專利名稱：制造蜂窩體的設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制造蜂窩體尤其是催化劑載體的設(shè)備和方法，蜂窩體由至少一個(gè)由許多至少局部具有某種結(jié)構(gòu)的金屬薄板組成的堆疊構(gòu)成。
為了減少廢氣中尤其是汽車廢氣中有害物含量采用催化劑。這些催化劑內(nèi)的載體可設(shè)計(jì)為金屬蜂窩體的形式。這種蜂窩體包括一個(gè)由許多至少局部具有某種結(jié)構(gòu)的金屬薄板組成的堆疊。由US-A-4923109已知一種蜂窩體，它具有一個(gè)反向繞其自身和繞中心區(qū)彎卷的堆疊。
此外，由WO90/03220已知一種金屬的催化劑載體，它由至少局部具有某種結(jié)構(gòu)的金屬薄板構(gòu)成。此催化劑載體至少包括三個(gè)金屬薄板的堆疊，其中至少有三個(gè)堆疊各繞一個(gè)在蜂窩體中心區(qū)的有關(guān)彎折線折疊，并在折疊狀態(tài)彼此反向地并繞一具有彎折線的中心區(qū)卷繞。
已知一些用于制造這種蜂窩體的設(shè)備，它包括一個(gè)可繞一軸線旋轉(zhuǎn)并作用在每個(gè)堆疊上的叉形卷繞器以及一些閉合成一個(gè)模具的模塊。閉合后模具的內(nèi)輪廓與蜂窩體在卷繞狀態(tài)下的外輪廓相應(yīng)。為保證多個(gè)堆疊或一個(gè)堆疊繞其自身和繞一中央?yún)^(qū)的卷繞，模塊應(yīng)這樣朝著堆疊的方向運(yùn)動(dòng)，即，在叉形卷繞器旋轉(zhuǎn)期間使一個(gè)或多個(gè)堆疊貼靠在模塊的邊緣上并因而使此邊緣構(gòu)成一個(gè)支承面。在將近結(jié)束制造過程時(shí)模具完全封閉，并因而給予此蜂窩體其最終的形狀。
此已知的設(shè)備有兩個(gè)部分，它們沿直線可彼此移近和互相移開。在閉合過程中存在著這樣的危險(xiǎn)，即，至少一個(gè)模塊會(huì)朝仍應(yīng)卷繞的堆疊部分的運(yùn)動(dòng)方向的反向移動(dòng)。若此模塊朝堆疊部分運(yùn)動(dòng)，則可能導(dǎo)致一個(gè)或多個(gè)堆疊不應(yīng)有的走樣。這樣一種走樣可能帶來的結(jié)果是，堆疊的一塊塊金屬薄板局部瓢曲。金屬薄板的走樣影響蜂窩體的結(jié)構(gòu)。一方面蜂窩體的強(qiáng)度遭受這種變形的損害，另一方面導(dǎo)致通道橫截面的局部改變。由于通道截面的這種改變引起廢氣通過蜂窩體的不均勻分配，從而會(huì)影響蜂窩體的催化效果。
已知的這些蜂窩體橫截面設(shè)計(jì)為基本上圓形的。制造其它形狀的橫截面需要另外的制造方法。例如由US-PS4519120已知這種制造方法。按照這種制造方法，首先卷繞蜂窩體，接著通過模具變形。
因此，本發(fā)明的目的是進(jìn)一步改進(jìn)用于制造蜂窩體的已知的設(shè)備和已知的方法，使得在制造過程中避免堆疊或各金屬薄板走樣。此外應(yīng)提供可能性，制造具有非圓形橫截面的蜂窩體。
按本發(fā)明此目的通過具有權(quán)利要求1特征的設(shè)備達(dá)到。設(shè)備有利的進(jìn)一步設(shè)計(jì)是從屬權(quán)利要求2至5的內(nèi)容。按本發(fā)明用于制造蜂窩體的方法在權(quán)利要求6和7中說明。
