專(zhuān)利名稱(chēng)：制造加外套的蜂窩體的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制造加外套的蜂窩體的方法。
通過(guò)堆置和/或卷繞其中至少一部分是具有某種結(jié)構(gòu)的薄板層構(gòu)成的蜂窩體已知有完全不同的設(shè)計(jì)。薄板構(gòu)成的蜂窩體用作起催化作用的涂層的載體。這種有起催化作用的涂層的載體用于汽車(chē)排氣系統(tǒng)中，由此減少排氣中某些成分的排放量。例如在EP-A1-0 245 738中說(shuō)明了作為催化劑載體的一種裝置的不同設(shè)計(jì)。
堆置和/或卷繞的薄板層彼此至少局部釬焊，所以蜂窩體是一整體式機(jī)體。蜂窩體還與蜂窩體位于其中的套管釬焊。薄板層彼此之間以及與套管的釬焊優(yōu)選地在一個(gè)釬焊過(guò)程中完成。例如由WO89/11938、WO94/06594、WO93/25339以及DE-A1-2924592已知一個(gè)包括蜂窩體和套管的金屬裝置釬焊的方法。
由此先有技術(shù)已知，蜂窩體至少局部加上粘附劑，釬料粉則粘附在粘附劑上。由先有技術(shù)已知的這些方法，在有關(guān)方法的實(shí)施方面，由于在構(gòu)成蜂窩體期間或構(gòu)成蜂窩體之后加粘附劑和釬料的順序不同而有所不同。此先有技術(shù)的詳細(xì)說(shuō)明可見(jiàn)WO89/11938。
有關(guān)給一裝置加釬料的不同方法各有不同的優(yōu)點(diǎn)。但為了經(jīng)濟(jì)地制造一種裝置力求有這樣一種加釬料的方法，即，一方面釬料只是加在應(yīng)形成釬焊連接的區(qū)域內(nèi)，另一方面加釬料的過(guò)程應(yīng)盡可能迅速和用比較少的成本來(lái)完成。
若包含裝在一套管內(nèi)的蜂窩體的裝置用作排氣系統(tǒng)中的催化劑載體，則此裝置受熱負(fù)荷。蜂窩體和套管由于它們不同的材料性質(zhì)而有不同的熱膨脹特性。因此力求避免在蜂窩體與套管之間至少蜂窩體的一個(gè)端區(qū)剛性連接。若在蜂窩體各端區(qū)與套管不存在任何剛性連接，則避免了在套管與蜂窩體之間的熱應(yīng)力。
由WO96/26805已知，通過(guò)蜂窩體與套管恰當(dāng)?shù)剽F焊可以避免熱應(yīng)力。按WO96/26805建議，蜂窩體的至少一個(gè)薄板層有至少一個(gè)從至少一個(gè)端面沿蜂窩體部分軸向長(zhǎng)度延伸并至少部分地圍繞著此蜂窩體的平滑段。此平滑段在蜂窩體周緣構(gòu)成一個(gè)貼靠在套管上的外層。由此做到，與釬焊工藝無(wú)關(guān)地沒(méi)有釬料進(jìn)入外層與套管之間。因此可如由先有技術(shù)已知的那樣完成釬料的施放。蜂窩體與套管的連接沿套管軸向長(zhǎng)度的一部分進(jìn)行，在這里，平滑段沿蜂窩體軸向只延伸到蜂窩體與套管之間的連接區(qū)為止。
然而，由于套管和蜂窩體存在加工技術(shù)引起的公差，不能保證沒(méi)有任何釬焊進(jìn)入平滑層與套管之間。為避免蜂窩體外層與套管連接，已知蜂窩體可通過(guò)適當(dāng)?shù)淖o(hù)罩進(jìn)行釬焊，后者覆蓋蜂窩體的邊緣區(qū)。由此避免薄板層的外部區(qū)與套管連接。尤其在S形卷繞的蜂窩體中，這種薄板層未連接的邊緣區(qū)在排氣系統(tǒng)中的催化劑載體工作期間，有導(dǎo)致薄板層的這些邊緣區(qū)振動(dòng)的傾向。由于邊緣區(qū)振動(dòng)，會(huì)損壞金屬蜂窩體上催化有效的涂層。
以此出發(fā)，本發(fā)明的目的是提供一種加外套的蜂窩體尤其是催化劑載體的制造方法，采用這種方法避免了上述缺點(diǎn)。
按本發(fā)明此目的通過(guò)具有權(quán)利要求1特征的制造加外套的蜂窩體的方法達(dá)到。此方法有利的進(jìn)一步發(fā)展及設(shè)計(jì)是從屬權(quán)利要求的內(nèi)容。
按本發(fā)明的制造加外套蜂窩體的方法包括通過(guò)堆置和/或卷繞其中至少部分結(jié)構(gòu)化的薄板層構(gòu)成一蜂窩體，所以蜂窩體有可流過(guò)流體的通道。在準(zhǔn)備好待用的套管內(nèi)裝入至少一個(gè)構(gòu)成套筒狀間隔件的襯套。襯套的軸向長(zhǎng)度小于蜂窩體和套管的軸向長(zhǎng)度，優(yōu)選地此襯套置入套管的端面區(qū)內(nèi)。蜂窩體裝在已如此準(zhǔn)備好的套管中。蜂窩體與套管及襯套搭接。之后，在蜂窩體、套管和襯套之間實(shí)施連接的工序，使蜂窩體與套管和襯套連接起來(lái)。必要時(shí)也在套管與襯套之間實(shí)施連接。由于有襯套，避免了蜂窩體端部區(qū)與套管的直接連接。由于蜂窩體與襯套連接，所以使襯套構(gòu)成了一個(gè)補(bǔ)償件，通過(guò)它補(bǔ)償套管與蜂窩體不同的熱膨脹，在蜂窩體的至少一個(gè)端部區(qū)不與套管形成剛性連接。
