專利名稱：制造具有某種結(jié)構(gòu)的金屬薄板的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制造至少一層具有某種結(jié)構(gòu)的金屬薄板的方法、制造層狀金屬薄板疊的方法以及用于制造具有某種結(jié)構(gòu)的金屬薄板的設(shè)備。這種金屬薄板主要加工成催化轉(zhuǎn)換器的蜂窩體，如尤其使用于汽車排氣系統(tǒng)中的蜂窩體。例如由EP0245737B1所介紹了這種蜂窩體。
具有某種結(jié)構(gòu)的金屬薄板在先有技術(shù)中通常借助于互相嚙合的型材軋輥制造，它們最好有漸開(kāi)線齒或類似設(shè)計(jì)的齒。不過(guò)還已知?jiǎng)e的幾何形狀的結(jié)構(gòu)，例如梯形、鋸齒形等。
從具有某種結(jié)構(gòu)的帶狀金屬薄板上切下段，將它們堆疊成金屬薄板疊，其中，在具有某種結(jié)構(gòu)的金屬薄板之間鋪入平的薄板。堆疊的端頭例如繞至少兩個(gè)固定點(diǎn)反向纏繞。如此成形的堆疊裝入一套管內(nèi)。接著此套管和裝入的金屬薄板疊實(shí)行一次釬焊過(guò)程，在此過(guò)程中，套管與金屬薄板疊以及各金屬薄板互相通過(guò)釬焊連接在一起。套管與金屬薄板疊有不同的熱膨脹系數(shù)。為了保證金屬薄板相互之間及金屬薄板與套管之間達(dá)到無(wú)可指摘的釬焊連接，曾經(jīng)建議將金屬薄板疊以預(yù)緊力裝入套管內(nèi)，所以在金屬薄板之間和/或金屬薄板與套管之間不產(chǎn)生任何間隙。對(duì)于螺旋形卷繞的蜂窩體，曾經(jīng)建議在具有某種結(jié)構(gòu)的金屬薄板內(nèi)在結(jié)構(gòu)的頂峰區(qū)制徑向槽，其中可放入用于釬焊的材料。
在形成結(jié)構(gòu)的步驟中，帶狀金屬薄板經(jīng)歷一次變形。由于金屬薄板材料特性的波動(dòng)，導(dǎo)致具有某種結(jié)構(gòu)的金屬薄板結(jié)構(gòu)高度的波動(dòng)。這種結(jié)構(gòu)高度的波動(dòng)歸諸于金屬薄板的彈性在一個(gè)公差帶的范圍內(nèi)。這一效應(yīng)可能還要疊加上型材軋輥的公差帶來(lái)的影響，從而不能保證金屬薄板疊始終以相同的預(yù)緊力裝入套管內(nèi)。此外還確證，蜂窩體的蜂窩密度即使制造方法相同也可能是不同的。
由此出發(fā)本發(fā)明的目的是提供一種制造至少一層具有某種結(jié)構(gòu)的金屬薄板的方法以及制造一個(gè)層狀金屬薄板疊的方法和一種用于制造具有某種結(jié)構(gòu)的金屬薄板的設(shè)備，借助于這種方法和設(shè)備保證，在將具有某種結(jié)構(gòu)的金屬薄板或金屬薄板疊進(jìn)一步加工成蜂窩體時(shí)，金屬薄板疊可具有預(yù)緊力地置入套管內(nèi)且此預(yù)緊力的波動(dòng)很小。本發(fā)明的另一個(gè)目的是可以保證，用具有某種結(jié)構(gòu)的金屬薄板構(gòu)成的蜂窩體有恒定的蜂窩密度。