按本發(fā)明用于制造一種蜂窩體尤其是催化劑載體的設(shè)備，其中蜂窩體由至少一個(gè)由許多至少局部具有某種結(jié)構(gòu)的金屬薄板組成的堆疊構(gòu)成以及金屬薄板形成許多可流過流體的通道，此設(shè)備有一個(gè)作用在每個(gè)堆疊上的叉形夾具和一些能閉合成一個(gè)模具的模塊，每個(gè)模塊各有一個(gè)外表面部分，當(dāng)模具閉合時(shí)它們共同形成要制造的蜂窩體外形，這種設(shè)備的特征在于，至少設(shè)有兩個(gè)可這樣移動(dòng)地布置的模塊，即，使每一個(gè)外表面部分的至少一個(gè)貼靠在堆疊上的分段，描繪出一個(gè)與外形相符的沿堆疊各自由端方向的運(yùn)動(dòng)軌跡。通過使每個(gè)外表面部分的至少一個(gè)分段描繪出一個(gè)朝堆疊的各自由端方向與外形相符的運(yùn)動(dòng)軌跡，使得堆疊上與模塊的這一分段當(dāng)時(shí)處于接觸中的部分這樣變形，即，在堆疊成形的最終狀態(tài)能獲得所制造蜂窩體期望的外形。通過使運(yùn)動(dòng)軌跡方向朝堆疊的各自由端延伸，與迄今已知的方法不同，避免了一層層金屬薄板或堆疊走樣，因?yàn)槟K緊貼著堆疊的部分直至其成為最終的形狀。根據(jù)要制造的蜂窩體所期望的外形，可以選擇模塊適當(dāng)?shù)臄?shù)量，由這些模塊來完成堆疊或一層層金屬薄板的卷繞。最好設(shè)兩個(gè)模塊，它們沿相同的方向移動(dòng)?？梢钥隙ǎK外表面部分的此分段在運(yùn)動(dòng)過程中會(huì)有不同的長度。這一方面取決于模塊的運(yùn)動(dòng)過程，另一方面取決于所要制造的蜂窩體外形。
按此設(shè)備的一種最佳實(shí)施形式，模塊在它們各自的起始位置彼此相對(duì)地定位。模塊最好成對(duì)地彼此相對(duì)定位。尤其是模塊實(shí)現(xiàn)同步運(yùn)動(dòng)。但這一點(diǎn)并不強(qiáng)求。實(shí)際上這樣做就足夠了，即，模塊各自的運(yùn)動(dòng)速度的差別，不致使模塊在制造蜂窩體過程中互相撞擊。
按另一項(xiàng)有利的設(shè)計(jì)建議，將模具設(shè)計(jì)為至少有一個(gè)可沿徑向向里和向外運(yùn)動(dòng)的模塊，這一模塊構(gòu)成一個(gè)閉合塊。借助于這一閉合塊在最終狀態(tài)閉合模具，使蜂窩體具有其最終的形狀。
按本發(fā)明的思想建議了一種用于制造蜂窩體的方法，此蜂窩體由許多至少局部具有某種結(jié)構(gòu)的金屬薄板構(gòu)成并有許多可流過流體的通道。按照這一方法，首先，一個(gè)由許多至少局部具有某種結(jié)構(gòu)的金屬薄板組成的堆疊分層堆放。將此堆疊置入一個(gè)打開的模具內(nèi)，并被一個(gè)在中央?yún)^(qū)的夾具固定在模具內(nèi)。堆疊的端部從中央?yún)^(qū)沿徑向向外延伸。至少兩個(gè)模塊從它們的起始位置分別作這樣的移動(dòng)，即，使每個(gè)外表面部分的至少一個(gè)分段貼靠到堆疊上。然后模塊沿一個(gè)與外形相符的運(yùn)動(dòng)軌跡運(yùn)動(dòng)，在此期間至少每個(gè)外表面部分的一個(gè)分段始終貼靠在此堆疊上。當(dāng)堆疊達(dá)到預(yù)定的卷繞度之后閉合模具。
為制造蜂窩體還建議了一種方法，按此方法，由許多至少局部具有某種結(jié)構(gòu)的金屬薄板組成的多個(gè)堆疊分層堆放。每一個(gè)堆疊沿一條彎折線折疊。將這些堆疊置入一個(gè)打開的模具內(nèi)，并被一個(gè)在中央?yún)^(qū)的夾具固定在模具內(nèi)。接著至少兩個(gè)模塊從它們的起始位置分別作這樣的移動(dòng)，即，使模塊每一個(gè)外表面部分的至少一個(gè)分段貼靠到各自的堆疊上。模塊沿一個(gè)與外形相符的運(yùn)動(dòng)軌跡運(yùn)動(dòng)，因此模塊每一個(gè)外表面部分的一個(gè)分段始終貼靠在堆疊上。當(dāng)堆疊達(dá)到預(yù)定的卷繞度之后閉合模具。