套管有加工引起的某些不圓度，也還存在套管內(nèi)徑波動(dòng)的公差。由此可能導(dǎo)致在套管內(nèi)壁與襯套之間形成間隙。為避免釬料進(jìn)入此間隙內(nèi)并因而在襯套與套管間形成剛性連接，按本發(fā)明的方法的一項(xiàng)有利的設(shè)計(jì)建議，將襯套壓靠在套管的內(nèi)壁上。借此補(bǔ)償了套管和/或襯套可能的加工誤差。若襯套基本上設(shè)計(jì)成圓形，則通過(guò)加壓過(guò)程使此間隔件受到擴(kuò)張，所以襯套貼合在套管內(nèi)壁上。這樣一來(lái)在襯套與套管內(nèi)壁之間不再存在任何其中可能進(jìn)入釬料從而易產(chǎn)生故障的間隙。
襯套可設(shè)計(jì)成整體式的。優(yōu)選地設(shè)計(jì)為套筒狀，所以此襯套沿套管內(nèi)壁的全部周長(zhǎng)延伸。但它也可以是分開(kāi)式的。若此襯套是分開(kāi)式的，則優(yōu)選地令襯套的端段搭接，在這種情況下，通過(guò)將襯套沿徑向壓靠在套管內(nèi)壁上，也同時(shí)保證了在襯套搭接的端段內(nèi)也不會(huì)有釬料進(jìn)入襯套與套管之間。
襯套上所加的壓力應(yīng)大到使襯套與套管不會(huì)失落地互相連接。這樣做的優(yōu)點(diǎn)是使套管能與此間隔件一起便于操作，因?yàn)榇碎g隔件不會(huì)從套管內(nèi)掉出。
按此方法的另一項(xiàng)有利的設(shè)計(jì)建議，將襯套壓靠在套管內(nèi)壁上優(yōu)選地借助于一機(jī)械的加壓裝置進(jìn)行。此加壓裝置優(yōu)選地有一心軸，即擴(kuò)張心軸，它可插入襯套已定位在其中的套管內(nèi)。借助此心軸將襯套壓靠在套管的內(nèi)壁上。
取代心軸，加壓裝置為了產(chǎn)生將襯套壓靠在套管內(nèi)壁上所必需的力或必需的壓力，它可以至少有兩個(gè)可徑向運(yùn)動(dòng)的分段，借助于它們將襯套壓靠在內(nèi)壁上。這些分段可借助恰當(dāng)?shù)臎_頭沿徑向向外運(yùn)動(dòng)。實(shí)施此方法的優(yōu)點(diǎn)是一種加壓裝置可使用于直徑不同的套管。
按本發(fā)明方法的另一項(xiàng)有利的進(jìn)一步發(fā)展建議，在套管內(nèi)裝入一種加壓裝置，壓力介質(zhì)通過(guò)它基本上沿徑向向外朝向襯套。借助于壓力介質(zhì)將襯套壓靠在內(nèi)壁上。實(shí)施此方法的優(yōu)點(diǎn)是，襯套基本上全面受壓，從而使之壓靠在套管內(nèi)壁上。
為避免壓力介質(zhì)損失，按此方法的另一項(xiàng)有利的設(shè)計(jì)建議，裝兩個(gè)貼靠在襯套上的環(huán)形密封件。密封件彼此相隔一定的距離布置。密封件的距離最多等于襯套的寬度。密封件優(yōu)選地是O型密封圈。在密封件之間設(shè)至少一個(gè)壓力介質(zhì)的出口。
優(yōu)選地套管與布置在套管內(nèi)的襯套一起借助于一種氣體受內(nèi)壓。這種氣體優(yōu)選地是空氣。
按此方法再一項(xiàng)有利的設(shè)計(jì)建議，壓力介質(zhì)是一種液體，尤其是水。
通過(guò)適當(dāng)?shù)乇O(jiān)控壓力介質(zhì)的內(nèi)壓或壓力，還可以檢驗(yàn)套管是否密封。
通過(guò)將襯套壓靠在套管內(nèi)壁上還實(shí)現(xiàn)了對(duì)套管內(nèi)徑的精整。這樣做帶來(lái)另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是消除了套管可能的加工公差，從而使套管與排氣系統(tǒng)的相鄰部件能更容易連接。
按此方法另一項(xiàng)有利的設(shè)計(jì)建議，襯套與套管連接。在襯套與套管之間形成連接的優(yōu)點(diǎn)在于，當(dāng)蜂窩體置入套管內(nèi)和襯套內(nèi)時(shí)，盡管蜂窩體被沿套管軸向并因而也沿襯套軸向加壓，從而沿蜂窩體插入方向在襯套上施加了一個(gè)力，襯套仍保持在套管內(nèi)部的預(yù)定位置上。
優(yōu)選地襯套與套管通過(guò)材料連接。在這里優(yōu)選地涉及焊接。襯套可逐點(diǎn)地通過(guò)焊點(diǎn)與套管連接。也可以形成一條條基本上環(huán)形的焊縫。
為將襯套固定在套管內(nèi)部，建議，間隔件借助于粘附劑與套管連接。粘附劑可以逐段加入襯套與套管之間。優(yōu)選地沿襯套的整個(gè)周緣施加。粘附劑優(yōu)選地是一種膠粘劑或油。由于襯套壓靠在套管內(nèi)壁上，所以也可以使用只有在高壓下才能獲得其膠粘性的膠粘劑。
作為替換形式或附加地可令襯套與套管粘結(jié)。襯套與套管之間的連接優(yōu)選地設(shè)計(jì)為，使此連接強(qiáng)度低于襯套與蜂窩體之間的連接強(qiáng)度。尤其在襯套與套管之間粘結(jié)時(shí)，這種粘結(jié)例如在釬焊過(guò)程中可能由于在釬焊過(guò)程中存在的溫度而被廢除。
由于襯套與套管之間的連接強(qiáng)度低于襯套與蜂窩體之間的連接強(qiáng)度，所以還保證在套管與蜂窩體之間的熱應(yīng)力不會(huì)經(jīng)襯套傳入蜂窩體內(nèi)。
優(yōu)選地襯套用與蜂窩體或套管相同的材料制造。襯套與套管之間的連接基本上是裝配連接，借此應(yīng)保證襯套在裝配期間，亦即在蜂窩體置入套管過(guò)程中，不改變其在套管內(nèi)部的位置。
