专利名称：制造有许多可流过流体的通道的蜂窝体的方法和薄板垛的制作方法
技术领域：
本发明的对象涉及制造有许多可流过流体的蜂窝体的方法和薄板垛。
金属蜂窝体是已知的，它们用作催化剂载体。这样一种蜂窝体由多个至少局部具有某种结构的薄板层构成。例如由US-PS4923109、WO90/03220、EP0322566A1和WO94/01661已知许多有关蜂窝体设计的例子。
WO97/00725涉及蜂窝体的制造，这种蜂窝体有许多由多个至少局部结构化的层构成的可流过流体的通道。此文件建议，至少一个堆叠由多个至少局部结构化的薄板层铺成。每个堆叠为了构成薄板垛分别绕一条弯折线自身折叠在一起。每个薄板垛装在模具内，模具有与要制造的蜂窝体外形一致的轮廓形状。每个堆叠被一个设在模具中央区内的缠绕装置固定。然后所有的堆叠通过缠绕装置相对于模具的相对旋转缠绕成蜂窝体。接着将如此制备的蜂窝体装入外套管。由WO97/00135已知制造蜂窝体的另一种方法。
在进一步的制造步骤中，蜂窝体与外套管钎焊。在这里各薄板层的端部基本上与外套管钎焊。在如此制成的蜂窝体中存在着这样的危险，即，通过每个堆叠自身折叠在一起并缠绕此堆叠成为蜂窝体，在各薄板层与外套管的连接区，个别薄板层沿外套管表面的一个比较大的圆周部分与外套管钎焊，与此同时另一些薄板层则沿比较小的圆周段与外套管钎焊。蜂窝体与外套管的这种连接带来的危险是，蜂窝体由于其机械和热负荷而损坏。尤其存在在个别薄板层之间的钎焊连接至少局部破坏的危险。
以此出发，本发明的目的是提供一种制造蜂窝体的方法，按此方法蜂窝体有可能与外套构成更均匀的钎焊连接。本发明的另一个目的是，提供一种特别适用于构成蜂窝体的薄板垛。
此目的通过具有权利要求1特征的制造蜂窝体的方法和通过具有权利要求8特征的薄板垛达到。按本发明的方法和薄板垛的进一步发展和设计是各从属权利要求的内容。
按本发明用于制造具有许多可流过流体的通道的蜂窝体的方法建议，至少一个堆叠由多个至少局部结构化的铺叠的薄板层构成。然后，每个堆叠为了构成薄板垛绕一条弯折线自身折叠在一起，使薄板垛有一个弯曲的第一端部和有一个与第一端部处于相对位置的第二端部。堆叠自身折叠在一起以构成薄板垛按这样的方式进行，即，使得第二端部由堆叠的第一端段和第二端段组成。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构成薄板垛第二端部的端面。这些端面彼此相对倾斜。第一端面与例如由薄板垛自身折叠的中央薄板层构成的中面形成第一夹角α。第二端面与中面形成第二夹角β。角β和角α是交角。第一角α选择为小于第二角β。这一点这样达到，即，当折叠时在第一端段内的薄板层彼此的相对移动远大于在第二端段内的薄板层。原则上薄板叠的第二端部设计为非对称的。
然后，每个薄板垛被装在模具中央区的缠绕装置固定住，并通过相对于模具相对旋转缠绕装置缠绕成一蜂窝体。
令人惊讶地表明，采用按本发明的方法构成的蜂窝体沿周向看有薄板层比较均匀分布的端部，从而使蜂窝体有可能与外套管非常均匀地钎焊。由于蜂窝体能更均匀地钎焊，因而获得蜂窝体更高的工作可靠性。
按方法的一种有利的进一步发展，建议，当折叠堆叠时在第一端段内允许薄板层彼此之间的相对移动比第二端段内的大得多。尤其建议，在折叠时第二端段的堆叠的薄板层基本上固定不动。由此达到薄板垛的第二端段基本上保持作为堆叠端段的原始形状。根据用来构成蜂窝体的薄板叠数量以及根据要获得的蜂窝体造型，不同的薄板叠也可采用有不同设计的端部。通过组合不同的薄板垛以及通过相应地设计在堆叠折叠时的第二端段，可以提高蜂窝体的工作可靠性。
为了简化蜂窝体的制造还建议，至少在折叠堆叠时，至少在第二端段与弯折线之间的区域被固定。这例如可在第二端段处夹紧堆叠实现。也可以按这样的方式夹紧，即，允许薄板层有某些移动。
优选地，堆叠通过按这样的方式铺设薄板层构成，即，使第二端段的堆叠的第二端面基本上垂直于堆叠的纵向延伸。尤其采用三个这样的堆叠来构成一个蜂窝体。
按另一个优选的设计建议，至少一个堆叠由多个至少局部结构化的薄板层铺成，以及这些薄板层基本上完全重叠。
按方法的另一项有利的设计建议，在模具内至少装两个薄板垛。每个薄板垛弯曲的端部装在模具的中央区内。每个薄板垛沿径向向外定向，例如由WO97/00725已知的那样。薄板垛被缠绕装置所固定。薄板垛按这样的方式装在模具中，即，沿周向看第一端段与第二端段交替。薄板垛在模具内的这种排列方式的优点是，可实现每个薄板垛同向弯曲。由此还达到薄板垛每一个薄板层的端部沿周向看的均匀分布在每个薄板垛中发生。
