專利名稱：用于蜂窩體支承基體的端面拼接連接的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于裝在一外殼管內的由至少局部具有某種構形(strukturiert)的薄板堆疊和/或卷繞形成的蜂窩體的支承基體，特別是催化劑載體的端面拼接(Fuegetechnischen)連接的方法，以及特別是用來實施這種方法的裝置。
已知蜂窩體，特別是金屬催化劑載體，由一具有例如螺旋形卷繞的非常薄壁的光滑和/或波紋形薄板的支承基體組成，薄板通過焊接、釬焊、燒結、粘接等等連接工藝相互連接在一圓柱形或橢圓柱形外殼管內。
為了提高這種蜂窩體的抗熱交變載荷的能力，已知僅僅在某些部分區(qū)域內，例如端面一側，將支承基體的薄板相互拼接連接，并在某些情況下與外殼管連接，因此在受到熱載荷時對于外殼管和支承基體存在無阻礙的膨脹可能性，從而避免基體單元的可導致支承基體的損壞和解體的交變塑性變形。
典型的用于裝在一外殼管內的由至少局部具有某種構形的薄板堆疊和/或卷繞形成的蜂窩體，特別是催化劑載體的支承基體的端面拼接連接方法當今特別是在高溫爐內在持續(xù)幾小時的斷續(xù)過程中進行。這時單個蜂窩體為了裝料收集后成批送入爐內。為了避免化學反應，如特別是在薄板表面上的不希望的結晶或氧化，拼接工藝過程在一爐內在例如含氬和/或氫的保護氣體氣氛中或在真空中進行。因此特別是伴隨著非常高的設備費用和相應的成本。
本發(fā)明的目的是，提供一種改進的，特別是時間短得多的，用于裝在一外殼管內的由至少部分具有某種構形的薄板堆疊和/或卷繞形成的蜂窩體的支承基體，特別是催化劑載體的端面拼接連接方法。另一個目的是，提供一種特別是用來實施這一方法的裝置。
這個目的通過具有權利要求1特征的方法以及通過具有權利要求10特征的裝置來實現(xiàn)。適宜的改進結構在各從屬權利要求中給出。
用于裝在一外殼管內的由至少部分具有某種構形的薄板堆疊和/或卷繞形成的蜂窩體的支承基體，特別是催化劑載體的端面拼接連接的本發(fā)明特別是利用這樣的想法，即借助于一包含感應線圈且其感應線圈相應地設置的面感應器將蜂窩體的至少一個端面至少局部這樣地加熱，使得薄板至少局部地，特別是成斑點狀地相互連接。
如例如在EP0245737B1中所提到的那樣，迄今為止幾乎沒有考慮過利用感應方法來至少局部拼接連接堆疊的和/或卷繞的蜂窩體支承基體，因為人們認為，和外殼管不同蜂窩結構不管是借助于感應線圈還是借助于外部熱輻射總之很難加熱和加熱到對于拼接連接足夠高的溫度。
但是本發(fā)明令人驚奇地以有利的方式在幾秒鐘之內便可以使蜂窩體的支承基體地至少一個端面拼接連接。這里一般可以放棄惰性化的方法(物體)，因為由于極短的結合時間不會持續(xù)出現(xiàn)化學反應，至少是不會出現(xiàn)緩慢進行的平衡反應。
特別是當本發(fā)明用于制造特別有彈性的催化劑載體時建議，在蜂窩體的端面上，尤其是可在規(guī)定位置上和/或關于其端面的延伸范圍可變地建立連接部位。為此推薦一種面感應器，它可以有利地在產生連接部位和/或連接斑點方面，也就是在其作用區(qū)域方面加以調整。
特別是在將本發(fā)明和在某些情況下已經(jīng)存在的，用于特別是薄板末端和外殼管的至少局部拼接連接的感應裝置相結合時建議，例如這樣地設計感應線圈，使得蜂窩體的端面這樣地加熱，從而不產生薄板與外殼管的連接。
本發(fā)明另一種可供選擇的實施形式設想，例如感應線圈至少局部這樣地設計，使蜂窩體的端面這樣地加熱，使得同時建立薄板與外殼管的連接。