襯套可與套管釬焊，尤其硬釬焊。為了使套管的一個(gè)軸向分區(qū)與襯套釬焊可設(shè)釬料段，它們并不非要在襯套與套管之間沿全部周長(zhǎng)延伸。
蜂窩體各薄板層互相之間的連接以及蜂窩體與套管的連接優(yōu)選地通過(guò)一個(gè)釬焊過(guò)程完成。為了釬焊由蜂窩體與套管構(gòu)成的裝置，按此方法的另一項(xiàng)有利的設(shè)計(jì)建議，起先使蜂窩體的至少一個(gè)端面與可繞輥軸旋轉(zhuǎn)的含有粘附劑的輥接觸。
蜂窩體和輥彼此相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使輥在蜂窩體的至少一部分端面上滾動(dòng)，并在滾動(dòng)過(guò)程中將粘附劑放送在蜂窩體上。之后，至少在蜂窩體內(nèi)加入釬料。
通過(guò)實(shí)施這種有利的方法，做到了將粘附劑均勻地涂在蜂窩體上或蜂窩體內(nèi)。由于蜂窩體薄板層之間錯(cuò)移引起的在蜂窩體端面內(nèi)可能的不平度對(duì)粘附劑的涂覆沒(méi)有影響。通過(guò)輥在此端面上滾動(dòng)也減小了輥的磨損，因?yàn)檩伈⒉皇鞘冀K用相同的部位與薄板層較薄的邊緣接觸。其結(jié)果是還延長(zhǎng)了適用于實(shí)施此方法的設(shè)備使用壽命。
為了涂粘附劑，蜂窩體和輥可以運(yùn)動(dòng)。若輥和蜂窩體彼此反方向移動(dòng)運(yùn)動(dòng)，則可以達(dá)到粘附劑的快速涂覆。為了簡(jiǎn)化此方法，建議或蜂窩體或輥位置固定地定位，而輥或蜂窩體運(yùn)動(dòng)。
對(duì)于至少有一個(gè)從套管伸出并設(shè)計(jì)為相對(duì)于蜂窩體縱軸線(xiàn)旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)的端區(qū)的蜂窩體，建議，蜂窩體繞其縱軸線(xiàn)旋轉(zhuǎn)，而具有一個(gè)與此端區(qū)相配的形狀和沿徑向向內(nèi)僅延伸到縱軸線(xiàn)的輥繞一條與此縱軸線(xiàn)約成90°角相交的輥軸旋轉(zhuǎn)。通過(guò)這種方法的實(shí)施令輥與伸出的端區(qū)表面接觸。
蜂窩體的端面可被置于與輥多次接觸。合乎目的的是在重新進(jìn)入與輥接觸前將蜂窩體繞縱軸線(xiàn)回轉(zhuǎn)一個(gè)預(yù)定的角度。由此使輥多次掃過(guò)蜂窩體的端面，從而達(dá)到非常均勻的涂覆粘附劑。
對(duì)于某些使用情況，沒(méi)有必要在蜂窩體的全部薄板層上加粘附劑。為了將粘附劑只是區(qū)域性地涂在蜂窩體端面上，建議，輥只是區(qū)域性地有粘附劑。這例如可通過(guò)適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)輥來(lái)實(shí)現(xiàn)。實(shí)施這種方法不再需要例如用涂膠面罩作為中間插入物。
按本發(fā)明的方法的再一項(xiàng)有利的設(shè)計(jì)，建議蜂窩體基本上垂直布置，以及輥與蜂窩體的上端面接觸。通過(guò)蜂窩體與輥之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)，做到了不發(fā)生粘附劑滴入蜂窩體內(nèi)的情況。
尤其在使用低粘度粘附劑時(shí)恰當(dāng)?shù)氖?，蜂窩體基本上垂直布置和輥與蜂窩體的下端面接觸，由此避免粘附劑滴入蜂窩體內(nèi)。
按本發(fā)明的還有一項(xiàng)有利的設(shè)計(jì)，建議，有兩個(gè)對(duì)置端面的蜂窩體在兩個(gè)相隔距離和可旋轉(zhuǎn)地支承著的輥之間通過(guò)，所以這兩個(gè)端面基本上同時(shí)用粘附劑潤(rùn)濕。
此包括一個(gè)裝在套管內(nèi)的蜂窩體的裝置也可以設(shè)計(jì)為，使套管至少在一個(gè)邊緣段從蜂窩體伸出。換句話(huà)說(shuō)，蜂窩體以這樣的方式裝在套管內(nèi)，即，至少蜂窩體的一個(gè)端面位于與套管的相鄰端面有一定距離處。
套管的這些伸出的邊緣段構(gòu)成連接區(qū)，所以此裝置可與其他構(gòu)件或部分連接。例如，在這種裝置用于排氣系統(tǒng)中時(shí)可在套管的一個(gè)連接區(qū)設(shè)一擴(kuò)散器，后者例如與內(nèi)燃機(jī)排氣系統(tǒng)的排氣管連接。還已知套管有兩個(gè)連接區(qū)，它們分別設(shè)計(jì)在套管的端部，在這些連接區(qū)內(nèi)基本上沒(méi)有蜂窩體。
若例如運(yùn)用由DE-2924592A1已知的連接蜂窩體與套管的方法，其中蜂窩體與套管一起浸入含有粘附液的浸滲池內(nèi)并接著加粉末狀釬料，則套管的連接區(qū)不管是否必要或希望這樣做也被加上了釬料。連接區(qū)不僅在套管內(nèi)表面而且也在套管外表面上加有粘附劑。尤其是抓住套管外表面的操作器具也將與粘附劑接觸。其結(jié)果是可能需要非常費(fèi)力地清洗此操作器具。
在DE-2924592A1中說(shuō)明的其他一些方法原則上適用于給套管和蜂窩體加釬料，這些加釬料的方法成本較高。