按本發(fā)明制造至少一層具有某種結(jié)構(gòu)的金屬薄板的方法，其特征在于，首先帶狀金屬薄板在形成結(jié)構(gòu)的步驟中制成一種結(jié)構(gòu)。在實(shí)施形成結(jié)構(gòu)的步驟中制成這樣一種結(jié)構(gòu)，即它的結(jié)構(gòu)高度大于額定結(jié)構(gòu)高度，額定結(jié)構(gòu)高度是此結(jié)構(gòu)化的金屬薄板作為成品時(shí)所應(yīng)具有的。緊接著形成結(jié)構(gòu)的步驟實(shí)施校準(zhǔn)步驟，此時(shí)在金屬薄板的結(jié)構(gòu)上施加一個(gè)力，從而在校準(zhǔn)步驟后結(jié)構(gòu)高度等于額定結(jié)構(gòu)高度。通過(guò)在形成結(jié)構(gòu)的步驟中使結(jié)構(gòu)高度大于額定結(jié)構(gòu)高度，保證，盡管有回彈但金屬薄板的結(jié)構(gòu)高度仍足夠高。此外，補(bǔ)償了成型工具可能的公差。在校準(zhǔn)步驟中，在結(jié)構(gòu)的頂峰區(qū)施加一個(gè)力，在此力作用下使結(jié)構(gòu)變形，所以在校準(zhǔn)步驟后結(jié)構(gòu)的高度便等于額定結(jié)構(gòu)高度。
為了在實(shí)施形成結(jié)構(gòu)的步驟期間制成一種結(jié)構(gòu)，令金屬在兩個(gè)嚙合的型材軋輥之間通過(guò)。其中，型材軋輥的總成型高度大于額定結(jié)構(gòu)高度。對(duì)于型材軋輥可例如涉及具有漸開(kāi)線型面的軋輥。
校準(zhǔn)步驟最好按此方式進(jìn)行，即令具有結(jié)構(gòu)的金屬薄板通過(guò)一間隙移動(dòng)，它的間隙高度小于金屬薄板的額定結(jié)構(gòu)高度或等于金屬薄板的額定結(jié)構(gòu)高度?？梢赃@樣來(lái)構(gòu)成這種間隙，即，將兩個(gè)軋輥軸線平行地排列。
為了保證由一種結(jié)構(gòu)化的金屬薄板或一個(gè)金屬薄板疊制成的蜂窩體有恒定的蜂窩密度，建議在校準(zhǔn)步驟后確定金屬薄板結(jié)構(gòu)的彈性。在考慮到此彈性的情況下定出下料長(zhǎng)度，并按此下料長(zhǎng)度從此帶狀金屬薄板切下金屬薄板段。采用一種如此制成的結(jié)構(gòu)化的金屬薄板可以制成一種蜂窩體，它有可重現(xiàn)的蜂窩密度以及金屬薄板可具有可重現(xiàn)的預(yù)緊力地置入套管內(nèi)。
按另一個(gè)按本發(fā)明的思想，建議了一種制造層狀金屬薄板疊的方法，由EP0245737例如已知這種層狀金屬薄板疊，按此方法，第一帶狀金屬薄板首先實(shí)行一個(gè)形成某種結(jié)構(gòu)的步驟，通過(guò)這一步驟此第一金屬薄板形成結(jié)構(gòu)，它的結(jié)構(gòu)高度大于額定結(jié)構(gòu)高度，然后實(shí)行校準(zhǔn)步驟，此時(shí)在第一金屬薄板的結(jié)構(gòu)上施加一個(gè)力，使得經(jīng)此校準(zhǔn)步驟后結(jié)構(gòu)的高度等于額定結(jié)構(gòu)高度，以及，在這之后將第二帶狀金屬薄板鋪設(shè)在此第一金屬薄板上。
在實(shí)施形成結(jié)構(gòu)的步驟期間，第一帶狀金屬薄板在兩個(gè)嚙合的型材軋輥之間通過(guò)。
按另一種可供選擇的方案建議，第二金屬薄板在校準(zhǔn)步驟前鋪設(shè)在此金屬薄板上。采取這一措施使結(jié)構(gòu)化的金屬薄板與第二最好平的金屬薄板一起校準(zhǔn)。
在校準(zhǔn)步驟后確定第一金屬薄板的結(jié)構(gòu)的彈性或?qū)盈B金屬薄板的彈性，并在考慮此彈性的情況下定出下料長(zhǎng)度，以及此第一金屬薄板或此層疊金層薄板按下料長(zhǎng)度切斷。
