專利名稱：用于制造具有波紋的波紋板的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于制造具有波紋的波紋板的方法和裝置，該板有小于0.06mm，最好小于0.04mm的厚度。
這種波紋板專門用于形成一金屬蜂窩體。該蜂窩體可用于催化轉(zhuǎn)換器以作為催化劑載體，特別是作為用于機動車輛的排氣設(shè)備的催化轉(zhuǎn)換器，這類蜂窩體，特別是在其可以用電加熱時，也可以用作轉(zhuǎn)化器(Reformer)。已經(jīng)知道，有各種不同的蜂窩體構(gòu)形。例如可參閱EP 045737B1的公開內(nèi)容。
已經(jīng)知道有各種用于制造具有波紋的波紋板的方法。通過WO98/18557，推薦一種方法，其中，將一種(表面凹凸)結(jié)構(gòu)送入一帶形金屬板中。該結(jié)構(gòu)的高度此時大于標(biāo)定的結(jié)構(gòu)高度。以后，進行校準(zhǔn)步驟，此時，在金屬板的結(jié)構(gòu)上作用一個力，以使在校準(zhǔn)步驟以后，結(jié)構(gòu)的高度對應(yīng)于標(biāo)定的結(jié)構(gòu)高度。
為了形成與波紋有關(guān)的結(jié)構(gòu)，按照WO98/18557建議，將金屬板送過兩個嚙合的波紋軋輥。
通過WO98/09745還知道另一種用于制造具有波紋的波紋板的方法，該波紋板有微觀結(jié)構(gòu)。
按照此方法，首先在無波紋的金屬板中做出微觀結(jié)構(gòu)。以后，將該金屬板送入一對彼此嚙合的金屬軋輥中，該金屬軋輥有相對于微觀結(jié)構(gòu)沿縱向布置以接納微觀結(jié)構(gòu)的構(gòu)造部分。當(dāng)金屬板在波紋軋輥之間通過時，實現(xiàn)金屬板的波紋的形成，而不會將微觀結(jié)構(gòu)壓平。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，具有波紋的波紋板有自行卷起的傾向。波紋板的自行卷起的傾向尤其與板的厚度有關(guān)，板越薄，越容易有自行卷起的傾向?？紤]到作為用于催化轉(zhuǎn)換器的催化劑載體，特別是用于機動車輛的排氣設(shè)備的催化轉(zhuǎn)換器的蜂窩體，希望波紋板有盡可能小的厚度。這有這樣的優(yōu)點，即減少了這種蜂窩體的比熱容，以使蜂窩體可以較快地達到其工作溫度。特別是在一可用電加熱的蜂窩體中，蜂窩體的減小的比熱容有優(yōu)點。這種趨勢與金屬板是從一卷材展開并送過嚙合的波紋軋輥的，還是將一平直而光滑的金屬板送過波紋軋輥之間無關(guān)。通過在波紋板上的做出一微觀結(jié)構(gòu)，就可以做到減少或防止波紋板的卷起。
在波紋板成形過程之后，將波紋板分割成有一定長度的板條時，波紋板的自行卷起的傾向特別麻煩。各個板條可以有不同的彎曲。各個板條還可以按螺旋形卷起，此時，卷成螺旋形的板條可采取不同的構(gòu)形。特別是，卷成螺旋形的板條可以變化。
如果將板條堆成一疊，則板條的彎曲形狀使堆垛的操作變得困難。
特別考慮到彎曲程度或彎曲方向或卷起方向，用已知的措施不可能復(fù)現(xiàn)板條的彎曲或卷起性能。
由此出發(fā)，本發(fā)明以這樣的目的為基礎(chǔ)，即提供一種方法和一種裝置，通過它們可以生產(chǎn)出一種波紋板，該板沒有或只有很少的卷起傾向。本發(fā)明的另一目的為提出一種方法和一種裝置，通過它們可以調(diào)節(jié)波紋板的有目的的卷起傾向。
這些目的可以通過按照本發(fā)明的具有權(quán)利要求1或權(quán)利要求2的特征的方法，或通過具有權(quán)利要求9或權(quán)利要求14的特征的裝置來達到，該方法或裝置的有益的改進和構(gòu)形為從屬權(quán)利要求的主題。