按照本發(fā)明另一種實施形式感應線圈最好做成這樣，使得基本上蜂窩體支承基體的整個端面可以特別是均勻地加熱。
這個目的例如也可以通過這樣的方法達到和/或給以支持，即面感應器和/或蜂窩體相互相對運動，特別是轉動。
作為另一種選擇或附加地也可以將面感應器相應地做成，尤其是帶分成幾塊的感應線圈或做成所謂的螺旋感應器。
試驗表明，按本發(fā)明的裝置的感應線圈不必用約3MHZ的高頻交流電壓工作，就象按照理論考量所要求的那樣，而是在一種優(yōu)選的結構中小得多的，約130至170KHZ，特別是約140至160KHZ，尤其是約150KHZ的交流電壓頻率便足以將足夠的能量輸入薄板，借助于這些能量可以建立例如下面表示的拼接連接。
本發(fā)明特別適用于拼接連接，如釬焊或燒結，并可以有利地用在催化劑載體的連續(xù)制造過程中，而不超出對于連接過程的其余制造工步的短的節(jié)拍時間。
最后還要提到，不僅上面敘述的特征可以相互組合，而且也可以和已知的拼接連接技術相組合。特別是通過將蜂窩體在連接過程中完全或部分保持在保護氣體中的方法，可以使本發(fā)明的優(yōu)點與在保護氣體氣氛中或其它確定的氣氛中進行表面處理制造催化劑載體的優(yōu)點相結合。
現(xiàn)在對本發(fā)明的其它優(yōu)點、特征和應用可能性借助于一帶有反向纏結的金屬薄板的催化劑載體的實施例(但是本發(fā)明并不局限于此)并參照附圖加以詳細說明。
附圖表示

圖1一通過反向纏結制成的催化劑載體的透視圖；圖2按圖1的催化劑載體連同一面感應器的側視圖；和圖3按圖2的面感應器的正視圖；圖1示意表示一由交替的光滑1和具有某種構形例如形成波紋2的薄板堆疊和卷繞成的、在本實施例中繞兩個固定點5，6反向纏結的、蜂窩體4的支承基體3，特別是催化劑載體。這樣纏接的、裝在一外殼管7內的薄板1，2只在窄的連接區(qū)9，例如端面上，相互拼接連接，和在某些情況下與外殼管7連接，在外殼管7和支承基體3承受熱負荷時可以具有完全無阻礙地延展的可能性。但是薄板1，2與外殼管7的連接也可以在一單獨的、例如相對于蜂窩體4設置在中心的窄的連接區(qū)10內進行，由此對于支承基體3和外殼管7可以對于蜂窩體4的首先通入高溫廢氣的端面更好地無阻礙地延展。為了改進那里的穩(wěn)定性各個薄板1、2可以不僅與外殼管7，而且在一尤其是環(huán)形的邊緣區(qū)域8內附加地相互拼接連接。即使由于長度偏差個別層不能與外殼管7接觸，用這種方法也能形成牢固的接合。按本實施例做成圓柱形的外殼管原則上也可以具有其它形狀，特別是做成橢圓柱，和/或由許多扇形塊組成。
如圖2和3中示意表示的那樣，按照本發(fā)明安裝在外殼管7內的由至少部分具有某種構形的薄板1，2堆疊和/或卷繞形成的蜂窩體4的支承基體3，特別是催化劑載體的端面11上的拼接連接借助于一包含感應線圈12的面感應器13進行，其感應線圈相應地設置得使蜂窩體4的端面11至少局部這樣地加熱，使得在部位14，特別是按斑點15狀地建立薄板1，2的相互連接。
為了保證本發(fā)明盡可能廣的應用領域，特別是極其不同的催化劑載體的制造，可以在蜂窩體4的端面11上尤其是按要求位置做成連接部位。最好每個連接部位14具有斑點形狀，也就是延伸成一個面。這種連接斑點15最好在其端面上的延伸尺寸方面可以做成可調的。為此推薦一種面感應器13，它有利地在形成連接部位14和/或連接斑點15方面，也就是其作用區(qū)14，15方面是可調的。例如這可以借助于在圖3中示意表示的其它感應線圈塊12a、12b、12c達到，它們可以根據(jù)所希望的待連接斑點15的大小而接通。特別有利的是，面感應器總體做成分段(扇形)塊形(segmentfoermig)，以便可以在蜂窩體的任意端面部位和以任意的面積大小建立連接。