為了給在一套管內(nèi)的蜂窩體加釬料，按本方法的另一項(xiàng)有利的設(shè)計(jì)，建議，首先通過(guò)堆置和/或卷繞其中至少部分結(jié)構(gòu)化的薄板層構(gòu)成一個(gè)有可流過(guò)流體的通道的蜂窩體。將此蜂窩體部分地裝入套管內(nèi)。蜂窩體從套管伸出的段其端面與含有粘附劑的輥接觸。然后將蜂窩體置入套管內(nèi)和在蜂窩體內(nèi)加入釬料。
通過(guò)只是令蜂窩體從套管伸出的段與粘附劑接觸，避免了套管也與粘附劑接觸。因此做到使套管無(wú)粘附劑，釬料粉也因而不會(huì)粘附在套管上。
由于套管沒(méi)有加粘附劑，所以也沒(méi)有必要為了避免粘附劑綿延而可能的為此套管清除粘附劑。
通過(guò)使從套管伸出的段與粘附劑接觸而導(dǎo)致蜂窩體沿其軸向至少局部加有粘附劑，從而做到使蜂窩體沿其整個(gè)橫截面加有粘附劑，所以蜂窩體的邊緣區(qū)也可順利地加上釬料粉。由此保證，即使在蜂窩體邊緣區(qū)內(nèi)或蜂窩體與襯套之間也能形成可靠的釬焊連接。
按照本方法的再一項(xiàng)有利的設(shè)計(jì)建議，在加上釬料前蜂窩體的一個(gè)與此段處于相對(duì)位置的段與粘附劑接觸。尤其在一種有套管而且套管在相對(duì)的端段各有一連接區(qū)的裝置中，建議蜂窩體被推移通過(guò)套管，從而使一段從套管伸出。令這一段與粘附劑接觸。然后蜂窩體按這樣的方式置入套管，即，使蜂窩體基本上不處于套管的連接區(qū)內(nèi)。
為了穩(wěn)定地操作此裝置，建議蜂窩體這樣置入套管內(nèi)，即，在這一段或另一段與粘附劑接觸期間此蜂窩體沿其軸向長(zhǎng)度的主要部分處于套管內(nèi)。因此，此裝置有一個(gè)位置有利的可防止裝置傾倒的重心。
特別還建議蜂窩體按這樣的方式置入套管內(nèi)，即它從套管伸出至少1mm，優(yōu)選5mm。這一距離足以防止套管與粘附劑接觸。
按本方法另一項(xiàng)有利的設(shè)計(jì)，建議，要用粘附劑潤(rùn)濕的段與含粘附劑的涂料裝置接觸，在這里涂料裝置有一個(gè)潤(rùn)濕面，它大于此段的端面并與之全面搭接。通過(guò)方法的這種有利的發(fā)展，做到了使蜂窩體的這一段可沿其全部橫截面的表面與粘附劑接觸。實(shí)施此方法的優(yōu)點(diǎn)還在于，為了潤(rùn)濕有不同橫截面積的蜂窩體可以使用相同的涂料裝置。因此沒(méi)有必要使涂料裝置針對(duì)蜂窩體不同的橫截面幾何尺寸進(jìn)行調(diào)整。
有利的是此裝置基本上在垂直位置亦即蜂窩體的縱軸線(xiàn)基本上垂直延伸的情況下與粘附劑接觸。涂料裝置可以為了與蜂窩體的此段接觸而設(shè)在蜂窩體的下方。優(yōu)選地在實(shí)施一種方法時(shí)涂料裝置布置在套管的上方以及令此段與涂料裝置接觸。
在涂料裝置作如此布局時(shí)，粘附劑由于重力也會(huì)流入此段中。取決于此段與涂料裝置的接觸時(shí)間和/或蜂窩體在此垂直位置的保留時(shí)間，還可以做到使粘附劑沿蜂窩體的全部軸向長(zhǎng)度或沿蜂窩體的部分軸向長(zhǎng)度加入此蜂窩體內(nèi)。為了給蜂窩體在與釬焊連接有密切關(guān)系的區(qū)域內(nèi)沿其整個(gè)軸向長(zhǎng)度加上粘附劑，蜂窩體沒(méi)有必要相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間地停留在涂料裝置處。只要此段與涂料裝置尤其與粘附劑保持接觸的時(shí)間能長(zhǎng)到有足夠多的粘附劑進(jìn)入蜂窩體的各通道內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)粘附劑充分地潤(rùn)濕對(duì)構(gòu)成釬焊連接關(guān)系密切的區(qū)域就夠了。由于實(shí)施此方法也不再有必要令蜂窩體兩端與粘附劑接觸。尤其是當(dāng)蜂窩體處于其垂直位置運(yùn)輸時(shí)，為了將裝置從將粘附劑加入蜂窩體內(nèi)的潤(rùn)溫站輸送到將釬料粉加入蜂窩體內(nèi)的加釬料站所必須的時(shí)間便可以充分利用來(lái)使粘附劑自動(dòng)在蜂窩體內(nèi)部輸送。
尤其在借助于布置在蜂窩體上方的涂料裝置涂覆粘附劑時(shí)，恰當(dāng)?shù)氖菍⒄掣絼┹d體設(shè)計(jì)為基本上彈性和有吸收能力的。若此段壓靠在含有粘附劑的粘附劑載體上，則做到了將粘附劑從粘附劑載體擠出并進(jìn)入此段內(nèi)。也可以將粘附劑載體壓靠在蜂窩體的此段上。作為替換形式，裝置和粘附劑載體可彼此相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而使它們彼此相壓。
在蜂窩體成批地加釬料時(shí)，各蜂窩體相繼與粘附劑載體接觸。若這些蜂窩體壓靠在粘附劑載體上，則存在著粘附劑載體由于材料疲勞現(xiàn)象而有使結(jié)構(gòu)破壞的危險(xiǎn)，由此可能導(dǎo)致沒(méi)有實(shí)現(xiàn)將粘附劑充分地加入此段內(nèi)。這會(huì)導(dǎo)致沒(méi)有提供足夠的用于粘附釬料粉的粘附劑。為了保證能將足夠的粘附劑加入蜂窩體的此段內(nèi)，建議，在該段與粘附劑載體或與粘附劑接觸時(shí)形成的接觸面在至少兩個(gè)相繼的裝置中只是局部重疊。這項(xiàng)建議基于下列考慮，即，粘附劑載體不在同一個(gè)位置與相繼的裝置接觸，因此，粘附劑載體至少部分地不在同樣的位置受載，從而可以不出現(xiàn)或只是推遲到很晚才出現(xiàn)粘附劑載體的材料疲勞。