按此方法的另一项有利的设计建议，缠绕装置的旋转方向选择为使每个薄板垛分别绕一弯曲轴弯曲，弯曲轴基本上平行于弯折线并与外薄板层的一个位于第二端段与弯曲端段之间的部分相邻地延伸。
按另一个发明思想，建议了一种用于制造具有许多可流过流体的通道的蜂窝体的薄板垛。此薄板垛由多个至少局部结构化的薄板层组成，薄板层铺叠并绕一公共的弯折线自身折叠在一起。薄板垛有一个弯曲的第一端部和有一个与第一端部处于相对位置的第二端部。第二端部由第一端段和第二端段组成。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，第一端面与中面相交成第一角α，第二端面与中面相交成第二角β，以及，第一角α小于第二角β。如此设计的薄板垛尤其适用于制造蜂窝体。此薄板垛可按WO97/00725或按由WO97/00135已知的方法与其他相应结构的薄板垛一起缠绕成一个蜂窝体，在这种情况下获得的蜂窝体其薄板端沿周向特别均匀地分布，从而可以在蜂窝体与外套管之间形成比较均匀的钎焊连接。优选地将薄板垛设计为令第二角约为90°。
下面借助于附图表示的实施例说明按本发明的方法以及按本发明的薄板垛的其他详情和优点。
图1示意和透视地表示一个堆叠；图2示意和透视地表示一个薄板垛；图3示意和在俯视图中表示一装置和三个要卷绕的薄板垛；图4和5在缠绕过程中的各瞬态；图6在模具内已完全卷绕好的蜂窝体；图7图3中局部X的放大表示；以及图8图1所示装置的横截面。
图1示意地和在透视图中表示一堆叠27。堆叠27包括多个至少局部具有某种结构的薄板层28、29。在图1中所示的堆叠由光滑的薄板层28和波纹形的薄板层29组成。光滑的薄板层28和波纹形的薄板层29互相交替。在图示的实施例中光滑的薄板层28和波纹形的薄板层29完全重叠。它们互相层叠，从而构成一个有四角形底面的菱形体。在图1中用点划线表示弯折线21，堆叠27绕此弯折线自身折叠。弯折线21基本上在堆叠27的中央延伸。
通过堆叠27绕弯折线21自身折叠制成了一个薄板垛1，如图2作为范例所示。薄板垛1有第一端部30。与弯折线21相邻的端部30制成弯曲的。薄板垛1有第二端部31。第二端部31与第一端部30相对。第二端部31由堆叠27的第一端段32和第二端段33构成。
第一端段32有第一端面35。端面35朝处于相对位置的第一端部30的方向倾斜。端面35与中面34相交成第一角α。第二端段33有第二端面36。端面36与中面34相交成第二角β。由图2可见，第一角α小于，尤其明显地小于第二角β。在图示的实施例中第二角β约为90°。
图3用俯视图表示三个薄板垛1、2、3在模具5中的布局。每个薄板垛1、2、3以其各自的弯曲的第一端部30装在模具5的中央区7内。薄板垛1、2、3从中央区7起沿径向向外延伸。薄板垛1、2、3按这样的方式排列，即沿周向看第一端段32与第二端段33交替。
模具包括壁11，在图示的实施例中它的三个矩形通道8、9、10沿模具5的圆周互相等距分布。模具可借助于图中未表示的连接装置通过外凸缘13与底板14连接，如图8所示。底板14有通孔15，装在操纵杆17上的冲头16可穿过此通孔。孔15和冲头16的横截面与模具5的内部横截面一致。通道8、9和10有纵向面11，它的横截面优选地设计为凸的，如图7所示。纵向面11、12优选地设滑动层18、19，它们是陶瓷材料的滑动涂层。
为了看得更清楚起见，图中没有表示可使薄板垛1、2和3绕一条垂直于图纸平面的轴线4旋转的缠绕装置。缠绕装置有缠绕心棒24、25、26，它们插入每个薄板垛1、2和3内并沿缠绕装置的旋转方向S旋转。缠绕心棒24、25、26插在有关薄板垛1、2、3的弯折线21、22、23所在区内。
通过沿方向S绕中心轴线4旋转缠绕心棒24、25、26，使各薄板垛1、2和3同向缠绕。在缠绕过程中，薄板垛1、2和3沿每个通道8、9、10的滑动层18、19滑入模具内腔。各薄板垛绕弯曲轴37、38、39弯曲。各自的弯曲轴37、38、39基本上平行于弯折线21、22、23和缠绕心棒24、25、26延伸。弯曲轴与每个薄板垛1、2、3的外薄板层44在第二端段33与弯曲的端部30之间的部分40相邻。在缠绕过程中，弯曲轴37、38、39发生移动。弯曲轴37、38、39的位置取决于薄板垛1、2、3的缠绕周长。
在缠绕过程中薄板层28、29发生移动，所以第二端部31基本上与模具5内部形状相配。因此各薄板层28、29的移动使得各薄板层28、29的端部在蜂窝体6的圆周上进行均匀地分布。