已經(jīng)確定，當(dāng)波紋板送過兩個嚙合的軋輥之間，而該軋輥具有通過成型段形成的輪廓，而且成型段的兩個相對的側(cè)面之間的側(cè)隙大于板的厚度時，就可以做出具有厚度D，特別是具有少于0.06mm，最好小于0.04mm的厚度的波紋板。這種波紋板沒有或只有很小的卷起傾向。按照本發(fā)明的方法可以使板上的拉力和壓力的減少降低。還可以做以減少摩擦。
如果將這種波紋板分割成有給定長度的板條，并將各個板條上下堆成一疊，則各個板條基本平行地放置。在板條中，這種傾向也減少，因為板條的兩端抬起。由此可以提供一個更容易并且更簡單操作的板垛。由這種板垛可以做出一蜂窩體。
在考察一軋輥的成型段時，此成型段在相對的軋輥的兩個成型段之間嚙合。一個軋輥的在另一軋輥的兩個成型段之間嚙合的成型段的兩側(cè)的側(cè)隙最好如此設(shè)計，以使在相鄰的成型段的側(cè)面之間，側(cè)隙大于板的厚度。于是，即使只在一側(cè)相對于成型段設(shè)置側(cè)隙時，也能得到本發(fā)明的方法的優(yōu)點。
按照另一個發(fā)明思想，推薦一種用于制造具有波紋板的方法，其中，將有一厚度的板送過兩個嚙合的波紋軋輥，該軋輥各自有通過成型段形成的輪廓，此時，成形板的兩個波紋軋輥至少一個成型段至少一部分要如此構(gòu)形，以便成型段有一頭部和一從頭部至根部延伸的身部，其中，身部有兩個彼此相對的側(cè)面，和至少一個側(cè)面基本平行于成型段的中線延伸。還可以通過這樣一種方法做到，所做出的板條基本上沒有繞一個橫過板的縱向延伸的軸線拱起或卷起的傾向。
具有波紋的波紋板的制造最好如此進行，即波紋通過成型段變形，該成型段在橫截面中有一基本為圓形的頭部和一從頭部至根部延伸的身部，此時，身部有一基本不變的寬度。通過該方法的這一有益的改進，可以進一步使波紋板的卷起的傾向為最少。
至少一個波紋軋輥被驅(qū)動。如果只有一個波紋軋輥被驅(qū)動，則另一軋輥將被板牽引帶動。這可以使板受到不均勻的應(yīng)力。在很薄的板中，特別是在具有小于50μm的厚度的金屬箔中，產(chǎn)生這樣的危險，即在軋輥的牽引帶動的驅(qū)動中，金屬箔受到損傷。還可以造成波紋輪廓的不均勻的構(gòu)形。因此建議，兩個波紋軋輥都被驅(qū)動。每個軋輥可以有自己的驅(qū)動裝置，該驅(qū)動裝置可以通過相應(yīng)的控制措施做到波紋軋輥的同步運動。但是，為了簡化工藝過程，建議只有一個波紋軋輥通過驅(qū)動單元來驅(qū)動，此時，兩個波紋軋輥在運動學(xué)上彼此連接。這種連接可例如通過相應(yīng)的齒輪傳動裝置或接合系統(tǒng)來進行。
對于波紋的不同應(yīng)用目的，可能需要做出具有不同波高的波紋板。因此建議，將波紋軋輥的縱向軸線的間距做成可以調(diào)節(jié)的。
通過波紋軋輥的縱向軸線的間距的可調(diào)節(jié)性也可以影響波紋的構(gòu)形?？梢钥隙ǎㄟ^改變波紋軋輥的縱向軸線的間距，可以將波紋的構(gòu)形從一基本為正弦形的波紋改變?yōu)橐粋€鋸齒形的波紋。通過改變波紋軋輥的縱向軸線的間距，還可以得到這樣的可能性，即得到波紋板的繞一基本橫過板的縱向軸線延伸的軸線的有目的的和可復(fù)(再)現(xiàn)的拱起。還可以做到，通過波紋軋輥的縱向軸線的間距的相應(yīng)調(diào)節(jié)來影響波紋板的卷起傾向。
按照又一種有利的思想，建議將板無潤滑劑地送過波紋軋輥之間。由此，可以避免波紋板的費錢的清結(jié)。這種清潔在釬焊蜂窩體時可能是必需的。
按照本發(fā)明的另一種設(shè)計，波紋軋輥產(chǎn)生具有預(yù)先給定的波長和波高的波紋板，此時，波長與波高之比小于2.5，最好小于1.5。特別是對于非常薄的板，按照本發(fā)明的方法可以做到相對于波長有非常大的波高，這是因為，在變形時，由于有側(cè)隙，在板中只受到非常少的拉伸力與壓力。
