具有傾斜徑向向外延伸的孔道的錐形蜂窩體的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種由層(2、3)盤(pán)繞和/或?qū)盈B形成的蜂窩體(1)，它體具有幾何中心軸線(xiàn)(4)、圍繞中心軸線(xiàn)(4)旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)布置的空腔(5)以及外周面(6)，其中，各層(2、3)近似同心地圍繞中心軸線(xiàn)(4)延伸，其中，層(2)中的至少一個(gè)至少部分地結(jié)構(gòu)化，從而層(2、3)形成多個(gè)能由流體通流的孔道(7)，該孔道從空腔(5)以相對(duì)于中心軸線(xiàn)(4)非直角的錐角(α)向外朝向外周面(6)延伸，其中，孔道(7)還具有在所述孔道的延伸路線(xiàn)上從內(nèi)向外改變的孔道橫剖面(7i、7a)。特別通過(guò)以下方式產(chǎn)生特殊形狀：至少一個(gè)結(jié)構(gòu)化的層(2)以和至少一個(gè)中間層(3；8；13；23；33)交替的方式布置，其中，這兩種層被以螺旋形式彼此上下層疊，其中，結(jié)構(gòu)化的金屬片層(2)的形成孔道(7)結(jié)構(gòu)高度的結(jié)構(gòu)高度(H)基本上是恒定的，而孔道橫剖面(7i、7a)從內(nèi)向外增大。中間層(3)可以由簡(jiǎn)單的金屬絲(8)或由特別切開(kāi)或折疊的平坦的金屬片(13；23；33)形成。
【專(zhuān)利說(shuō)明】具有傾斜徑向向外延伸的孔道的錐形蜂窩體

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種由層盤(pán)繞和丨或?qū)盈B形成的蜂窩體，該蜂窩體特別在氣體凈化領(lǐng)域中使用。在特別用于機(jī)動(dòng)車(chē)內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化設(shè)備中，使用涂覆有催化活性材料的和/或特別設(shè)計(jì)為用于分離顆粒的蜂窩體，其中，經(jīng)常將金屬材料用于蜂窩體。

【背景技術(shù)】
[0002]恰恰在機(jī)動(dòng)車(chē)的應(yīng)用中必須重視不同的框架條件。一方面用于安裝排氣凈化系統(tǒng)的位置是有限的，另一方面該系統(tǒng)在排氣系統(tǒng)中不應(yīng)產(chǎn)生大的壓力損失，因?yàn)檫@種大的壓力損失對(duì)內(nèi)燃機(jī)的效率產(chǎn)生不利影響。
[0003]在現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)已知了大量的用于盤(pán)繞或?qū)盈B的蜂窩體的結(jié)構(gòu)形式，其中包括具有軸向沿流動(dòng)方向延伸的孔道的結(jié)構(gòu)形式、具有徑向從內(nèi)部空腔向外延伸到收集室的孔道的結(jié)構(gòu)形式以及還包括錐形蜂窩體，其中，橫剖面擴(kuò)大的孔道從一端側(cè)延伸到一相對(duì)設(shè)置的端側(cè)。
[0004]在2？ 0 676 534八1中也描述了多種不同的結(jié)構(gòu)形式，其中也包括了那些具有傾斜徑向向外延伸的孔道的結(jié)構(gòu)形式。02 102 35 691八1也描述了這種孔道延伸路線(xiàn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是對(duì)所述類(lèi)型的蜂窩體進(jìn)一步改進(jìn)，使得該蜂窩體能夠容易地、特別是以大批量生產(chǎn)方式來(lái)制造和/或能夠在安裝時(shí)適配于不同的空間條件。該蜂窩體也能夠?qū)崿F(xiàn)如下的結(jié)構(gòu)形式:該結(jié)構(gòu)形式在壓力損失相對(duì)較小的情況下提供了用于排氣凈化的相對(duì)較大的表面。
[0006]該目的通過(guò)根據(jù)權(quán)利要求1所述的蜂窩體實(shí)現(xiàn)?？蓡为?dú)地或以技術(shù)上合理的方式相互組合地使用的有利設(shè)計(jì)方案在從屬權(quán)利要求中描述。說(shuō)明書(shū)、特別是與附圖相結(jié)合描述了本發(fā)明以及本發(fā)明的其它實(shí)施變型方案。