采用這種設(shè)備和這種方法呈現(xiàn)了一種可能性，即可以制造具有一個(gè)與圓形截面不同的橫截面的蜂窩體。例如可以制造一種橢圓形的蜂窩體，或制造跑道形的蜂窩體，與此同時(shí)無需堆疊或金屬薄板有任何走樣。采用這種方法和設(shè)備獲得了一種具有均勻結(jié)構(gòu)的蜂窩體。
下面借助于實(shí)施例說明設(shè)備和方法的其它優(yōu)點(diǎn)和特征，附圖表示了此實(shí)施例。其中

圖1用于制造蜂窩體的設(shè)備和打開的模具的示意俯視圖；圖2至4可運(yùn)動(dòng)的模塊的不同位置；圖5局部閉合的模具；以及圖6閉合的模具俯視圖。
此設(shè)備有一個(gè)叉形的夾具，它在模具的中央?yún)^(qū)固定堆疊1。堆疊1繞夾具的芯棒13、14卷繞。模具有四個(gè)模塊2、3、4和5。它們共同在閉合狀態(tài)構(gòu)成模具10。每個(gè)模塊2至5有一個(gè)外表面部分6、7、8和9，在模具10閉合時(shí)它們共同形成所要制造的蜂窩體的外形15。
模塊3和5設(shè)置成能沿徑向向里和向外移動(dòng)。
在圖2中模塊2和4貼靠到堆疊1上。模塊2外表面部分6的分段11和模塊4外表面部分8的分段12貼靠在堆疊1上。堆疊的從芯棒14和13伸出模具的部分按照分段11和12的曲率彎曲。在圖3中表示了模塊2和4的位置，這是模塊2和4旋轉(zhuǎn)30°后的位置。在沿箭頭方向R旋轉(zhuǎn)時(shí)，堆疊的其它部分變形。在這種情況下模塊2和4的旋轉(zhuǎn)以這樣的方式進(jìn)行，即，使模塊2和4的分段11和12始終貼靠在堆疊上。通過模塊2和4的進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)，使它們處于如圖4所示的位置。此時(shí)模塊2和4相對(duì)于它們的原始位置旋轉(zhuǎn)了90°。由圖4可以特別清楚地看出，外表面部分6和8的分段11和12比圖2和3中所表示的要大得多。通過模塊3和4的進(jìn)一步移動(dòng)使堆疊處于其最終的形狀。在圖示的實(shí)施例中，模塊2和4旋轉(zhuǎn)180°便夠了，因?yàn)榉涓C體設(shè)計(jì)的鏡象對(duì)稱的。兩個(gè)模塊2和4的運(yùn)動(dòng)同步進(jìn)行。當(dāng)模塊2和4達(dá)到它們?nèi)鐖D5所示的位置后，兩個(gè)模塊3和5沿徑向向里朝蜂窩體16移近。由圖5可見，此時(shí)模具10尚未最終閉合。通過各模塊2至4進(jìn)一步移近將模具10閉合，如圖6所示。
權(quán)利要求
1.制造一種蜂窩體尤其是催化劑載體的設(shè)備，蜂窩體由至少一個(gè)由許多至少局部具有某種結(jié)構(gòu)的金屬薄板組成的堆疊(1)構(gòu)成，金屬薄板形成許多可流過流體的通道，此設(shè)備有一個(gè)作用在每個(gè)堆疊(1)上的叉形夾具和有一些能閉合成一個(gè)模具(10)的模塊(2、3、4、5)，其中每個(gè)模塊(2、3、4、5)各有一個(gè)外表面部分(6、7、8、9)，當(dāng)模具(10)閉合時(shí)它們共同形成要制造的蜂窩體的外形，其特征為至少設(shè)有兩個(gè)可這樣移動(dòng)地布置的模塊(2、4)，即使每一個(gè)外表面部分(6、8)的至少一個(gè)貼靠在堆疊(1)上的分段(11、12)，描繪出一個(gè)與外形相符的沿堆疊(1)各自由端方向的運(yùn)動(dòng)軌跡。