按照又一個發(fā)明思想，推薦一個用兩個嚙合的波紋軋輥制造一具有波紋板的裝置，在軋輥之間可送過一具有一厚度D、特別是具有小于0.06mm、最好小于0.04mm的厚度D的用于催化劑載體的板，此時，每個波紋軋輥有一輪廓，該輪廓由成型段形成，并在成型段的兩個相對的側(cè)面之間的側(cè)隙大于板的厚度。通過這種裝置可以做到，產(chǎn)品即波紋板沒有或只有很小的繞一基本橫過波紋板的縱向軸線延伸的軸線彎曲或卷起的傾向。
按照又一個發(fā)明思想，推薦一種用兩個嚙合的波紋軋輥制造一種具有波紋的波紋板的裝置，在軋輥之間可送過一具有一厚度D，特別是具有小于0.06mm、最好小于0.04mm的厚度D的用于催化劑載體的板，此時，成形板的兩個波紋軋輥的至少一個的成型段的至少一部分要如此設(shè)計，即使成型段有一頭部和一從頭部至根部延伸的身部，其中，身部有兩個相對的側(cè)面，并且至少一個側(cè)面基本平行于成型段的中線延伸。
每個軋輥最好有一由成型段形成的輪廓，此時，其中成型段在橫截面中有基本為圓形的頭部和一從頭部呈根部延伸的身部，該身部有一基本不變的寬度。
按照裝置的一個有蓋的構(gòu)形，成型段要如此構(gòu)形，使得可以做出一具有一波長和一波高的波紋板，此時，波長與波高之比小于2.5。最好是該比值小于1.5，特別是小于1。對此，將成型段做成非常細(xì)高的是特別有利的，特別是具有相應(yīng)的成型段的高度與寬度比。薄板在變形時的應(yīng)力可由于側(cè)隙而如此之小，以使制造這樣的薄板時基本沒有繞橫過板的縱向軸線延伸的軸線拱起或卷起的傾向。由此恰好可在很薄的板中避免能導(dǎo)致材料疲勞或材料變脆的附加彎曲過程。
此外，建議用按照本發(fā)明的裝置制造用于催化劑載體的波紋板，此時，催化劑載體包括一管狀外殼和一蜂窩體，向蜂窩體至少有一部分波紋板，該波紋板有許多可使流體流過的通道，其中，波紋板有一小于2.5最好小于1.5的波長與波高之比。這種金屬蜂窩體大多數(shù)有多個具有平滑的板與波紋板的板層，這些平滑的板與波紋板彼此纏繞或絞起。在這種蜂窩體中，可用按照本發(fā)明的裝置制造的波紋板由于給出的波長與波高之比減少板層數(shù)目。由此，可以例如減少催化劑載體的重量(由于平滑的板的數(shù)目較少)、壓力損耗(由于在流過廢氣時，在節(jié)點板區(qū)的流動條件的改變)以及可能還有所施加的催化活性涂層量。此外，由于具有陡的側(cè)面的狹通道形狀，這種蜂窩體有較高的剛度，特別是在靠近管形外殼的邊緣區(qū)。
本發(fā)明的其它優(yōu)點和細(xì)節(jié)將根據(jù)在圖中示出的實施例予以說明。附圖中

圖1示意地示出用于制造具有波紋的波紋板的裝置的實施形式。
圖2放大地示出波紋軋輥的輪廓。
圖3示意并放大地示出兩個波紋軋輥的嚙合區(qū)。
圖4示出兩個波紋軋輥的嚙合區(qū)，具有位于嚙合區(qū)中的板。
圖5示出一催化劑載體，它具有按照本發(fā)明制造的波紋板，以及圖6示出波紋板的詳圖。
圖1示意地示出用于制造波紋板8的裝置1。裝置包含兩個嚙合的波紋軋輥2、3。波紋軋輥2、3的軸線4、5彼此平行地延伸?？v向軸線4、5的間距彼此用A表示。
一帶形板6在波紋軋輥2、3之間運行，該板從一卷材7上展開。板6有一厚度D。當(dāng)板6在波紋軋輥2、3之間走過時，就會在板6上壓出波紋9。波紋板8可備作進一步的加工。波紋板8的波紋9有波高H。
為了更清楚起見，在圖1中在圖上去掉用于波紋軋輥2、3的驅(qū)動單元。波紋軋輥最好彼此在運動學(xué)上連接。特別是，波紋軋輥2、3之一通過一個驅(qū)動單元驅(qū)動，該驅(qū)動單元例如可以是一個電動機。
圖2放大并示意地示出一波紋軋輥3。波紋軋輥2也以相應(yīng)的方式設(shè)計。