[0007]由層盤(pán)繞和/或?qū)盈B形成的蜂窩體具有幾何中心軸線(xiàn)、圍繞該中心軸線(xiàn)旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)布置的空腔以及外周面(外側(cè)向面)，其中，每個(gè)層(近似)同心地圍繞中心軸線(xiàn)延伸，其中，這些層中的至少一個(gè)至少部分地結(jié)構(gòu)化(形成結(jié)構(gòu)，帶有結(jié)構(gòu))，從而這些層形成多個(gè)能由流體通流的孔道，該孔道從空腔以相對(duì)于中心軸線(xiàn)非直角的錐角向外朝向外周面延伸，其中，這些孔道還具有在所述孔道的延伸路線(xiàn)上從內(nèi)向外變化的孔道橫剖面(面積)。此外提出，至少一個(gè)結(jié)構(gòu)化的層以與至少一個(gè)中間層相交替的方式布置，其中，這兩個(gè)層被以螺旋形式彼此上下層疊。
[0008]在此，孔道不恰好徑向從內(nèi)向外延伸，也就是說(shuō)不相對(duì)于中心軸線(xiàn)垂直地或成直角地延伸，而是相對(duì)于中心軸線(xiàn)成(不同的)角度。這減小了相對(duì)于恰好徑向延伸的孔道的壓力損失，因?yàn)榱黧w的兩次偏轉(zhuǎn)會(huì)使得強(qiáng)度降低。在該設(shè)計(jì)中，各個(gè)層具有近似漏斗的形狀，其中在此特別考慮螺旋形的結(jié)構(gòu)形式，使得層不是閉合(封閉)的，而是類(lèi)似于螺旋形階梯一然而相對(duì)于中心軸線(xiàn)成非直角一延伸。這種根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)形式特別與其它結(jié)構(gòu)形式相結(jié)合地在充分利用了現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)空間和減小了壓力損失的情況下提供了額外的靈活性。
[0009]為了特別也能夠?qū)崿F(xiàn)相對(duì)簡(jiǎn)單的制造，使至少一個(gè)結(jié)構(gòu)化的層以和至少一個(gè)中間層交替的方式布置，其中，這兩個(gè)層被以螺旋形式彼此上下層疊。中間層基本上用于維持結(jié)構(gòu)化的層之間的距離，使得這些結(jié)構(gòu)化的層不會(huì)由于其結(jié)構(gòu)而彼此滑入。
[0010]在制造這種蜂窩體時(shí)的一個(gè)主要問(wèn)題在于，各個(gè)層設(shè)計(jì)成使得該層能形成期望的螺旋形狀并具有期望的結(jié)構(gòu)特性。由于通常用于這種蜂窩體的金屬片是被作為長(zhǎng)的直的條帶一盤(pán)繞成所謂的線(xiàn)圈一提供的，因此需要進(jìn)行合適的變形，其中，這種變形不允許超過(guò)由材料規(guī)定的界限。
[0011]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，所述空腔和/或周面是柱形的。僅出于制造技術(shù)的原因，這種結(jié)構(gòu)形式是優(yōu)選的，因?yàn)樗薪Y(jié)構(gòu)化的層都能夠具有相同的形狀。
[0012]此外提出，相對(duì)于中心軸線(xiàn)的錐角為25。至85。，優(yōu)選為40。至70。，其中，對(duì)于多種應(yīng)用特別合適的是近似45。的角度。
[0013]在另一個(gè)實(shí)施方式中，結(jié)構(gòu)化的層形成為，使該結(jié)構(gòu)化的金屬片層的、形成所述孔道的結(jié)構(gòu)高度(基本上)是恒定的，而孔道橫剖面從內(nèi)向外增大。通過(guò)恒定的結(jié)構(gòu)高度，蜂窩體中的彼此依次跟隨的層的延伸路線(xiàn)幾乎是平行的，這例如不是具有從一端側(cè)延伸到另一端側(cè)橫剖面增大的孔道的錐形蜂窩體的情況。