按照本實施例面感應器13的感應線圈12最好設計成這樣，使得蜂窩體4的端面這樣地加熱，使薄板1，2不與外殼管7連接，也就是說不建立薄板1，2與外殼管7連接。這允許薄板1，2的末端有利地不是在蜂窩體4的端面11上，而是在蜂窩體4的其它部位，特別是中心連接區(qū)10內具有不干擾延展可能性的優(yōu)點地與外殼管7拼接連接，其中薄板1，2的末端與外殼管7的連接特別是同樣可以用感應方法或用其它方法進行。
如果薄板的末端應該在端側面上與外殼管連接，那么在至少局部相應地設計面感應器的感應線圈的情況下可以這樣地加熱蜂窩體的端面，使得同時可以建立薄板與外殼管的連接。面感應器最好在邊緣至少局部地具有以比其余區(qū)域高的交流電壓頻率工作的感應線圈。
特別是在具有分開的連接區(qū)9和10的蜂窩體4時為了提高蜂窩體4的支承基體3的端面牢固性建議，感應線圈12最好做成這樣，使得基本上蜂窩體4支承基體3的整個端面11可以特別是均勻地加熱。這個目標可以例如通過這樣的方法達到和/或加以支持，即使得面感應器13和/或蜂窩體4相互相對運動，特別是轉動，這在圖2中通過箭頭示意表示。
作為另一種選擇或附加地面感應器也可以相應地除已經(jīng)提到過的感應線圈的分段(扇形)塊形結構外還做成例如螺旋形感應器。
試驗表明，按本發(fā)明的裝置的感應線圈12不必用約3MHZ的高頻交流電壓工作，象例如在已知的用于薄板末端與外殼管拼接連接的感應工作的裝置時的情況那樣，而是有利地-低得多的約130-170KHZ，特別是約140至160KHZ，尤其是約150KHZ的交流電壓頻率就足以將足夠的能量輸入薄板1，2或支承基體3，借助于這些能量可以建立希望的連接部位14或連接斑點15。
最后還應指出，不象圖2中示意表示的那樣，面感應器13在實際上設置得離蜂窩體4的端面11并沒有這么遠，而是直接與它鄰接。如圖2中示意表示的那樣，蜂窩體4或整個裝置也可以設置在一個殼體16內，因此在加熱過程中可以建立一種保護氣體氣氛。
本發(fā)明特別適用于拼接連接，如釬焊或燒結，并且可有利地用于催化劑載體的連續(xù)制造過程。
附圖標記表1光滑薄板2具有某種構形的薄板3支承基體4蜂窩體5固定點 6固定點7外殼管 8邊緣區(qū)9連接區(qū) 10連接區(qū)11蜂窩體4的端面 12感應線圈12a，b，c感應線圈塊13面感應器14連接部位15連接斑點16殼體(用于保護氣體)
權利要求
1.用于一裝在外殼管(7)內的由至少部分具有某種構形的薄板(1，2)堆疊和/或卷繞成形的蜂窩體的支承基體(3)，特別是催化劑載體的端面拼接連接的方法，其中蜂窩體(4)的至少一個端面(11)借助于包含一感應線圈(12)的面感應器(13)至少局部這樣地加熱，使得至少在部位(14)，特別是按斑點(15)建立薄板(1，2)的相互連接。
2.按權利要求1所述的方法，其中在蜂窩體(4)的端面(11)上位置按要求地和/或在其成斑點(15)的延伸尺寸方面可調地生成連接部位(14)。
3.按權利要求1或2所述的方法，其中蜂窩體(4)的端面(11)這樣地空間加熱，使得避免薄板(1，2)與外殼管(7)的連接。
4.按權利要求1或2所述的方法，其中蜂窩體(4)的端面(11)這樣地加熱，使得同時生成薄板(1，2)與外殼管(7)的連接。
