製造具有某種結構的金屬薄板的方法和設備的製作方法

2023-04-30 16:00:51

專利名稱：製造具有某種結構的金屬薄板的方法和設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及製造至少一層具有某種結構的金屬薄板的方法、製造層狀金屬薄板疊的方法以及用於製造具有某種結構的金屬薄板的設備。這種金屬薄板主要加工成催化轉換器的蜂窩體，如尤其使用於汽車排氣系統中的蜂窩體。例如由EP0245737B1所介紹了這種蜂窩體。
具有某種結構的金屬薄板在先有技術中通常藉助於互相嚙合的型材軋輥製造，它們最好有漸開線齒或類似設計的齒。不過還已知別的幾何形狀的結構，例如梯形、鋸齒形等。
從具有某種結構的帶狀金屬薄板上切下段，將它們堆疊成金屬薄板疊，其中，在具有某種結構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固定點反向纏繞。如此成形的堆疊裝入一套管內。接著此套管和裝入的金屬薄板疊實行一次釺焊過程，在此過程中，套管與金屬薄板疊以及各金屬薄板互相通過釺焊連接在一起。套管與金屬薄板疊有不同的熱膨脹係數。為了保證金屬薄板相互之間及金屬薄板與套管之間達到無可指摘的釺焊連接，曾經建議將金屬薄板疊以預緊力裝入套管內，所以在金屬薄板之間和/或金屬薄板與套管之間不產生任何間隙。對於螺旋形卷繞的蜂窩體，曾經建議在具有某種結構的金屬薄板內在結構的頂峰區制徑向槽，其中可放入用於釺焊的材料。
在形成結構的步驟中，帶狀金屬薄板經歷一次變形。由於金屬薄板材料特性的波動，導致具有某種結構的金屬薄板結構高度的波動。這種結構高度的波動歸諸於金屬薄板的彈性在一個公差帶的範圍內。這一效應可能還要疊加上型材軋輥的公差帶來的影響，從而不能保證金屬薄板疊始終以相同的預緊力裝入套管內。此外還確證，蜂窩體的蜂窩密度即使製造方法相同也可能是不同的。
由此出發本發明的目的是提供一種製造至少一層具有某種結構的金屬薄板的方法以及製造一個層狀金屬薄板疊的方法和一種用於製造具有某種結構的金屬薄板的設備，藉助於這種方法和設備保證，在將具有某種結構的金屬薄板或金屬薄板疊進一步加工成蜂窩體時，金屬薄板疊可具有預緊力地置入套管內且此預緊力的波動很小。本發明的另一個目的是可以保證，用具有某種結構的金屬薄板構成的蜂窩體有恆定的蜂窩密度。
按本發明製造至少一層具有某種結構的金屬薄板的方法，其特徵在於，首先帶狀金屬薄板在形成結構的步驟中製成一種結構。在實施形成結構的步驟中製成這樣一種結構，即它的結構高度大於額定結構高度，額定結構高度是此結構化的金屬薄板作為成品時所應具有的。緊接著形成結構的步驟實施校準步驟，此時在金屬薄板的結構上施加一個力，從而在校準步驟後結構高度等於額定結構高度。通過在形成結構的步驟中使結構高度大於額定結構高度，保證，儘管有回彈但金屬薄板的結構高度仍足夠高。此外，補償了成型工具可能的公差。在校準步驟中，在結構的頂峰區施加一個力，在此力作用下使結構變形，所以在校準步驟後結構的高度便等於額定結構高度。
為了在實施形成結構的步驟期間製成一種結構，令金屬在兩個嚙合的型材軋輥之間通過。其中，型材軋輥的總成型高度大於額定結構高度。對於型材軋輥可例如涉及具有漸開線型面的軋輥。
校準步驟最好按此方式進行，即令具有結構的金屬薄板通過一間隙移動，它的間隙高度小於金屬薄板的額定結構高度或等於金屬薄板的額定結構高度。可以這樣來構成這種間隙，即，將兩個軋輥軸線平行地排列。