[0014]恒定的結(jié)構(gòu)高度特別可以由此實(shí)現(xiàn):所述結(jié)構(gòu)化的金屬片層具有一結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)以和鄰接的中間層共同作用的方式形成孔道，該孔道的、通過(guò)結(jié)構(gòu)化的金屬片層的側(cè)面波紋件形成的邊界在所有位置上都(基本上)具有相同的長(zhǎng)度，但該孔道的孔道橫剖面在結(jié)構(gòu)高度近似恒定的情況下從內(nèi)向外增大。這特別表明，側(cè)面波紋件在內(nèi)部具有相當(dāng)強(qiáng)烈的曲率，即以非常窄的波紋形式延伸，而該側(cè)面波紋件在外部區(qū)域中被以更大的程度彼此拉開(kāi)或擴(kuò)大，使得對(duì)應(yīng)的孔道橫剖面越來(lái)越大。這種波紋形狀例如可以借助已知機(jī)器制造，該機(jī)器用于使得金屬片層產(chǎn)生波紋，隨后將一側(cè)拉開(kāi)或隨后將另一側(cè)壓縮。
[0015]如果為整個(gè)蜂窩體使用相同類(lèi)型的層，那么根據(jù)本發(fā)明產(chǎn)生一種形狀，其中，所述空腔相對(duì)于周面軸向偏移地布置，因此蜂窩體具有第一錐形端側(cè)和第二空心錐形端側(cè)。該形狀能夠以流動(dòng)技術(shù)有利地使用并特別允許與其它蜂窩體組合，以充分利用現(xiàn)有的自由空間。
[0016]由于螺旋形延伸的連續(xù)的平坦的金屬片層的制造可能要求非常強(qiáng)烈的變形，因此在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中提出，所有層都被結(jié)構(gòu)化，具體地包括帶有粗糙結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)化的金屬片層和帶有精細(xì)結(jié)構(gòu)的中間層，其中，粗糙結(jié)構(gòu)和精細(xì)結(jié)構(gòu)的尺寸相差至少3倍，優(yōu)選相差5至10倍。通過(guò)在結(jié)構(gòu)中使用不同的尺寸而實(shí)現(xiàn)了:通過(guò)粗糙結(jié)構(gòu)基本上獲得孔道的形狀，而中間層的精細(xì)結(jié)構(gòu)(首先僅)防止粗糙結(jié)構(gòu)彼此滑入。通過(guò)這種方式因此可以使得兩個(gè)螺旋形形成的不同結(jié)構(gòu)化的層彼此上下層疊以形成一非常均勻的蜂窩體。
[0017]另一個(gè)實(shí)施方式提出應(yīng)用具有切口的中間層，該切口從外周面出發(fā)向內(nèi)沿孔道的延伸路線(xiàn)形成，優(yōu)選從外周面向內(nèi)延伸并在外部張開(kāi)。通過(guò)這種方式產(chǎn)生了內(nèi)部連續(xù)的中間層，該中間層盡管在切口向外越來(lái)越寬地打開(kāi)時(shí)也能夠防止被結(jié)構(gòu)化的金屬片層彼此滑入。
[0018]本發(fā)明的一個(gè)設(shè)計(jì)方案提供了另一種選擇可能性一然而在生產(chǎn)時(shí)會(huì)出現(xiàn)材料損耗，其中，中間層配設(shè)有三角形的缺口，該缺口的尺寸設(shè)計(jì)為使得中間層在被彎曲成其螺旋形的最終形狀之后重新形成近似閉合的中間層。通過(guò)這種方式可以在沒(méi)有強(qiáng)烈變形的情況下實(shí)現(xiàn)中間層的期望的螺旋形狀并還可靠地避免了相鄰的結(jié)構(gòu)化金屬片層的彼此滑入。
[0019]另一種制造技術(shù)方面的變型方案在于，中間層被沿折疊線(xiàn)折疊，從而形成具有(至少)三倍材料厚度的重疊部，并存在中間層的(近似)螺旋形的延伸路線(xiàn)。在此不需要切割工具并也不會(huì)產(chǎn)生廢料，然而由于重疊部，一部分面積不能再被用于與流過(guò)的流體接觸。盡管如此，這種結(jié)構(gòu)形式對(duì)于連續(xù)生產(chǎn)是非常有幫助的，產(chǎn)生的重疊部在一般使用的薄金屬片中也不會(huì)形成生產(chǎn)技術(shù)方面的問(wèn)題。
[0020]在另一個(gè)實(shí)施方式中，將一個(gè)或多個(gè)金屬絲作為中間層插入，該金屬絲以螺旋形式在結(jié)構(gòu)化的金屬片層之間延伸，優(yōu)選在結(jié)構(gòu)化的金屬片層中預(yù)先制造的插入槽中延伸。該插入槽可以在結(jié)構(gòu)化的金屬片層成型時(shí)被直接共同產(chǎn)生，一般而言?xún)蓚€(gè)彼此隔開(kāi)延伸的金屬絲就足以可靠地避免結(jié)構(gòu)化的金屬片層的彼此滑入。按照結(jié)構(gòu)的類(lèi)型甚至一個(gè)金屬絲就已經(jīng)足夠，而在大的蜂窩體中三個(gè)或更多個(gè)金屬絲是有利的。