波紋軋輥3有一輪廓10。該輪廓10通過許多在軋輥的圓周上的并且以一間距彼此隔開安置的成型段11形成。在相鄰的成型段11之間各自形成一空隙12。每個成型段有一基本為圓形的頭部13。一個身部14從頭部13至根部15延伸。該身部14有一基本不變的寬度B。身部14和空隙根部16之間的過渡在根部區(qū)做成圓角。
每個身部14有兩個相對的側(cè)面18、20。在所示實施例中，兩個側(cè)面基本平行于成型段的一個中線21延伸。這不一定是必需的。成型段11的一部分可如此構(gòu)形，以使成型段11有一頭部11和一從頭部13主根部15延伸的身部14，此時，側(cè)面18或20基本平行于成型段11的中線21延伸。波紋軋輥2、3可以有幾何形狀不同的輪廓。波紋軋輥的旋轉(zhuǎn)運動最好是同步的。
在圖2中所示的輪廓10由一頭部13形成，該頭部在橫截面中做成半圓形。身部14的寬度B此時對應(yīng)于頭部13的半圓的直徑。
圖3示出嚙合的波紋軋輥2、3的嚙合區(qū)。波紋軋輥2、3的輪廓10的構(gòu)形在所示的實施例中是相同的。
從圖3可看出，波紋軋輥2、3的輪廓10要如此設(shè)計，以使兩個相對的側(cè)面17、18之間的側(cè)隙F的尺寸要如此的確定，即成型段的各個側(cè)面不會彼此滾過。側(cè)隙F可通過改變波紋軋輥2、3的縱向軸線4、5的間距A來改變。
如同在圖4中所示，側(cè)隙F最好大于板6的厚度。圖4示出在圖3所示的嚙合區(qū)，其中有一厚度為D的板6。
圖4示意地示出，板6并不在側(cè)面17、18之間受擠壓。波紋9的形或基本通過彎曲過程與拉拔過程來進行。
圖5示意地示出一催化劑載體24的俯視圖，該載體具有按照本發(fā)明制造的波紋板8。催化劑載體24有一管形外殼25，它包圍許多板層28，該板層如此構(gòu)造，以使它形成用于可流過廢氣的通道27。板層28包括平滑的板29和波紋板8。
圖6示出波紋板8的詳圖，該板具有厚度D以及一波長22和一波高23。所示的波長22與波高23之比差不多相當(dāng)于2。
參考標(biāo)號表1裝置2，3波紋軋輥4，5縱向軸線 6板7卷材8波紋板9波紋10輪廓11成形段 12空隙13頭部 14身部15根部 16空隙根部17，18，19，20側(cè)面 21中心線22波長 23波高24催化劑載體 25管形外殼26蜂窩體 27通道28板層 29平滑的板D厚度
權(quán)利要求
1.用于制造具有波紋(9)的波紋板(8)的方法，其中，一用于催化劑載體的板(6)被送過兩個嚙合的波紋軋輥(2、3)之間，該板有一小于0.06mm，最好小于0.04mm的厚度(D)，該軋輥各自有一個由成型段(11)形成的輪廓(10)，并且成型段(11)的兩個相對的側(cè)面(17、18)之間的側(cè)隙(F)大于板(6)的厚度(D)。
2.特別是按權(quán)利要求1所述的用于制造具有波紋(9)的波紋板(8)的方法，其中，有一厚度(D)的板(6)被送過兩個嚙合的波紋軋輥(2、3)之間，該軋輥各自有一個由成型段(11)形成的輪廓(10)，其中，成型板(6)的兩個波紋軋輥(2、3)的至少一個的成型段(11)的至少一部分要如此構(gòu)形，以使成型段(11)有一頭部(13)和一從頭部(13)至根部(15)延伸的身部(14)，此時，身部(14)有兩個彼此相對的側(cè)面(17、19；18、20)，和至少一個側(cè)面(17、19；18、20)基本平行于成型段(11)的中線(21)延伸。
3.如權(quán)利要求1或2的方法，其中，兩個波紋軋輥(2、3)都被驅(qū)動。
4.如權(quán)利要求3的方法，其中，一個波紋軋輥(2、3)通過一驅(qū)動單元驅(qū)動，其中，兩個波紋軋輥壓運動學(xué)上彼此連接。
5.如權(quán)利要求1至4的任一項的方法，其中，波紋軋輥(2、3)的縱向軸線(4、5)的間距(A)可以調(diào)節(jié)。