為了保證由一種結構化的金屬薄板或一個金屬薄板疊製成的蜂窩體有恆定的蜂窩密度，建議在校準步驟後確定金屬薄板結構的彈性。在考慮到此彈性的情況下定出下料長度，並按此下料長度從此帶狀金屬薄板切下金屬薄板段。採用一種如此製成的結構化的金屬薄板可以製成一種蜂窩體，它有可重現的蜂窩密度以及金屬薄板可具有可重現的預緊力地置入套管內。
按另一個按本發明的思想，建議了一種製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行一個形成某種結構的步驟，通過這一步驟此第一金屬薄板形成結構，它的結構高度大於額定結構高度，然後實行校準步驟，此時在第一金屬薄板的結構上施加一個力，使得經此校準步驟後結構的高度等於額定結構高度，以及，在這之後將第二帶狀金屬薄板鋪設在此第一金屬薄板上。
在實施形成結構的步驟期間，第一帶狀金屬薄板在兩個嚙合的型材軋輥之間通過。
按另一種可供選擇的方案建議，第二金屬薄板在校準步驟前鋪設在此金屬薄板上。採取這一措施使結構化的金屬薄板與第二最好平的金屬薄板一起校準。
在校準步驟後確定第一金屬薄板的結構的彈性或層疊金屬薄板的彈性，並在考慮此彈性的情況下定出下料長度，以及此第一金屬薄板或此層疊金層薄板按下料長度切斷。
按另一個按本發明的思想，建議了一種製造結構化金屬薄板的設備，它有一個用於形成具有一種結構高度的結構的造成結構的部件，在此設備中，此造成結構的部件至少有兩個互相嵌入的其總成型高度大於額定結構高度的成型工具，以及有一個沿金屬薄板輸送方向看設在下遊的校準部件，通過它在金屬薄板的結構上施加一個力，使結構高度等於預定的額定結構高度。
形成結構的部件至少有兩個嚙合的型材軋輥，它們最好有一種漸開線型面。採用可旋轉的型材軋輥允許是一種結構化金屬薄板的連續生產過程。按另一種可供選擇的方案，為了在金屬薄板內順序製造一種結構採用這樣一種形成結構的部件，它包括兩個可相對運動的成型工具，金屬薄板可在它們之間變形。
按照此設備另一項有利的改進建議，校準部件至少有兩個校準工具，金屬薄板可置入它們之間，以及這些校準工具構成一個間隙的邊界，它的間隙高度小於成型工具的成型高度。此間隙高度最好等於額定結構高度，此額定結構高度是結構化金屬薄板所應當具有的。此間隙高度最好能通過調整成型工具加以調整。
校準工具最好通過兩個軸線基本平行排列的軋輥構成。軋輥最好按這樣的方式布置，即，軋輥軸線基本上橫向於金屬薄板的輸送方向延伸。
按照設備的另一項有利的改進建議，在校準部件的下遊設一測量部件，藉助測量部件確定金屬薄板的彈性，以及設一切割部件，藉助切割部件將金屬薄板根據彈性切斷。
下面藉助於在附圖中表示的實施例說明本發明的其他優點和特徵。其中

圖1用於製造具有某種結構的金屬薄板的設備第一種實施形式示意圖；圖2校準部件；以及圖3用於製造具有某種結構的金屬薄板的設備第二種實施例。
圖1示意表示製造具有某種結構的金屬薄板的設備。此設備有一形成結構的部件1。形成結構的部件1包括兩個嚙合的型材軋輥2、3。型材軋輥2、3例如有一種漸開線形狀的型面。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之間運行一帶狀金屬薄板6，它是從一薄板卷7退出的。在形成結構的部件1運行期間給予金屬薄板6一種結構8。