[0021]在此，對(duì)于結(jié)構(gòu)化的金屬片層、優(yōu)選對(duì)于所有在蜂窩體中使用的層，考慮使用耐高溫腐蝕的材料，特別包括鉻和/或鋁和/或鎳的鋼。對(duì)于高溫、特別是在機(jī)動(dòng)車(chē)的排氣設(shè)備中，上述材料是經(jīng)受了考驗(yàn)的。該材料還可以通過(guò)經(jīng)檢驗(yàn)的釬焊技術(shù)彼此相連，特別是通過(guò)高溫真空焊接彼此相連。該連接技術(shù)特別也在層的接觸位置上用于根據(jù)本發(fā)明的蜂窩體，以便使得蜂窩體穩(wěn)定。
[0022]在用于分離小顆粒、特別是碳黑顆粒的蜂窩體中有利的是，所述層的至少一部分由多孔的材料制成，優(yōu)選由多孔的金屬材料、特別由金屬纖維材料和/或燒結(jié)材料制成。這些材料改進(jìn)了碳黑顆粒的分離并允許了流動(dòng)引導(dǎo)，其中，流動(dòng)的至少一部分在多孔的材料內(nèi)延伸。
[0023]所述蜂窩體優(yōu)選用作催化劑載體，也就是配設(shè)有用于促進(jìn)排氣中有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化的催化活性涂層。
[0024]蜂窩體的在此所述的結(jié)構(gòu)形式不要求空腔在一端部上封閉，從而所有被輸送到空腔的排氣通過(guò)蜂窩體傾斜地向外流動(dòng)?？赡艿氖?，空腔在兩側(cè)上構(gòu)造成打開(kāi)的并將另一蜂窩體、特別是柱形的、能夠軸向通流的蜂窩體與根據(jù)本發(fā)明的蜂窩體組合在一起地布置，特別是布置在一個(gè)共同的殼體中并具有對(duì)齊的幾何中心軸線(xiàn)。通過(guò)這種方式可以特別良好地充分利用現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)空間并比傳統(tǒng)的布置結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的壓力損失更小。這個(gè)優(yōu)點(diǎn)也適用于其它結(jié)構(gòu)形式的具有幾何中心軸線(xiàn)和圍繞該中心軸線(xiàn)旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)布置的空腔以及外周面的蜂窩體，其中，存在多個(gè)能夠由流體通流的孔道，該孔道從空腔以相對(duì)于中心軸線(xiàn)非直角的錐角向外朝向外周面延伸。根據(jù)附圖還詳細(xì)描述這些蜂窩體中的一些蜂窩體，該蜂窩體一般能夠有利地與柱形的、能夠軸向通流的蜂窩體組合在一起，特別在共同的殼體中并具有對(duì)齊的幾何中心軸線(xiàn)。具有傾斜向外延伸的孔道的蜂窩體的空腔的出口在此形成一種用于具有平行于中心軸線(xiàn)延伸的孔道的后續(xù)的柱形的蜂窩體的入口椎體，這實(shí)現(xiàn)了在兩個(gè)蜂窩體之間的過(guò)渡部中較小的壓力損失。總體上可以由此形成兩個(gè)蜂窩體的在熱和流動(dòng)技術(shù)方面有利的組合。
[0025]在一種優(yōu)選的應(yīng)用中，所述的蜂窩體或所述的蜂窩體布置結(jié)構(gòu)是排氣處理系統(tǒng)的部件、優(yōu)選是內(nèi)燃機(jī)的部件、特別是機(jī)動(dòng)車(chē)的內(nèi)燃機(jī)的部件。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0026]下面根據(jù)附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例和范圍。本發(fā)明不限于這些實(shí)施例，而是可以將根據(jù)不同附圖描述的特征以合理的方式相互組合。要指出的是，一部分根據(jù)附圖描述的結(jié)構(gòu)形式和制造方法也適用于批量生產(chǎn)具有精確地徑向向外延伸的孔道的蜂窩體，也就是說(shuō)該蜂窩體具有垂直于幾何的中心軸線(xiàn)向外延伸的孔道。一部分附圖為了說(shuō)明目的示出這樣的結(jié)構(gòu)形式，盡管本發(fā)明涉及傾斜延伸的孔道和基本上為漏斗形的層。但所示出的附圖同樣包括用于制造蜂窩體中精確的徑向孔道的重要方案，這屬于其它發(fā)明的內(nèi)容。圖中示出:
[0027]圖1:具有傾斜從內(nèi)向外延伸的孔道的蜂窩體的示意透視圖，
[0028]圖2:穿過(guò)圖1的幾何的中心軸線(xiàn)的縱剖面，
[0029]圖3:結(jié)構(gòu)化的金屬片層，
[0030]圖4:用于結(jié)構(gòu)化的金屬片層的孔道形狀的第一個(gè)實(shí)施例，
[0031]圖5，6，7，8:用于結(jié)構(gòu)化的金屬片層的孔道形狀的其它實(shí)施例的視圖，
[0032]圖9:螺旋形結(jié)構(gòu)化的金屬片層的局部，
[0033]圖10:根據(jù)圖9的具有中間層的金屬片層，
[0034]圖11:由結(jié)構(gòu)化的金屬片層和平坦的中間層組成的蜂窩體的部分區(qū)域，
[0035]圖12:在將金屬絲用作中間層的情況下蜂窩體的制造過(guò)程的示意圖，
[0036]圖13:在根據(jù)圖12的制造過(guò)程中產(chǎn)生的、形成中間層的金屬絲的形狀的示意圖，
[0037]圖14:具有三角形的缺口的切開(kāi)的平坦的中間層，
[0038]圖15:具有切開(kāi)的平坦的中間層的蜂窩體的構(gòu)造的示意圖，
[0039]圖16:在安裝之后切開(kāi)的平坦的中間層的最終形狀，
[0040]圖17:開(kāi)槽的平坦的中間層的最終形狀，
[0041]圖18:折疊的平坦的中間層，部分處于最終形狀，和
[0042]圖19:蜂窩體和柱形的蜂窩體的組合的布置結(jié)構(gòu)。

【具體實(shí)施方式】
[0043]圖1示意性示出根據(jù)本發(fā)明的蜂窩體1的示例性實(shí)施例的基本構(gòu)造，該蜂窩體具有作為主要組成部分的結(jié)構(gòu)化的金屬片層2，該結(jié)構(gòu)化的金屬片層近似同心地圍繞幾何中心軸線(xiàn)4延伸并每個(gè)都具有近似漏斗的形狀。在蜂窩體內(nèi)有柱形的空腔5。在外側(cè)，該結(jié)構(gòu)化的金屬片層2由外周面6界定。
[0044]圖2示出穿過(guò)圖1的幾何中心軸線(xiàn)4的示意性縱剖面。在此能看到，從空腔5有大量孔道7傾斜向外引導(dǎo)，并具有相對(duì)于幾何中心軸線(xiàn)4的方向的錐角0，其中，所有孔道都在外周面6上終止。通過(guò)這種方式形成錐形的端側(cè)11和空心錐形的端側(cè)10。
[0045]圖3再次以示意性透視圖示出單個(gè)結(jié)構(gòu)化的金屬片層2，該金屬片層漏斗形地圍繞空腔5延伸。在此也可以看到在該實(shí)施例中選擇的特別的孔道形狀，其在圖4中更詳細(xì)地示出。
[0046]圖4示出由基本上平坦的金屬片條形成結(jié)構(gòu)時(shí)的一般的幾何問(wèn)題，該結(jié)構(gòu)在金屬片條的整個(gè)寬度上具有相同的結(jié)構(gòu)高度II，然而盡管在應(yīng)用了相同數(shù)量的材料作為邊界時(shí)也在一端部上具有比在另一端部上更小的橫剖面，由此能夠形成結(jié)構(gòu)化的金屬片層2的期望的漏斗形狀。所產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)化的金屬片層2的孔道7具有向外增大的孔道橫剖面71、7^
[0047]圖5、6、7和8示出用于結(jié)構(gòu)的另一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該結(jié)構(gòu)在橫剖面的邊界長(zhǎng)度相同的情況下具有在其延伸路線(xiàn)上不同的孔道橫剖面。圖5和6分別示出結(jié)構(gòu)化的金屬片層2的同一部分，然而由不同的觀(guān)察方向進(jìn)行顯示。圖7和8放大示出圖5和6中顯示的結(jié)構(gòu)的兩個(gè)端部。在此，結(jié)構(gòu)化的金屬片層2所具有的孔道具有較小的內(nèi)孔道橫剖面71和較大的外孔道橫剖面71這通過(guò)側(cè)面波紋件實(shí)現(xiàn)，該側(cè)面波紋件作為內(nèi)側(cè)面波紋件21具有彼此相對(duì)緊挨延伸的波峰和波谷，而外側(cè)面波紋件23被彼此拉開(kāi)地較遠(yuǎn)，從而波谷和波峰幾乎平面地延伸。然而，結(jié)構(gòu)化的金屬片層2的結(jié)構(gòu)高度!I在孔道的兩個(gè)端部上一樣高。
