结构的金属薄板组成的堆叠分层堆放。将此堆叠置入一个打开的模具内，并被一个在中央区的夹具固定在模具内。堆叠的端部从中央区沿径向向外延伸。至少两个模块从它们的起始位置分别作这样的移动，即，使每个外表面部分的至少一个分段贴靠到堆叠上。然后模块沿一个与外形相符的运动轨迹运动，在此期间至少每个外表面部分的一个分段始终贴靠在此堆叠上。当堆叠达到预定的卷绕度之后闭合模具。
为制造蜂窝体还建议了一种方法，按此方法，由许多至少局部具有某种结构的金属薄板组成的多个堆叠分层堆放。每一个堆叠沿一条弯折线折叠。将这些堆叠置入一个打开的模具内，并被一个在中央区的夹具固定在模具内。接着至少两个模块从它们的起始位置分别作这样的移动，即，使模块每一个外表面部分的至少一个分段贴靠到各自的堆叠上。模块沿一个与外形相符的运动轨迹运动，因此模块每一个外表面部分的一个分段始终贴靠在堆叠上。当堆叠达到预定的卷绕度之后闭合模具。
采用这种设备和这种方法呈现了一种可能性，即可以制造具有一个与圆形截面不同的横截面的蜂窝体。例如可以制造一种椭圆形的蜂窝体，或制造跑道形的蜂窝体，与此同时无需堆叠或金属薄板有任何走样。采用这种方法和设备获得了一种具有均匀结构的蜂窝体。
下面借助于实施例说明设备和方法的其它优点和特征，附图表示了此实施例。其中
图1用于制造蜂窝体的设备和打开的模具的示意俯视图；图2至4可运动的模块的不同位置；图5局部闭合的模具；以及图6闭合的模具俯视图。
此设备有一个叉形的夹具，它在模具的中央区固定堆叠1。堆叠1绕夹具的芯棒13、14卷绕。模具有四个模块2、3、4和5。它们共同在闭合状态构成模具10。每个模块2至5有一个外表面部分6、7、8和9，在模具10闭合时它们共同形成所要制造的蜂窝体的外形15。
模块3和5设置成能沿径向向里和向外移动。
在图2中模块2和4贴靠到堆叠1上。模块2外表面部分6的分段11和模块4外表面部分8的分段12贴靠在堆叠1上。堆叠的从芯棒14和13伸出模具的部分按照分段11和12的曲率弯曲。在图3中表示了模块2和4的位置，这是模块2和4旋转30°后的位置。在沿箭头方向R旋转时，堆叠的其它部分变形。在这种情况下模块2和4的旋转以这样的方式进行，即，使模块2和4的分段11和12始终贴靠在堆叠上。通过模块2和4的进一步旋转，使它们处于如图4所示的位置。此时模块2和4相对于它们的原始位置旋转了90°。由图4可以特别清楚地看出，外表面部分6和8的分段11和12比图2和3中所表示的要大得多。通过模块3和4的进一步移动使堆叠处于其最终的形状。在图示的实施例中，模块2和4旋转180°便够了，因为蜂窝体设计的镜象对称的。两个模块2和4的运动同步进行。当模块2和4达到它们如图5所示的位置后，两个模块3和5沿径向向里朝蜂窝体16移近。由图5可见，此时模具10尚未最终闭合。通过各模块2至4进一步移近将模具10闭合，如图6所示。
权利要求
1.制造一种蜂窝体尤其是催化剂载体的设备，蜂窝体由至少一个由许多至少局部具有某种结构的金属薄板组成的堆叠(1)构成，金属薄板形成许多可流过流体的通道，此设备有一个作用在每个堆叠(1)上的叉形夹具和有一些能闭合成一个模具(10)的模块(2、3、4、5)，其中每个模块(2、3、4、5)各有一个外表面部分(6、7、8、9)，当模具(10)闭合时它们共同形成要制造的蜂窝体的外形，其特征为至少设有两个可这样移动地布置的模块(2、4)，即使每一个外表面部分(6、8)的至少一个贴靠在堆叠(1)上的分段(11、12)，描绘出一个与外形相符的沿堆叠(1)各自由端方向的运动轨迹。
2.按照权利要求1所述的设备，其特征为模块(2、4)沿相同的方向(R)移动。
3.按照权利要求1或2所述的设备，其特征为模块(2、4)在它们各自的起始位置最好成对地彼此相对地定位。
4.按照权利要求1至3之一所述的设备，其特征为模块(2、4)同步移动。
5.按照前列诸权利要求之一所述的设备，其特征为模具(10)至少有一个可沿径向向里和向外运动的模块(3、5)，它构成一个闭合块。
6.制造一种蜂窝体的方法，这种有许多可流过流体的通道的蜂窝体由许多至少局部具有某种结构的金属薄板构成，按此方法-一个由许多至少局部具有某种结构的金属薄板组成的堆叠(1)被分层堆放；-堆叠(1)置入一个打开的模具(10)内，并被一个在中央区的夹具固定在模具内；-至少两个模块(2、4)从它们的起始位置分别作这样的移动，即，使每一个外表面部分(6、8)的至少一个分段(11、12)贴靠到堆叠(1)上，然后沿一个与外形相符的运动轨迹运动，直至达到预定的卷绕度，接着闭合模具(10)。
7.制造一种蜂窝体的方法，这种有许多可流过流体的通道的蜂窝体由许多至少局部具有某种结构的金属薄板构成，按此方法-由许多至少局部具有某种结构的金属薄板构成的多个堆叠(1、2、3)被分层堆放；-每个堆叠(1、2、3)各绕一条弯折线折叠；-将这些堆叠(1)置入一个打开的模具(10)内，并被一个在中央区的夹具固定在模具内；-至少两个模块(2、4)从它们的起始位置分别作这样的移动，即，使每一个外表面部分(6、8)的至少一个分段(11、12)贴靠到堆叠(1)上，然后沿一个与外形相符的运动轨迹运动，直至达到预定的卷绕度，接着闭合模具(10)。
全文摘要
本发明涉及一种制造蜂窝体尤其是催化剂载体的设备,蜂窝体由许多至少局部具有某种结构的金属板组成的堆叠构成,金属薄板形成许多可流过流体的通道。设备有一个固定每个堆叠(1)的叉形夹具和一些模块(2、3、4、5)。这些模块可以闭合以形成一个模具(10),其中每个模块(2、3、4、5)有一个覆盖部分(6、7、8、9),当模具(10)闭合时这些覆盖部分提供要制造的蜂窝体的外形。至少两个模块(2、4)以这样的方式移动,即,使每一个覆盖部分(6、8)的至少一个贴靠在堆叠(1)上的分段(11、12),描绘出一个朝堆叠(1)自由端的运动轨迹。
文档编号B01J35/04GK1192798SQ96196123
公开日1998年9月9日 申请日期1996年6月18日 优先权日1995年8月7日
发明者路德维希·威尔斯 申请人:发射技术有限公司