為了將蜂窩體釬焊在套管的一個(gè)軸向分區(qū)內(nèi)并與套筒狀構(gòu)件釬焊，建議設(shè)計(jì)至少一個(gè)釬料段，它與套管和構(gòu)件搭接。在這里它優(yōu)選地涉及沿套管周向看為一個(gè)封閉的釬料段。
下面借助于附圖表示的裝置說(shuō)明按本發(fā)明的方法的其他優(yōu)點(diǎn)和詳情。
其中

圖1帶襯套和釬料段的套管全剖面；圖2放大表示裝置的邊緣區(qū)；圖3帶環(huán)形襯套的套管透視圖；圖4帶襯套的套管；圖5帶襯套和有粘附劑的套管剖面；
圖6帶加壓裝置的套管剖面；圖7帶一輥的裝置的剖面；圖8在兩輥之間的裝置；圖9帶一從套管伸出的端區(qū)和一輥的裝置的剖面；圖10在涂粘附劑過(guò)程中的裝置；圖11在涂粘附劑后將蜂窩體置入套管內(nèi)；圖12在蜂窩體的第二段上涂粘附劑；圖13將釬料加入蜂窩體內(nèi)；以及圖14涂料站。
圖1表示套管1剖面圖。套管1優(yōu)選地有基本上圓形的橫截面。在圖1所示套管1的各端段處設(shè)有連接區(qū)4、5。連接區(qū)4、5用虛線(xiàn)表示。這些連接區(qū)4、5用于此裝置與圖中未表示的其他部件連接。尤其是每一個(gè)連接區(qū)4、5可與內(nèi)燃機(jī)排氣系統(tǒng)的一個(gè)部件連接。套管位于連接區(qū)4、5之間的軸向段有長(zhǎng)度LW，它基本上等于蜂窩體的軸向長(zhǎng)度。
在套管1內(nèi)裝入一套筒狀襯套2。用標(biāo)號(hào)3表示一釬料段，它部分地與套管1和套筒狀襯套2搭接。
圖2放大表示裝置的邊緣區(qū)。蜂窩體6置入套管1內(nèi)。蜂窩體6通過(guò)堆置和/或卷繞其中至少部分結(jié)構(gòu)化的薄板層7構(gòu)成。蜂窩體6有可流過(guò)流體的通道8。
套筒狀襯套2有外表9，它貼靠在套管1一部分內(nèi)壁10上。沿周向看，襯套2設(shè)計(jì)成環(huán)狀。如圖1和尤其如圖6所示，此襯套2沿蜂窩體6和套管1軸向長(zhǎng)度的一部分延伸。
襯套2間接地與套管1連接。釬料段3有第一段3a，它基本上與間隔件2的軸向長(zhǎng)度相同。釬料段3b連接在釬料段3a上并朝連接區(qū)4的方向延伸。
借助釬料段3的第一段3a在蜂窩體6與襯套2之間構(gòu)成釬焊連接。通過(guò)釬料段3b令蜂窩體6與套管1連接。在襯套2與套管1之間不存在釬焊連接。至少襯套2的軸向長(zhǎng)度構(gòu)成一補(bǔ)償段，借助于此補(bǔ)償段可以補(bǔ)償套管與蜂窩體6不同的熱膨脹。
襯套2可裝在形式上為一薄壁管的套管1內(nèi)，如圖3所示。在襯套2裝入套管內(nèi)后，將襯套2沿徑向向外壓靠在套管1的內(nèi)壁10上，所以在套管1的內(nèi)壁10與襯套2之間不存在釬料粉可能侵入的間隙。
將襯套2沿徑向向外壓靠在套管1的內(nèi)壁10上可例如通過(guò)封閉住套管1的口11、12來(lái)進(jìn)行。在套管1內(nèi)加入一種壓力介質(zhì)，它在套管內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)如此高的內(nèi)壓，以致使襯套2壓靠在內(nèi)壁10上。
襯套2也可以借助于一個(gè)機(jī)械的加壓裝置壓靠在內(nèi)壁10上。為此，加壓裝置優(yōu)選地有一心軸，它可插入套管1內(nèi)并將襯套2壓靠在套管1的內(nèi)壁10上。
圖4表示了一個(gè)由彎成環(huán)形的帶構(gòu)成的襯套2。帶的周向長(zhǎng)度優(yōu)選地選擇為，在襯套2受壓狀態(tài)帶的端面互相碰靠。在襯套2被沿徑向壓靠在套管1的內(nèi)壁10上前，在帶的端面間可能存在一間隙13，如圖4所示。
在圖3和4中所畫(huà)的箭頭表示加壓方向和壓力，襯套2借助此壓力壓靠在套管1的內(nèi)壁10上。
圖5作為范例表示裝置的一種實(shí)施例，其中，在襯套2與套管1內(nèi)壁10之間加入粘附劑14。粘附劑14可例如是膠粘劑或油。粘附劑14涂覆在襯套2的整個(gè)外表9上。不過(guò)這并非絕對(duì)必要的。也可以在襯套2的外表9上設(shè)條狀的粘附劑區(qū)，在這種情況下這些粘附劑條設(shè)在襯套2各端面15、16的區(qū)域內(nèi)。
圖6表示套管1的剖面，套管1內(nèi)裝一襯套2。在此套管1中裝上加壓裝置17。此加壓裝置17有一機(jī)體18，它優(yōu)選地有許多沿徑向向外的通道19。通道19與一中央通道連通，后者基本上通入機(jī)體18的中心。
機(jī)體18的外表面有兩個(gè)環(huán)形槽21。這些槽設(shè)計(jì)成彼此相隔一定距離。在每個(gè)槽21內(nèi)各裝一密封件22。密封件22例如是O型密封圈。兩個(gè)密封件22彼此的間距基本上等于襯套2的寬度。在密封件22之間的機(jī)體18外表面區(qū)設(shè)計(jì)為，使得在此外表面區(qū)與襯套2之間形成一環(huán)形間隙。