[0048]在下面的附圖中出于簡(jiǎn)明性的原因未示出漏斗形的、錐形的層，而是示出平面結(jié)構(gòu)，在該平面結(jié)構(gòu)上可以更容易地顯示本發(fā)明的細(xì)節(jié)。然而，根據(jù)本發(fā)明，這些層除了所示出的和描述的特性之外也還是如圖1-3所示的漏斗形的。然而要指出的是，在圖9-18中描述的實(shí)施方式和制造方法原則上也適用于制造具有純粹徑向延伸的孔道的蜂窩體，這一點(diǎn)直接由附圖得出。這種結(jié)構(gòu)形式也能夠以發(fā)明的方式部分實(shí)現(xiàn)所提出的目的。
[0049]圖9、10和11示出如何借助平坦的中間層3能夠?qū)⒔Y(jié)構(gòu)化的金屬片層2盤(pán)繞或?qū)盈B形成螺旋形的結(jié)構(gòu)，其中，中間層3防止了結(jié)構(gòu)化的金屬片層2的結(jié)構(gòu)在彼此上下層疊時(shí)相互滑入。在此，圖11示出這樣產(chǎn)生的蜂窩體的一個(gè)部分區(qū)域，該蜂窩體具有空腔5和外周面6，其中可以看出結(jié)構(gòu)化的金屬片層2和中間層3的螺旋形布置。在附圖中僅缺少額外的漏斗形的設(shè)計(jì)方案，其根據(jù)本發(fā)明應(yīng)該存在，然而為清楚起見(jiàn)而扁平地顯示。
[0050]圖12示出本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，其中，中間層通過(guò)兩個(gè)金屬絲8構(gòu)成，這兩個(gè)金屬絲優(yōu)選地具有0.1-1皿的厚度。如示意性顯示地，由平坦的、通常被盤(pán)繞成所謂的線(xiàn)圈的金屬片帶通過(guò)合適的起皺過(guò)程產(chǎn)生了螺旋形結(jié)構(gòu)化的金屬片層2，其中，在結(jié)構(gòu)化時(shí)在內(nèi)部區(qū)域和外部區(qū)域中可以設(shè)有插入槽9。在螺旋形層疊期間在該插入槽9中分別有一個(gè)金屬絲8從示意性表明的儲(chǔ)存輥插入，從而，只要插槽9不再比金屬絲8的厚度更深，兩個(gè)金屬絲8就形成中間層。在這種情況下，相對(duì)于結(jié)構(gòu)化的金屬片層2的結(jié)構(gòu)高度!I必然較薄的金屬絲8實(shí)現(xiàn)了:被上下層疊的結(jié)構(gòu)化的金屬片層不能彼此滑入。這種結(jié)構(gòu)形式的額外優(yōu)點(diǎn)在于，形成較大的孔道橫剖面，因?yàn)榭椎啦皇艿截炌ǖ闹虚g層的限制。
[0051]圖13再次示出在根據(jù)圖12的制造過(guò)程中形成的金屬絲8的形狀，該金屬絲自身在完成的蜂窩體中螺旋形地延伸。
[0052]圖14表明另一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的切開(kāi)的平坦的中間層13，其中設(shè)有近似三角形的缺口 12，因此可以容易地變形成螺旋形的中間層。這一點(diǎn)在圖15中表明，其中，被切開(kāi)的平坦的中間層13部分地已經(jīng)形成其最終形狀?？梢钥闯觯切蔚娜笨?12的尺寸特別設(shè)計(jì)成使得在完成的狀態(tài)下形成實(shí)際上閉合的中間層13，該中間層則完全防止結(jié)構(gòu)化的金屬片層2的結(jié)構(gòu)的彼此滑入。然而在這種制造方法中產(chǎn)生三角形的缺口 12的形式的廢料。然而對(duì)此形成了一這在圖16中再次表明一實(shí)際上封閉的螺旋形的切開(kāi)的平坦的中間層13，其各個(gè)區(qū)段在外部結(jié)合并在內(nèi)部留出空腔5的空間。
[0053]圖17示出一個(gè)替代性實(shí)施方式，其中示出開(kāi)槽的平坦的中間層23。在此，切口 22從圍繞空腔5的結(jié)合區(qū)域向外延伸，從而不會(huì)產(chǎn)生廢料，然而存在三角形的、從內(nèi)向外打開(kāi)的切口。盡管如此，這種開(kāi)槽的平坦的中間層23也可最大程度上防止與結(jié)構(gòu)相鄰的結(jié)構(gòu)化的金屬片層的彼此滑入。