5.按上述權利要求之任一項所述的方法，其中蜂窩體(4)的支承基體(3)的整個端面(11)最好大致均勻地加熱。
6.按上述權利要求之任一項所述的方法，其中面感應器(13)和/或蜂窩體(4)相互相對運動，特別是轉動。
7.按上述權利要求之任一項所述的方法，其中感應線圈(1 2)以頻率為約130至170KHZ，特別是約140至160KHZ，尤其是約150KHZ的交流電壓工作。
8.按上述權利要求之任一項所述的方法，其中拼接連接通過釬焊、燒結等等形成。
9.按上述權利要求之任一項所述的方法，其特征為至少蜂窩體的待加熱區(qū)域在生成拼接連接期間保持在保護氣體中。
10.特別是用來實現(xiàn)按上述權利要求之任一項所述的，用于一裝在外殼管(7)內的由至少部分具有某種構形的薄板(1，2)堆疊和/或卷繞形成的蜂窩體(4)的支承基體(3)，例如催化劑載體的端面拼接連接方法的裝置，至少具有一包含感應線圈(1 2)的面感應器(13)，其感應線圈(12)這樣地設置，使得蜂窩體(4)的至少一個端面(11)可至少局部這樣地加熱，使得可按部位，特別是以斑點的形式形成薄板(1，2)的相互連接。
11.按權利要求10所述的裝置，其特征在于面感應器(13)在其作用區(qū)(14，15)方面是可調的。
12.按權利要求10或11所述的裝置，其特征在于裝置這樣地設計，使得可以加熱蜂窩體(4)的端面(11)，而不形成薄板(1，2)與外殼管(7)的連接。
13.按權利要求10或11所述的裝置，其特征在于裝置這樣地設計，使得可以加熱蜂窩體(4)的端面(11)，同時建立薄板(1，2)與外殼管(7)的連接。
14.按權利要求10至13之任一項所述的裝置，其特征為感應線圈(12)設計成這樣，使得基本上，尤其是可均勻地加熱蜂窩體(4)的支承基體(3)的整個端面(11)。
15.按權利要求10至14之任一項所述的裝置，其特征為面感應器(13)和/或蜂窩體(4)設置得可相互相對運動，特別是可轉動。
16.按權利要求10至15之任一項所述的裝置，其特征為感應線圈(12)可以其頻率為約130至170KHZ，特別是約140至160KHZ，尤其是約150KHZ的交流電壓運行。
17.按權利要求10至16之任一項所述的裝置，其特征為裝置設置成這樣，使得可達到對于在蜂窩體(4)的端面上通過釬焊或燒結拼接連接的合適的溫度。
18.按權利要求10至17之任一項所述的裝置，其特征為裝置具有一結構(16)，特別是一不導電的殼體，蜂窩體(4)可通過它在生成拼接連接期間完全或部分保持在保護氣體內。
全文摘要
在一裝在一外殼管(7)內的由至少部分具有某種構形的薄板堆疊和/或卷繞成形的蜂窩體(4)的支承基體(3),特別是催化劑載體的至少一個端面(11)上的拼接連接的按本發(fā)明借助于一包含感應線圈(12)的面感應器(13)進行,其感應線圈(12)相應地設置得使蜂窩體(4)的端面(11)至少局部這樣地加熱,使得至少按部位(14),特別是成斑點形(15)地建立薄板的相互連接。這種連接斑點(15)最好在其端面延伸尺寸方面做成可調的。為此推薦一種面感應器(13),它有利地在其連接部位(14)和/或連接斑點(15)的產生方面,也就是在其作用區(qū)(14,15)方面是可調的。本發(fā)明特別適用于拼接連接,如釬焊或燒結,并可有利地用于催化劑載體的連續(xù)制造過程。
文檔編號H05B6/36GK1372501SQ00812428
公開日2002年10月2日 申請日期2000年9月1日 優(yōu)先權日1999年9月14日
發(fā)明者K·施皮爾 申請人:排放技術有限公司