壓力介質(zhì)經(jīng)中央通道20導(dǎo)入通道19。此壓力介質(zhì)流入環(huán)形間隙23并將襯套2壓靠在套管1上。
圖7在剖面圖中表示套管31，套管內(nèi)有一金屬蜂窩體32，它通過(guò)薄板層的堆置和/或卷繞構(gòu)成，薄板層中至少有一部分是具有某種結(jié)構(gòu)的。蜂窩體有沿其縱向延伸的通道42。在圖7以及在圖8和9中沒(méi)有表示襯套。
此蜂窩體基本上垂直布局。它有兩個(gè)彼此對(duì)置的端面43、44。
套管31與蜂窩體32構(gòu)成一個(gè)裝置。在此裝置上面設(shè)一輥34。輥34可繞輥軸35旋轉(zhuǎn)地支承。輥34有一芯體36，芯體上設(shè)計(jì)有基質(zhì)37，基質(zhì)含有未表示的粘附劑。
由輥34將粘附劑涂在蜂窩體32的端面43內(nèi)通過(guò)蜂窩體32與輥34之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行。
蜂窩體32按圖7中箭頭方向運(yùn)動(dòng)，因此使貼靠在端面43上的輥34繞其輥軸35旋轉(zhuǎn)。在此旋轉(zhuǎn)過(guò)程中帶有粘附劑的基質(zhì)37貼靠在端面43上并將粘附劑涂在蜂窩體32的端面43內(nèi)。
也可以驅(qū)動(dòng)輥34?？山柚谳?4與裝置之間的接觸壓力控制排出的粘附劑量。也可以借助于蜂窩體32與輥34之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度來(lái)控制排出的粘附劑量。
圖8表示了一個(gè)與圖7所示裝置一致的裝置。此裝置可在兩個(gè)輥34、38之間運(yùn)動(dòng)，所以相對(duì)的端面43、44同時(shí)加粘附劑。由輥34、38送出的粘附劑的量可以相同或不同。輥34和38也可設(shè)計(jì)為，沿輥34或38的軸向看存在一些沒(méi)有基質(zhì)37的段，從而允許粘附劑條狀地涂覆。
圖9表示了一個(gè)裝在套管31內(nèi)的蜂窩體32。此蜂窩體32有一個(gè)設(shè)計(jì)為相對(duì)于縱軸線(xiàn)33基本上旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)的端區(qū)40。輥39有一種與端區(qū)40相匹配的輪廓形狀41。
為了涂覆粘附劑，輥39貼靠在端區(qū)40上。在這里輥39按這樣的方式布置，即令輥軸35與縱軸線(xiàn)33約成90°角相交。蜂窩體32與套管31一起繞軸線(xiàn)33旋轉(zhuǎn)，所以輥39與端區(qū)40的表面接觸。作為替換形式，包括套管31和蜂窩體32的裝置也可以位置固定地設(shè)置。在這種情況下令輥39繞軸35以及繞縱軸線(xiàn)33作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。也可以既使裝置運(yùn)動(dòng)也使輥運(yùn)動(dòng)。
圖10表示一套管31，通過(guò)它裝入套筒狀襯套47和蜂窩體32。蜂窩體32以這樣的方式置入套管31內(nèi)，即從套管31伸出一段50。蜂窩體32的這一段50與圖中未畫(huà)的粘附劑尤其一種粘附液接觸。粘附液制備在輥34內(nèi)。蜂窩體的潤(rùn)濕從端面那里沿蜂窩體32的軸向進(jìn)行。輥34設(shè)計(jì)為可以沿蜂窩體32的整個(gè)端面43用粘附劑潤(rùn)濕。
一旦完成了用粘附液充分潤(rùn)濕蜂窩體32，便將蜂窩體32置入套管31內(nèi)。蜂窩體32的置入優(yōu)選地借助于沖頭51完成，通過(guò)沖頭51沿套管31軸向在蜂窩體32上施加一個(gè)力。相應(yīng)的托架作用在套管31上(圖中未表示此托架)，以及借助于托架固定住套管31。
圖12表示在加入釬料前蜂窩體32與端面43相對(duì)的那個(gè)端面44與粘附劑接觸。粘附劑通過(guò)輥34制備。
在端面44加粘附劑后，將釬料粉52加入蜂窩體32內(nèi)。在蜂窩體32內(nèi)加釬料的過(guò)程按這樣的方式進(jìn)行，即，將蜂窩體端頭壓入釬料粉內(nèi)。接著蜂窩體與套管31一起翻轉(zhuǎn)并將相對(duì)的端面壓入釬料粉52內(nèi)。釬料粉52在容器53內(nèi)準(zhǔn)備好供使用。
圖14表示一涂料站，通過(guò)它借助于涂料輥55將在粘附劑容器54內(nèi)的粘附劑56涂在輥34上。
涂料輥55設(shè)計(jì)為基本上沿水平方向。它可旋轉(zhuǎn)地支承著。涂料輥55部分伸入粘附劑56中。涂料輥55的表面設(shè)計(jì)為它能從粘附劑容器54吸納粘附劑56并轉(zhuǎn)交給處于與涂料輥接觸狀態(tài)的輥34。為了刮除多余的粘附劑量設(shè)一刮輥57，它貼靠在輥34上。
圖15在剖面圖中表示套管1。套管1優(yōu)選地有基本上圓形的橫截面。在套管1的各端段處設(shè)計(jì)連接區(qū)4、5。連接區(qū)4、5用虛線(xiàn)表示。這些連接區(qū)4、5規(guī)定用于此裝置與圖中未表示的其他部件連接。尤其是每一個(gè)連接區(qū)4、5可與內(nèi)燃機(jī)排氣系統(tǒng)的一個(gè)部件連接。