6.如權(quán)利要求1至5的任一項的方法，其中，成型段(11)的兩個相對的側(cè)面(17、18)之間的側(cè)隙(F)可以調(diào)節(jié)。
7.如權(quán)利要求1至6的任一項的方法，其中，板(6)基本無潤滑劑地在波紋軋輥(2、3)之間被送過。
8.如權(quán)利要求1至7的任一項的方法，其中，波紋軋輥(2、3)產(chǎn)生一具有一個波長(22)和一個波高(23)的波紋板(8)，此時，波長(22)與波高(23)之比小于2.5，最好小于1.5。
9.用于用兩個嚙合的波紋軋輥(2、3)制造具有波紋(9)的波紋板(8)的裝置，在軋輥之間可送過用于一個催化劑載體的板(6)，該板有一小于0.06mm最好小于0.04mm的厚度(D)，其特征為，每個波紋軋輥(2、3)有一輪廓(10)，該輪廓通過成型段(11)形成，并且成型段(11)的兩個相對的側(cè)面(17、18)之間的側(cè)隙(F)大于板(6)的厚度(D)。
10.如權(quán)利要求9的裝置，其特征為，兩個波紋軋輥(2、3)都可以被驅(qū)動。
11.如權(quán)利要求10的裝置，其特征為，一個波紋軋輥(2、3)可以通過一驅(qū)動單元被驅(qū)動，此時，兩個波紋軋輥在運動學(xué)上彼此連接。
12.如權(quán)利要求9、10或11的裝置，其特征為，波紋軋輥(2、3)的縱向軸線(4、5)之間的間距(A)可以調(diào)節(jié)。
13.如權(quán)利要求9至12的任一項的裝置，其特征為，成型段(11)的兩個相對的側(cè)面(17、18)之間的側(cè)隙(F)可以調(diào)節(jié)。
14.用于用兩個嚙合的波紋軋輥(2、3)制造具有波紋(9)的波紋板(8)的裝置，特別是如權(quán)利要求9至13的裝置，在該軋輥之間可送過用于催化劑載體的板(6)，該板有一小于0.06mm最好小于0.04mm的厚度(D)，其特征為，成形板(6)的兩個波紋軋輥(2，3)的至少一個的成型段(11)的至少一部分要如此設(shè)計，以使成型段(11)有一頭部(13)和一從頭部(15)延伸的身部(14)，其中，身部(14)有兩個相反的側(cè)面(17，19，18，20)，和至少一個側(cè)面(17，19，18，20)基本平行于成型段(11)的中線(21)延伸。
15.如權(quán)利要求14的裝置，其特征為，成型段(11)有一橫截面基本為圓形的頭部(13)和一從頭部(13)至根部(15)延伸的身部(14)，該身部有基本不變的寬度(B)。
16.如權(quán)利要求9至15之任一項的裝置，其中，成型段(11)要如此設(shè)計，以使可以制造一具有一波長(22)和波高(23)的波紋板(8)，此時，波長(22)與波高(23)之比小于2.5，最好小于1.5。
17.如權(quán)利要求9至16之一所述的裝置用于制造用于催化劑載體(24)的波紋板(8)，其中，催化劑載體(24)包含一管形外殼(25)和一蜂窩體(26)，而蜂窩體(26)至少局部有波紋板(8)，該波紋板有許多可用于流體通過的通道(27)，其中，波紋板(8)有一小于2.5的特別是小于1.5的波長(22)與波高(23)之比。
全文摘要
為了制造具有波紋(9)的波紋板(8),特別是用于催化劑載體的波紋板,推薦一種方法,其中,具有給定的厚度(D)的板(6)被送過兩個嚙合軋輥(2,3)之間,板的厚度小于0.06mm。軋輥各自有一由成型段(11)形成的輪廓(10)。成型段(11)的兩個相對的側(cè)面(17,18)之間的側(cè)隙(F)大于板(6)的厚度(D),該板在嚙合的軋輥(2,3)之間被送過。
文檔編號B21D13/00GK1373693SQ00812794
公開日2002年10月9日 申請日期2000年9月11日 優(yōu)先權(quán)日1999年9月13日
發(fā)明者R·布呂科, M·賴茲希 申請人:排放技術(shù)有限公司