結構8基本上相應於型材軋輥2、3的型面。沿金屬薄板6輸送方向看，在形成結構的部件1下遊設一校準部件9。校準部件9有兩個校準工具，它們設計成兩個軋輥10、11的形式。軋輥10、11軸線互相平行地布置。軋輥10、11的外表面構成一個間隙12的邊界，已結構化的金屬薄板6通過此間隙移動。校準部件9下遊設一測量部件13和一切割部件14。
藉助於測量部件13確定金屬薄板6結構8的彈性。在考慮結構6彈性的情況下定出下料長度L，並按此下料長度L在切割部件14中從帶狀金屬板材6上切下一段15。金屬薄板結構6彈性的確定可通過力/行程測量裝置進行。
型材軋輥2、3的型面應設計為，使結構8的高度H大於預定的額定結構高度SH。給予金屬薄板6一種例如圖2中所表示那樣的結構8。如此結構化後的金屬薄板通過軋輥10、11之間的間隙12移動。間隙12的高度h應這樣選定其尺寸，即，當金屬薄板6通過軋輥10、11之間運行時結構8受壓縮，由此使經過校準部件9之後的結構8′具有一個等於額定結構高度SH的高度。軋輥10、11可旋轉地支承著。間隙高度h最好能藉助於可調式的軋輥10、11調整。
現在來看按圖3所示的設備。
在圖3中表示的設備有一形成結構的部件1，它由兩個彼此隔開一定距離和軸線平行排列的型材軋輥2、3構成。在成型部件1沿輸送方向看的下遊設一校準部件9，與之相接的有一測量部件13和一切割部件14。校準部件9由兩個互相隔開一定距離和軸線平行布置的軋輥10、11構成。軋輥10、11可旋轉地支承著。軋輥10、11的外表面構成間隙12的邊界。
帶狀金屬薄板6從薄板卷7退出並輸入形成結構的部件1。在形成結構的部件1中，通過型材軋輥2、3給予金屬薄板6一種結構8。結構8有一高度H，它大於額定結構高度SH。然後此如此結構化後的金屬薄板6輸入校準部件10。金屬薄板6通過軋輥10、11之間的間隙12運行。間隙12有一高度h，它小於結構8的高度H。在金屬薄板6通過校準部件9運行時，在結構8上施加一個力，在此力作用下將結構的高度變為額定結構高度SH。在校準部件9之前在結構化的金屬薄板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和已結構化的金屬薄板8一起通過校準部件9。
測量部件13設在校準部件9的後面，藉助於它確定平的和結構化的金屬薄板6、16的彈性。以確定的彈性為基礎決定下料長度L。一個在測量部件13後面的切割部件14切下平的金屬薄板16和結構化的金屬薄板6的一段8。將結構化的金屬薄板6互相堆疊，因此形成一個金屬薄板疊19，在將其纏繞後可裝入一套管內。
權利要求
1．製造至少一層具有某種結構的金屬薄板的方法，按此方法，帶狀的金屬薄板(6)首先實行形成某種結構的步驟，通過這一步驟形成結構(8)，它的結構高度(H)大於額定結構高度(SH)，然後實行校準步驟，在此步驟中在金屬薄板(6)的結構(8)上施加一個力，使得經此校準步驟後結構(8)的高度(H)等於額定結構高度(SH)。
2．按照權利要求1所述的方法，其中，金屬薄板(6)在實施形成結構的步驟期間從兩個嚙合的型材軋輥(2、3)之間通過。
3．按照權利要求2所述的方法，其中，金屬薄板(6)在型材軋輥(2、3)之間通過，它們的總成型高度大於額定結構高度(SH)。
4．按照權利要求1、2或3所述的方法，其中，金屬薄板(6)通過間隙(12)移動，它的間隙高度(h)小於金屬薄板(6)的額定結構高度(SH)或等於金屬薄板(6)的額定結構高度(SH)。
5．按照權利要求4所述的方法，其中，間隙(12)由兩個軸線平行的軋輥(10、11)構成。