[0054]圖18中示出折疊的平坦的中間層33的另一形式。由于在蜂窩體中一般使用具有厚度20^ ?。?！至120^ ?。。〉慕饘倨瑢?，因此如果金屬片層在各個(gè)區(qū)域中重疊時(shí)，其對(duì)于最終形狀不產(chǎn)生大影響。這在根據(jù)圖18的實(shí)施方式中被利用，其中沿折疊線(xiàn)32折疊中間層33，由此在重疊區(qū)域中近似產(chǎn)生三角形的形狀。通過(guò)這種方式可以根據(jù)折疊線(xiàn)32的數(shù)量非常良好地由螺旋形狀或螺旋以及漏斗形狀的平坦的金屬片條形成中間層。
[0055]因此可以通過(guò)螺旋形地層疊結(jié)構(gòu)化的金屬片層2和中間層3來(lái)由金屬片條批量生產(chǎn)根據(jù)本發(fā)明的蜂窩體。
[0056]圖19示出如何能將根據(jù)本發(fā)明的蜂窩體1和傳統(tǒng)的柱形蜂窩體16布置在共同的殼體20中。待凈化的流體、特別是內(nèi)燃機(jī)的排氣可以從入口 14流入根據(jù)本發(fā)明的錐形的蜂窩體1的空腔5中，其中，一部分流體經(jīng)過(guò)孔道7到達(dá)外周面6。這部分流體在收集室17中被收集，在外部圍繞柱形的蜂窩體16被引導(dǎo)并隨后到達(dá)混合室18中并流向出口 19。另一部分流體從空腔5流入柱形的蜂窩體16中，該蜂窩體包括未詳細(xì)示出的軸向孔道，從而這部分流體也到達(dá)混合室18中并流向出口 19。特別有利的是，錐形的蜂窩體1和柱形的蜂窩體16沿共同的幾何中心軸線(xiàn)4對(duì)中心地布置。該實(shí)施方式是將錐形蜂窩體用于有利地充分利用現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)空間和在提供用于催化轉(zhuǎn)化或分離顆粒的預(yù)定表面時(shí)用于減少壓力損失的例子。
[0057]本發(fā)明總體上能夠?qū)崿F(xiàn)靈活地并以適配于不同安裝情況的方式將單個(gè)錐形蜂窩體或與其它蜂窩體相結(jié)合地用于處理流體、特別是用于凈化內(nèi)燃機(jī)中、特別是機(jī)動(dòng)車(chē)中的排氣。
[0058]附圖標(biāo)記列表:
[0059]1 錐形蜂窩體
[0060]2 結(jié)構(gòu)化的金屬片層
[0061]21內(nèi)側(cè)面波紋件
[0062]28外側(cè)面波紋件
[0063]3 中間層
[0064]4 幾何中心軸線(xiàn)
[0065]5 空腔
[0066]6 外周面
[0067]7 孔道
[0068]71內(nèi)孔道橫剖面
[0069]7?外孔道橫剖面
[0070]8 金屬絲
[0071]9 插入槽
[0072]10空心錐形的端側(cè)
[0073]11錐形的端側(cè)
[0074]12三角形的缺口
[0075]13被切開(kāi)的平坦的中間層
[0076]14入口
[0077]16柱形的蜂窩體
[0078]17收集室
[0079]18混合室
[0080]19出口
[0081]20殼體
[0082]22切口
[0083]23開(kāi)槽的平坦的中間層
[0084]31重疊部
[0085]32折疊線(xiàn)
[0086]33折疊的平坦的金屬片
[0087]?。〗Y(jié)構(gòu)高度
[0088]0錐角。
【權(quán)利要求】
1.一種蜂窩體(I)，該蜂窩體由層(2、3)盤(pán)繞或?qū)盈B形成，并且具有幾何中心軸線(xiàn)(4)、圍繞該中心軸線(xiàn)⑷旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)布置的空腔(5)以及外周面(6)，其中，每個(gè)層(2、3)同心地圍繞中心軸線(xiàn)(4)延伸，其中，這些層(2)中的至少一個(gè)是至少部分地結(jié)構(gòu)化的，從而這些層(2、3)形成多個(gè)能由流體通流的孔道(7)，該孔道從空腔(5)以相對(duì)于中心軸線(xiàn)(4)成非直角的錐角(α)向外朝向外周面(6)延伸，其中，孔道(7)還具有在所述孔道的延伸路線(xiàn)上從內(nèi)向外改變的孔道橫剖面(71、7a)，至少一個(gè)結(jié)構(gòu)化的層(2)和至少一個(gè)中間層(3 ；8 ；13 ；23 ；33)交替地布置，其中，這兩種層以螺旋形式彼此上下層疊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蜂窩體(I)，其特征在于，至少所述空腔(5)或周面(6)是柱形的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的蜂窩體(I)，其特征在于，相對(duì)于中心軸線(xiàn)(4)的所述錐角U)為25。