按另一個(gè)按本發(fā)明的思想，建議了一種制造結(jié)構(gòu)化金屬薄板的設(shè)備，它有一個(gè)用于形成具有一種結(jié)構(gòu)高度的結(jié)構(gòu)的造成結(jié)構(gòu)的部件，在此設(shè)備中，此造成結(jié)構(gòu)的部件至少有兩個(gè)互相嵌入的其總成型高度大于額定結(jié)構(gòu)高度的成型工具，以及有一個(gè)沿金屬薄板輸送方向看設(shè)在下游的校準(zhǔn)部件，通過(guò)它在金屬薄板的結(jié)構(gòu)上施加一個(gè)力，使結(jié)構(gòu)高度等于預(yù)定的額定結(jié)構(gòu)高度。
形成結(jié)構(gòu)的部件至少有兩個(gè)嚙合的型材軋輥，它們最好有一種漸開(kāi)線型面。采用可旋轉(zhuǎn)的型材軋輥允許是一種結(jié)構(gòu)化金屬薄板的連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程。按另一種可供選擇的方案，為了在金屬薄板內(nèi)順序制造一種結(jié)構(gòu)采用這樣一種形成結(jié)構(gòu)的部件，它包括兩個(gè)可相對(duì)運(yùn)動(dòng)的成型工具，金屬薄板可在它們之間變形。
按照此設(shè)備另一項(xiàng)有利的改進(jìn)建議，校準(zhǔn)部件至少有兩個(gè)校準(zhǔn)工具，金屬薄板可置入它們之間，以及這些校準(zhǔn)工具構(gòu)成一個(gè)間隙的邊界，它的間隙高度小于成型工具的成型高度。此間隙高度最好等于額定結(jié)構(gòu)高度，此額定結(jié)構(gòu)高度是結(jié)構(gòu)化金屬薄板所應(yīng)當(dāng)具有的。此間隙高度最好能通過(guò)調(diào)整成型工具加以調(diào)整。
校準(zhǔn)工具最好通過(guò)兩個(gè)軸線基本平行排列的軋輥構(gòu)成。軋輥?zhàn)詈冒催@樣的方式布置，即，軋輥軸線基本上橫向于金屬薄板的輸送方向延伸。
按照設(shè)備的另一項(xiàng)有利的改進(jìn)建議，在校準(zhǔn)部件的下游設(shè)一測(cè)量部件，借助測(cè)量部件確定金屬薄板的彈性，以及設(shè)一切割部件，借助切割部件將金屬薄板根據(jù)彈性切斷。
下面借助于在附圖中表示的實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)和特征。其中

圖1用于制造具有某種結(jié)構(gòu)的金屬薄板的設(shè)備第一種實(shí)施形式示意圖；圖2校準(zhǔn)部件；以及圖3用于制造具有某種結(jié)構(gòu)的金屬薄板的設(shè)備第二種實(shí)施例。
圖1示意表示制造具有某種結(jié)構(gòu)的金屬薄板的設(shè)備。此設(shè)備有一形成結(jié)構(gòu)的部件1。形成結(jié)構(gòu)的部件1包括兩個(gè)嚙合的型材軋輥2、3。型材軋輥2、3例如有一種漸開(kāi)線形狀的型面。型材軋輥2、3的軸線4、5互相平行地延伸。在型材軋輥2、3之間運(yùn)行一帶狀金屬薄板6，它是從一薄板卷7退出的。在形成結(jié)構(gòu)的部件1運(yùn)行期間給予金屬薄板6一種結(jié)構(gòu)8。
結(jié)構(gòu)8基本上相應(yīng)于型材軋輥2、3的型面。沿金屬薄板6輸送方向看，在形成結(jié)構(gòu)的部件1下游設(shè)一校準(zhǔn)部件9。校準(zhǔn)部件9有兩個(gè)校準(zhǔn)工具，它們?cè)O(shè)計(jì)成兩個(gè)軋輥10、11的形式。軋輥10、11軸線互相平行地布置。軋輥10、11的外表面構(gòu)成一個(gè)間隙12的邊界，已結(jié)構(gòu)化的金屬薄板6通過(guò)此間隙移動(dòng)。校準(zhǔn)部件9下游設(shè)一測(cè)量部件13和一切割部件14。