套管1位于連接區(qū)4、5之間的軸向段有一長(zhǎng)度，它基本上等于蜂窩體的軸向長(zhǎng)度。
在套管1內(nèi)裝入一襯套2。此襯套2有一外表，尤其可由圖2清楚地看出，它基本上貼靠在套管1內(nèi)表面的一部分上。襯套2優(yōu)選地沿周向看設(shè)計(jì)成環(huán)狀。如圖2所示，此襯套2沿套管1軸向長(zhǎng)度的一部分延伸。
襯套2與套管1連接。標(biāo)號(hào)3表示一釬料段，它部分地與套管1和此套筒狀構(gòu)件2搭接。
蜂窩體6置入帶襯套2的套管1內(nèi)。蜂窩體6以這樣的方式置入套管1內(nèi)，即如圖15所示從套管1伸出一段60。蜂窩體6的這一段60與圖中未畫(huà)的粘附劑尤其一種粘附液接觸。粘附液制備在一涂料裝置61內(nèi)。蜂窩體的潤(rùn)濕從端面那里沿蜂窩體6的軸向進(jìn)行。如尤其可從圖15看出的那樣，涂料裝置61設(shè)計(jì)為，它提供使用的粘附劑面積大于蜂窩體6的橫截面積，所以可沿蜂窩體6的整個(gè)橫截面用粘附劑潤(rùn)濕。
一旦完成了用粘附液充分潤(rùn)濕蜂窩體，便將蜂窩體6置入套管1內(nèi)。蜂窩體6的置入優(yōu)選地借助于沖頭62完成，通過(guò)沖頭62沿套管1的軸向在蜂窩體6上施加一個(gè)力。相應(yīng)的托架作用在套管1上(圖中未表示此托架)，以及借助于托架固定住套管1。蜂窩體6裝入套管1內(nèi)直至它處于連接區(qū)4、5之間，尤其由圖2可看到這一情況。
圖17表示在加入釬料前蜂窩體6與此段60處于相對(duì)位置的另一段63與粘附劑接觸。粘附劑通過(guò)涂料裝置64制備。如圖17所示，涂料裝置64的橫截面略小于蜂窩體6的橫截面，所以涂料裝置64部分進(jìn)入套管1內(nèi)。
在此另一段63加上粘附劑后，在蜂窩體6內(nèi)加入釬料粉52。在蜂窩體6內(nèi)加釬料的過(guò)程按這樣的方式進(jìn)行，即，將蜂窩體端頭壓入釬料粉內(nèi)。接著蜂窩體與套管1一起翻轉(zhuǎn)并將相對(duì)的端面壓入釬料粉52內(nèi)。釬料粉52在容器53內(nèi)準(zhǔn)備好供使用。
權(quán)利要求
1．制造加外套的蜂窩體尤其催化劑載體的方法有下列步驟a)通過(guò)堆置和/或卷繞薄板層(7)構(gòu)成蜂窩體(6、32)，薄板層中至少一部分是具有某種結(jié)構(gòu)的薄板層，所以蜂窩體有可流過(guò)流體的通道(8、42)；b)將一襯套(2)置入套管(1、31)內(nèi)，其中，襯套(2)有一個(gè)比蜂窩體(6、32)及套管(1、31)的軸向長(zhǎng)度小的軸向長(zhǎng)度和有一外表(9)，后者基本上貼靠在套管(1、31)的部分內(nèi)壁(10)上；c)將蜂窩體(6、32)置入套管(1、31)內(nèi)和襯套(2)內(nèi)；d)在蜂窩體(6、32)與套管(1、31)和與襯套(2)之間形成連接，以及在必要時(shí)e)在套管(1、31)與襯套(2)之間形成連接。
2．按照權(quán)利要求1所述的方法，其中，襯套(2)被壓靠在套管(1、31)的內(nèi)壁(10)上。
3．按照權(quán)利要求2所述的方法，其中，襯套(2)借助一機(jī)械加壓裝置壓靠在此內(nèi)壁(10)上。
4．按照權(quán)利要求3所述的方法，其中，襯套(2)通過(guò)加壓裝置的心軸壓靠在內(nèi)壁(10)上。
5．按照權(quán)利要求3或4所述的方法，其中，襯套(2)通過(guò)加壓裝置的至少兩個(gè)沿徑向運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)分段壓靠在內(nèi)壁(10)上。
6．按照權(quán)利要求2所述的方法，其中，加壓裝置(17)裝入套管(1、31)內(nèi)，壓力介質(zhì)通過(guò)它基本上沿徑向向外朝向襯套(2)，從而將襯套(2)壓靠在內(nèi)壁(10)上。
7．按照權(quán)利要求6所述的方法，其中，令兩個(gè)環(huán)形密封件(22)貼靠在襯套(2)上，它們彼此的間距至多等于襯套(2)的寬度，在這種情況下在密封件(22)之間至少設(shè)一個(gè)壓力介質(zhì)出口。
8．按照權(quán)利要求6或7所述的方法，其中，在套管(1)內(nèi)加入一種氣體尤其是空氣。
9．按照權(quán)利要求6或7所述的方法，其中，在套管(1)內(nèi)加入一種液體，尤其是水。
10．按照權(quán)利要求1至9之一所述的方法，其中，襯套(2)與套管(1、31)連接。
11．按照權(quán)利要求10所述的方法，其中，襯套(2)與套管(1、31)通過(guò)材料連接。
12．按照權(quán)利要求11所述的方法，其中，襯套(2)與套管(1、31)焊接。
13．按照權(quán)利要求10所述的方法，其中，襯套(2)與套管(1、31)粘結(jié)。
14．按照權(quán)利要求10所述的方法，其中，襯套(2)與套管(1、31)釬焊。
15．按照權(quán)利要求14所述的方法，其中，襯套(2)與套管(1、31)硬釬焊。
16．按照權(quán)利要求1至15之一所述的方法，其中，令蜂窩體(32)端面與一個(gè)含有粘附劑并可繞輥軸(35)旋轉(zhuǎn)的輥(34、38、39)接觸；在蜂窩體(32)與輥(34、38、39)之間實(shí)施相對(duì)運(yùn)動(dòng)；以及，然后至少在蜂窩體(32)內(nèi)加入釬料(52)。