至85°。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的蜂窩體(I)，其特征在于，該結(jié)構(gòu)化的金屬片層(2)的、形成所述孔道(7)的結(jié)構(gòu)高度⑶是恒定的，而孔道橫剖面(71、7a)從內(nèi)向外增大。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的蜂窩體(I)，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)化的金屬片層(2)具有這樣的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)以與鄰接的中間層(3)共同作用的方式形成孔道(7)，該孔道的由該結(jié)構(gòu)化的金屬片層(2)的側(cè)面波紋件(21、2a)形成的邊界在所有位置上都具有相同的長(zhǎng)度，但該孔道的孔道橫剖面(71、7a)在結(jié)構(gòu)高度(H)近似恒定的情況下從內(nèi)向外增大。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的蜂窩體(I)，其特征在于，所述空腔(5)相對(duì)于周面(6)軸向偏移地布置，以使蜂窩體具有第一錐形端側(cè)(11)和第二空心錐形端側(cè)(10)。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的蜂窩體(I)，其特征在于，所有層(2、3)都是結(jié)構(gòu)化的，尤其是以帶有粗糙結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)化的金屬片層(2)和帶有精細(xì)結(jié)構(gòu)的中間層(3)交替的方式結(jié)構(gòu)化，其中，該粗糙結(jié)構(gòu)和該精細(xì)結(jié)構(gòu)的尺寸相差至少3倍。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的蜂窩體(I)，其特征在于，中間層(23)配設(shè)有切口(22)，該切口從外周面(6)出發(fā)向內(nèi)沿孔道(7)的延伸路線(xiàn)形成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的蜂窩體(I)，其特征在于，中間層(13)配設(shè)有三角形的缺口(12)，該缺口的尺寸設(shè)計(jì)成使得中間層在被彎曲成其螺旋形的最終形狀之后重新形成閉合的中間層。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的蜂窩體(I)，其特征在于，中間層(33)被沿折疊線(xiàn)(32)折疊，從而形成具有三倍材料厚度的重疊部(31)，并實(shí)現(xiàn)中間層(33)的螺旋形的延伸路線(xiàn)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的蜂窩體(I)，其特征在于，中間層由至少一個(gè)金屬絲(8)形成，該至少一個(gè)金屬絲以螺旋形式在所述結(jié)構(gòu)化的金屬片層(2)之間延伸。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的蜂窩體(I)，其特征在于，該蜂窩體以和柱形的、能夠軸向通流的蜂窩體(16)組合在一起的方式布置，特別是布置在共同的殼體(20)中并具有對(duì)齊的幾何中心軸線(xiàn)。
【文檔編號(hào)】F01N3/28GK104364485SQ201380028837
【公開(kāi)日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2013年5月17日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月1日
【發(fā)明者】C·朔恩, S·林貝克 申請(qǐng)人:排放技術(shù)有限公司