借助于測(cè)量部件13確定金屬薄板6結(jié)構(gòu)8的彈性。在考慮結(jié)構(gòu)6彈性的情況下定出下料長(zhǎng)度L，并按此下料長(zhǎng)度L在切割部件14中從帶狀金屬板材6上切下一段15。金屬薄板結(jié)構(gòu)6彈性的確定可通過(guò)力/行程測(cè)量裝置進(jìn)行。
型材軋輥2、3的型面應(yīng)設(shè)計(jì)為，使結(jié)構(gòu)8的高度H大于預(yù)定的額定結(jié)構(gòu)高度SH。給予金屬薄板6一種例如圖2中所表示那樣的結(jié)構(gòu)8。如此結(jié)構(gòu)化后的金屬薄板通過(guò)軋輥10、11之間的間隙12移動(dòng)。間隙12的高度h應(yīng)這樣選定其尺寸，即，當(dāng)金屬薄板6通過(guò)軋輥10、11之間運(yùn)行時(shí)結(jié)構(gòu)8受壓縮，由此使經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)部件9之后的結(jié)構(gòu)8′具有一個(gè)等于額定結(jié)構(gòu)高度SH的高度。軋輥10、11可旋轉(zhuǎn)地支承著。間隙高度h最好能借助于可調(diào)式的軋輥10、11調(diào)整。
現(xiàn)在來(lái)看按圖3所示的設(shè)備。
在圖3中表示的設(shè)備有一形成結(jié)構(gòu)的部件1，它由兩個(gè)彼此隔開(kāi)一定距離和軸線平行排列的型材軋輥2、3構(gòu)成。在成型部件1沿輸送方向看的下游設(shè)一校準(zhǔn)部件9，與之相接的有一測(cè)量部件13和一切割部件14。校準(zhǔn)部件9由兩個(gè)互相隔開(kāi)一定距離和軸線平行布置的軋輥10、11構(gòu)成。軋輥10、11可旋轉(zhuǎn)地支承著。軋輥10、11的外表面構(gòu)成間隙12的邊界。
帶狀金屬薄板6從薄板卷7退出并輸入形成結(jié)構(gòu)的部件1。在形成結(jié)構(gòu)的部件1中，通過(guò)型材軋輥2、3給予金屬薄板6一種結(jié)構(gòu)8。結(jié)構(gòu)8有一高度H，它大于額定結(jié)構(gòu)高度SH。然后此如此結(jié)構(gòu)化后的金屬薄板6輸入校準(zhǔn)部件10。金屬薄板6通過(guò)軋輥10、11之間的間隙12運(yùn)行。間隙12有一高度h，它小于結(jié)構(gòu)8的高度H。在金屬薄板6通過(guò)校準(zhǔn)部件9運(yùn)行時(shí)，在結(jié)構(gòu)8上施加一個(gè)力，在此力作用下將結(jié)構(gòu)的高度變?yōu)轭~定結(jié)構(gòu)高度SH。在校準(zhǔn)部件9之前在結(jié)構(gòu)化的金屬薄板6上輸入一平的金屬薄板16，它是從薄板卷17退出的。平的金屬薄板16和已結(jié)構(gòu)化的金屬薄板8一起通過(guò)校準(zhǔn)部件9。
測(cè)量部件13設(shè)在校準(zhǔn)部件9的后面，借助于它確定平的和結(jié)構(gòu)化的金屬薄板6、16的彈性。以確定的彈性為基礎(chǔ)決定下料長(zhǎng)度L。一個(gè)在測(cè)量部件13后面的切割部件14切下平的金屬薄板16和結(jié)構(gòu)化的金屬薄板6的一段8。將結(jié)構(gòu)化的金屬薄板6互相堆疊，因此形成一個(gè)金屬薄板疊19，在將其纏繞后可裝入一套管內(nèi)。