以上所说明的装置表示了一种优选的实施例，借助此装置说明了制造具有许多可流过流体的通道的蜂窝体的方法。作为替换形式，此方法也可以借助于在WO97/00135中所介绍的装置和在那里所说明的方法来实施。WO97/00135和DE19521685.7的内容被全部采纳。
权利要求
1．制造蜂窝体的方法，蜂窝体有许多由多个至少局部结构化的薄板层构成的可流过流体的通道，其中－至少一个堆叠(27)由多个至少局部结构化的薄板层(28、29)铺成；－每一个堆叠(27)为构成一个薄板垛(1、2、3)分别绕一条弯折线(21、22、23)自身折叠在一起，使薄板垛(1、2、3)有一个弯曲的第一端部(30)和有一个与第一端部(30)处于相对位置的第二端部(31)，第二端部由堆叠(27)的第一端段(32)和第二端段(33)组成，在这里第一端段(32)以其第一端面(35)与中面(34)相交成第一角(α)，以及第二端段(33)以其第二端面(36)与中面(34)相交成第二角(β)，其中第一角(α)小于第二角(β)，－每个薄板垛(1、2、3)被一个设在模具(5)中央区(7)的缠绕装置(24、25、26)固定，并通过缠绕装置相对于模具(5)相对旋转缠绕成一蜂窝体(6)。
2．按照权利要求1所述的方法，其中，当折叠堆叠(27)时在第一端段(32)内允许薄板层(28、29)彼此之间的相对移动比第二端段(33)内的大得多。
3．按照权利要求3所述的方法，其中，在折叠时第二端段(33)的堆叠(27)的薄板层(28、29)基本上固定不动。
4．按照权利要求1、2或3所述的方法，其中，至少在折叠堆叠(27)时，至少在第二端段(33)与弯折线(21)之间的区域(37)被固定。
5．按照权利要求1至4之一所述的方法，其中，薄板层(28、29)按这样的方式铺设，即，使第二端段(33)的堆叠(27)的第二端面(36)基本上垂直于堆叠(27)的纵向延伸。
6．按照权利要求1至5之一所述的方法，其中，至少一个堆叠(27)由多个至少局部结构化的薄板层(28、29)铺成，以及这些薄板层(28、29)基本上完全重叠。
7．按照权利要求1至6之一所述的方法，其中，在模具(5)内至少两个薄板垛(1、2、3)以各自的弯曲的第一端部(30)装在中央区(7)内并沿径向向外定向，以及按这样的方式被缠绕装置(24、25、26)固定住，即，沿周向看第一端段(32)与第二端段(33)交替。
8．按照权利要求1至6之一所述的方法，其中，缠绕装置(24、25、26)的旋转方向选择为，使每个薄板垛(1、2、3)分别绕一弯曲轴(37、38、39)弯曲，弯曲轴基本上平行于弯折线(21、22、23)并与外薄板层(41)的一个位于第二端段(33)与弯曲的端段(30)之间的部分(40)相邻地延伸。
9．制造有许多可流过流体的通道的蜂窝体用的薄板垛，它有多个至少局部结构化的薄板层(27、28)，薄板层铺叠并绕一公共的弯折线(21、22、23)自身折叠在一起，在这种情况下薄板垛(1、2、3)有一个弯曲的第一端部(30)和有一个与第一端部(30)处于相对位置的第二端部(31)，第二端部由第一端段(32)和第二端段(33)组成，其特征为第一端段(32)有第一端面(35)，第二端段(33)有第二端面(36)；第一端面(35)与中面(34)相交成第一角(α)，第二端面(36)与中面(34)相交成第二角(β)；以及，第一角(α)小于第二角(β)。
10．按照权利要求8所述的薄板垛，其特征为第二角(β)约为90°。
全文摘要
为了制造一种蜂窝体,这种蜂窝体有许多由多个至少局部结构化的薄板层构成的可流过流体的通道,建议至少一个堆叠由多个至少局部结构化的薄板层铺成。每一个堆叠为了构成薄板垛分别绕一条弯折线自身折叠在一起,使薄板垛有一个弯曲的第一端部和有一个与第一端部处于相对位置的第二端部,第二端部由堆叠的第一端段和第二端段组成,在这里第一端段以其第一端面与中面相交成第一角α,第二端段以其第二端面与中面相交成第二角β,其中第一角α小于第二角β。每个薄板垛被一个设在模具中央区的缠绕装置固定,并通过缠绕装置相对于模具相对旋转缠绕成一蜂窝体。
文档编号B01D53/86GK1304335SQ99806958
公开日2001年7月18日 申请日期1999年5月28日 优先权日1998年6月4日
发明者罗伯特·迪瓦尔德, 曼弗雷德·菲尔克特尔 申请人:发射技术有限公司