17．按照權(quán)利要求16所述的方法，其中，蜂窩體(32)位置固定地定位，而輥(34、38、39)運(yùn)動(dòng)。
18．按照權(quán)利要求16所述的方法，其中，輥(34、38、39)位置固定地定位，而蜂窩體(32)運(yùn)動(dòng)。
19．按照權(quán)利要求16所述的方法，其中，蜂窩體(32)有至少一個(gè)從套管(1)伸出并設(shè)計(jì)為相對(duì)于蜂窩體(32)的縱軸線(xiàn)(33)旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)的端區(qū)(40)，在這里蜂窩體(32)繞其縱軸線(xiàn)(33)旋轉(zhuǎn)，而具有一個(gè)與此端區(qū)(40)相配的形狀和沿徑向向內(nèi)一直延伸到縱軸線(xiàn)(33)的輥(39)繞一條與此縱軸線(xiàn)(33)約成90°角相交的輥軸(35)旋轉(zhuǎn)。
20．按照權(quán)利要求16至19之一所述的方法，其中，輥(34、38、39)僅在某些區(qū)有粘附劑。
21．按照權(quán)利要求16至20之一所述的方法，其中，蜂窩體(32)基本上垂直布置，并令輥(34、38、39)與蜂窩體(32)上端面(43)接觸。
22．按照權(quán)利要求16至20之一所述的方法，其中，蜂窩體(32)基本上垂直布置，并令輥(34、38、39)與蜂窩體(32)下端面(44)接觸。
23．按照權(quán)利要求16至20之一所述的方法，其中，蜂窩體(32)有兩個(gè)彼此相對(duì)的端面(43、44)，以及蜂窩體(32)在兩個(gè)相隔距離并可旋轉(zhuǎn)地支承著的輥(34、38)之間通過(guò)，所以這兩個(gè)端面(43、44)基本上同時(shí)用粘附劑至少潤(rùn)濕。
24．按照權(quán)利要求1至23之一所述的方法，其中，將蜂窩體(32)部分地裝入一套管(31)內(nèi)；令蜂窩體從套管(31)伸出的段(50、60)以其端面(43)與粘附劑接觸；之后將蜂窩體(32)置入套管(31)內(nèi)；然后實(shí)施將釬料(52)至少加入蜂窩體(32)內(nèi)。
25．按照權(quán)利要求24所述的方法，其中，在加入釬料(52)前，令蜂窩體(32)上與此段(50、60)處于相對(duì)位置的另一段與粘附劑接觸。
26．按照權(quán)利要求25所述的方法，其中，蜂窩體(32)被推移通過(guò)套管(31)，使此另一段從套管(31)伸出。
27．按照權(quán)利要求24、25或26所述的方法，其中，在其中之一段(50、60)與粘附劑接觸期間，蜂窩體(32)按這樣的方式置于套管(31)內(nèi)，即，使它沿其軸向長(zhǎng)度的主要部分處于套管(31)內(nèi)。
28．按照權(quán)利要求27所述的方法，其中，蜂窩體(32)按這樣的方式置于套管(31)內(nèi)，即，將蜂窩體從套管(31)伸出至少1mm，優(yōu)選5mm。
29．按照權(quán)利要求24至28之一所述的方法，其中，令此段(60)與含粘附劑的涂料裝置(61)接觸，此涂料裝置(61)有一潤(rùn)濕面，它大于段(60)的端面并與之全面搭接。
30．按照權(quán)利要求24至29之一所述的方法，其中，此裝置基本上垂直定位，使伸出的段(60)與設(shè)在套管(1)上方含有粘附劑的涂料裝置(61)接觸。
31．按照權(quán)利要求24至30之一所述的方法，其中，至少此段(60)壓靠在一個(gè)基本上彈性的粘附劑載體上。
32．按照權(quán)利要求24至31之一所述的方法，其中，此裝置和/或粘附劑載體定位為，使段(60)與粘附劑載體或粘附劑接觸時(shí)形成的接觸面在至少兩個(gè)彼此相繼的裝置中只是部分重疊。
33．按照權(quán)利要求1至32之一所述的方法，其中，設(shè)計(jì)至少一個(gè)釬料段(3)，它與套管(1)和襯套(2)搭接。
34．按照權(quán)利要求1至33之一所述的方法，其中，在蜂窩體(2)與套管(1)和與襯套(2)之間形成連接以及在套管(1)與襯套(2)之間形成連接基本上同時(shí)完成。
全文摘要
本發(fā)明涉及制造加外套的蜂窩體(6)尤其催化劑載體的方法。通過(guò)堆置和/或卷繞其中至少部分結(jié)構(gòu)化的薄板層(7、8)構(gòu)成蜂窩體(6),所以蜂窩體有可流過(guò)流體的通道。將一襯套(2)置入套管(1)內(nèi),此襯套沿軸向的長(zhǎng)度小于蜂窩體和套管的軸向長(zhǎng)度。襯套有一外表,它基本上貼靠在套管的部分內(nèi)壁上。將蜂窩體(6)置入套管(1)和襯套(2)內(nèi)并與套管和襯套連接。如果需要,套管與襯套連接。
文檔編號(hào)B23K1/00GK1289389SQ99802462
公開(kāi)日2001年3月28日 申請(qǐng)日期1999年1月27日 優(yōu)先權(quán)日1998年1月27日
發(fā)明者路德維格·維爾斯, 費(fèi)迪·庫(kù)爾特, 烏韋·西普曼, 黑里貝特·格雷瓦 申請(qǐng)人:發(fā)射技術(shù)有限公司