權(quán)利要求
1．制造至少一層具有某種結(jié)構(gòu)的金屬薄板的方法，按此方法，帶狀的金屬薄板(6)首先實(shí)行形成某種結(jié)構(gòu)的步驟，通過(guò)這一步驟形成結(jié)構(gòu)(8)，它的結(jié)構(gòu)高度(H)大于額定結(jié)構(gòu)高度(SH)，然后實(shí)行校準(zhǔn)步驟，在此步驟中在金屬薄板(6)的結(jié)構(gòu)(8)上施加一個(gè)力，使得經(jīng)此校準(zhǔn)步驟后結(jié)構(gòu)(8)的高度(H)等于額定結(jié)構(gòu)高度(SH)。
2．按照權(quán)利要求1所述的方法，其中，金屬薄板(6)在實(shí)施形成結(jié)構(gòu)的步驟期間從兩個(gè)嚙合的型材軋輥(2、3)之間通過(guò)。
3．按照權(quán)利要求2所述的方法，其中，金屬薄板(6)在型材軋輥(2、3)之間通過(guò)，它們的總成型高度大于額定結(jié)構(gòu)高度(SH)。
4．按照權(quán)利要求1、2或3所述的方法，其中，金屬薄板(6)通過(guò)間隙(12)移動(dòng)，它的間隙高度(h)小于金屬薄板(6)的額定結(jié)構(gòu)高度(SH)或等于金屬薄板(6)的額定結(jié)構(gòu)高度(SH)。
5．按照權(quán)利要求4所述的方法，其中，間隙(12)由兩個(gè)軸線平行的軋輥(10、11)構(gòu)成。
6．按照權(quán)利要求1至5之一所述的方法，其中，在校準(zhǔn)步驟后確定金屬薄板(6)結(jié)構(gòu)的彈性，在考慮到此彈性的情況下定出下料長(zhǎng)度(L)，以及根據(jù)下料長(zhǎng)度(L)從帶狀金屬薄板(6)切下一段(15、16)。
7．按照權(quán)利要求6所述的方法，其中，下料長(zhǎng)度(L)用作其他段的量規(guī)。
8．制造層狀金屬薄板疊(19)的方法，按此方法，第一帶狀金屬薄板(6)首先實(shí)行一個(gè)形成某種結(jié)構(gòu)的步驟，通過(guò)這一步驟此第一金屬薄板(6)形成結(jié)構(gòu)(8)，它的結(jié)構(gòu)高度(H)大于額定結(jié)構(gòu)高度(SH)，然后實(shí)行校準(zhǔn)步驟，此時(shí)在第一金屬薄板(6)的結(jié)構(gòu)(8)上施加一個(gè)力，使得經(jīng)此校準(zhǔn)步驟后結(jié)構(gòu)(8′)的高度(H)等于額定結(jié)構(gòu)高度(SH)，以及，在這之后將第二帶狀金屬薄板，最好是平的金屬薄板(6)鋪設(shè)在此第一金屬薄板(6)上。
9．按照權(quán)利要求8所述的方法，其中，第一金屬薄板(6)在實(shí)施形成結(jié)構(gòu)的步驟時(shí)從兩個(gè)嚙合的型材軋輥(2、3)之間通過(guò)。
10．按照權(quán)利要求9所述的方法，其中，第一金屬薄板(6)在型材軋輥(2、3)之間通過(guò)，它們的總成型高度大于額定結(jié)構(gòu)高度(SH)。
11．按照權(quán)利要求8、9或10所述的方法，其中，第一金屬薄板(6)通過(guò)間隙(12)移動(dòng)，它的間隙高度(h)基本上等于第一金屬薄板(6)的額定結(jié)構(gòu)高度(SH)。
12．按照權(quán)利要求11所述的方法，其中，間隙(12)由兩個(gè)軸線平行的軋輥(10、11)構(gòu)成。
13．按照權(quán)利要求11或12所述的方法，其中，第二金屬薄板(6)在校準(zhǔn)步驟前鋪設(shè)在第一金屬薄板(6)上。