2.按照權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征為模塊(2、4)沿相同的方向(R)移動(dòng)。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，其特征為模塊(2、4)在它們各自的起始位置最好成對(duì)地彼此相對(duì)地定位。
4.按照權(quán)利要求1至3之一所述的設(shè)備，其特征為模塊(2、4)同步移動(dòng)。
5.按照前列諸權(quán)利要求之一所述的設(shè)備，其特征為模具(10)至少有一個(gè)可沿徑向向里和向外運(yùn)動(dòng)的模塊(3、5)，它構(gòu)成一個(gè)閉合塊。
6.制造一種蜂窩體的方法，這種有許多可流過流體的通道的蜂窩體由許多至少局部具有某種結(jié)構(gòu)的金屬薄板構(gòu)成，按此方法-一個(gè)由許多至少局部具有某種結(jié)構(gòu)的金屬薄板組成的堆疊(1)被分層堆放；-堆疊(1)置入一個(gè)打開的模具(10)內(nèi)，并被一個(gè)在中央?yún)^(qū)的夾具固定在模具內(nèi)；-至少兩個(gè)模塊(2、4)從它們的起始位置分別作這樣的移動(dòng)，即，使每一個(gè)外表面部分(6、8)的至少一個(gè)分段(11、12)貼靠到堆疊(1)上，然后沿一個(gè)與外形相符的運(yùn)動(dòng)軌跡運(yùn)動(dòng)，直至達(dá)到預(yù)定的卷繞度，接著閉合模具(10)。
7.制造一種蜂窩體的方法，這種有許多可流過流體的通道的蜂窩體由許多至少局部具有某種結(jié)構(gòu)的金屬薄板構(gòu)成，按此方法-由許多至少局部具有某種結(jié)構(gòu)的金屬薄板構(gòu)成的多個(gè)堆疊(1、2、3)被分層堆放；-每個(gè)堆疊(1、2、3)各繞一條彎折線折疊；-將這些堆疊(1)置入一個(gè)打開的模具(10)內(nèi)，并被一個(gè)在中央?yún)^(qū)的夾具固定在模具內(nèi)；-至少兩個(gè)模塊(2、4)從它們的起始位置分別作這樣的移動(dòng)，即，使每一個(gè)外表面部分(6、8)的至少一個(gè)分段(11、12)貼靠到堆疊(1)上，然后沿一個(gè)與外形相符的運(yùn)動(dòng)軌跡運(yùn)動(dòng)，直至達(dá)到預(yù)定的卷繞度，接著閉合模具(10)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種制造蜂窩體尤其是催化劑載體的設(shè)備,蜂窩體由許多至少局部具有某種結(jié)構(gòu)的金屬板組成的堆疊構(gòu)成,金屬薄板形成許多可流過流體的通道。設(shè)備有一個(gè)固定每個(gè)堆疊(1)的叉形夾具和一些模塊(2、3、4、5)。這些模塊可以閉合以形成一個(gè)模具(10),其中每個(gè)模塊(2、3、4、5)有一個(gè)覆蓋部分(6、7、8、9),當(dāng)模具(10)閉合時(shí)這些覆蓋部分提供要制造的蜂窩體的外形。至少兩個(gè)模塊(2、4)以這樣的方式移動(dòng),即,使每一個(gè)覆蓋部分(6、8)的至少一個(gè)貼靠在堆疊(1)上的分段(11、12),描繪出一個(gè)朝堆疊(1)自由端的運(yùn)動(dòng)軌跡。
文檔編號(hào)B01J35/04GK1192798SQ96196123
公開日1998年9月9日 申請(qǐng)日期1996年6月18日 優(yōu)先權(quán)日1995年8月7日
發(fā)明者路德維?！ね査?申請(qǐng)人:發(fā)射技術(shù)有限公司