14．按照權(quán)利要求8至13之一所述的方法，其中，在校準(zhǔn)步驟后確定第一金屬薄板(6)的結(jié)構(gòu)的彈性或確定層疊金屬薄板(6、16)的彈性，并根據(jù)此彈性切斷它或它們。
15．制造具有某種結(jié)構(gòu)的金屬薄板的設(shè)備，它有一個(gè)用于形成具有結(jié)構(gòu)高度(H)的結(jié)構(gòu)的造成結(jié)構(gòu)的部件(1)，其特征在于此造成結(jié)構(gòu)的部件(1)，它至少有兩個(gè)互相嚙合的其總成型高度大于額定結(jié)構(gòu)高度(SH)的型材軋輥(2、3)，以及在于一個(gè)沿金屬薄板(6)輸送方向看設(shè)在下游的校準(zhǔn)部件(9)，通過(guò)它在金屬薄板(6)的結(jié)構(gòu)(8)上施加一個(gè)力，使得在經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)部件(9)后結(jié)構(gòu)(8′)的高度(H)等于預(yù)定的額定結(jié)構(gòu)高度(SH)。
16．按照權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其特征為造成結(jié)構(gòu)的部件(1)至少有兩個(gè)嚙合的型材軋輥(2、3)。
17．按照權(quán)利要求15或16所述的設(shè)備，其特征為校準(zhǔn)部件(9)有至少兩個(gè)校準(zhǔn)工具(10、11)，金屬薄板(6、16)可置入它們之間，以及這些校準(zhǔn)工具(10、11)構(gòu)成間隙(12)的邊界，它的間隙高度(h)小于成型工具(2、3)的成型高度(PH)。
18．按照權(quán)利要求17所述的設(shè)備，其特征為校準(zhǔn)工具是兩個(gè)軸線平行排列的軋輥(10、11)。
19．按照權(quán)利要求15至18之一所述的設(shè)備，其特征為在校準(zhǔn)部件(9)下游設(shè)一測(cè)量部件(1、3)，借助測(cè)量部件確定金屬薄板(6、16)的彈性，以及設(shè)一切割部件(14)，借助切割部件將金屬薄板(6、16)根據(jù)彈性切斷。
20．按照權(quán)利要求15至19之一所述的設(shè)備，其特征為校準(zhǔn)部件(9)的間隙高度(h)是可調(diào)的。
全文摘要
本發(fā)明涉及制造具有某種結(jié)構(gòu)的金屬薄板的方法和設(shè)備。按本發(fā)明的方法,帶狀的金屬薄板(6)首先實(shí)行形成某種結(jié)構(gòu)的步驟,通過(guò)這一步驟形成結(jié)構(gòu)(8),它的結(jié)構(gòu)高度(H)大于額定結(jié)構(gòu)高度(SH),然后在校準(zhǔn)部件(9)中實(shí)行校準(zhǔn)步驟。結(jié)構(gòu)(8)被導(dǎo)引通過(guò)校準(zhǔn)部件(9)的兩個(gè)軋輥(10、11),結(jié)構(gòu)(8)一旦通過(guò)校準(zhǔn)部件(9),結(jié)構(gòu)的高度便等于額定結(jié)構(gòu)高度(SH)。
文檔編號(hào)B01J35/04GK1235563SQ97199367
公開(kāi)日1999年11月17日 申請(qǐng)日期1997年9月17日 優(yōu)先權(quán)日1996年10月30日
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