6．按照權利要求1至5之一所述的方法，其中，在校準步驟後確定金屬薄板(6)結構的彈性，在考慮到此彈性的情況下定出下料長度(L)，以及根據下料長度(L)從帶狀金屬薄板(6)切下一段(15、16)。
7．按照權利要求6所述的方法，其中，下料長度(L)用作其他段的量規。
8．製造層狀金屬薄板疊(19)的方法，按此方法，第一帶狀金屬薄板(6)首先實行一個形成某種結構的步驟，通過這一步驟此第一金屬薄板(6)形成結構(8)，它的結構高度(H)大於額定結構高度(SH)，然後實行校準步驟，此時在第一金屬薄板(6)的結構(8)上施加一個力，使得經此校準步驟後結構(8′)的高度(H)等於額定結構高度(SH)，以及，在這之後將第二帶狀金屬薄板，最好是平的金屬薄板(6)鋪設在此第一金屬薄板(6)上。
9．按照權利要求8所述的方法，其中，第一金屬薄板(6)在實施形成結構的步驟時從兩個嚙合的型材軋輥(2、3)之間通過。
10．按照權利要求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，它們的總成型高度大於額定結構高度(SH)。
11．按照權利要求8、9或10所述的方法，其中，第一金屬薄板(6)通過間隙(12)移動，它的間隙高度(h)基本上等於第一金屬薄板(6)的額定結構高度(SH)。
12．按照權利要求11所述的方法，其中，間隙(12)由兩個軸線平行的軋輥(10、11)構成。
13．按照權利要求11或12所述的方法，其中，第二金屬薄板(6)在校準步驟前鋪設在第一金屬薄板(6)上。
14．按照權利要求8至13之一所述的方法，其中，在校準步驟後確定第一金屬薄板(6)的結構的彈性或確定層疊金屬薄板(6、16)的彈性，並根據此彈性切斷它或它們。
15．製造具有某種結構的金屬薄板的設備，它有一個用於形成具有結構高度(H)的結構的造成結構的部件(1)，其特徵在於此造成結構的部件(1)，它至少有兩個互相嚙合的其總成型高度大於額定結構高度(SH)的型材軋輥(2、3)，以及在於一個沿金屬薄板(6)輸送方向看設在下遊的校準部件(9)，通過它在金屬薄板(6)的結構(8)上施加一個力，使得在經過校準部件(9)後結構(8′)的高度(H)等於預定的額定結構高度(SH)。
16．按照權利要求15所述的設備，其特徵為造成結構的部件(1)至少有兩個嚙合的型材軋輥(2、3)。
17．按照權利要求15或16所述的設備，其特徵為校準部件(9)有至少兩個校準工具(10、11)，金屬薄板(6、16)可置入它們之間，以及這些校準工具(10、11)構成間隙(12)的邊界，它的間隙高度(h)小於成型工具(2、3)的成型高度(PH)。
18．按照權利要求17所述的設備，其特徵為校準工具是兩個軸線平行排列的軋輥(10、11)。
19．按照權利要求15至18之一所述的設備，其特徵為在校準部件(9)下遊設一測量部件(1、3)，藉助測量部件確定金屬薄板(6、16)的彈性，以及設一切割部件(14)，藉助切割部件將金屬薄板(6、16)根據彈性切斷。
20．按照權利要求15至19之一所述的設備，其特徵為校準部件(9)的間隙高度(h)是可調的。
全文摘要
本發明涉及製造具有某種結構的金屬薄板的方法和設備。按本發明的方法,帶狀的金屬薄板(6)首先實行形成某種結構的步驟,通過這一步驟形成結構(8),它的結構高度(H)大於額定結構高度(SH),然後在校準部件(9)中實行校準步驟。結構(8)被導引通過校準部件(9)的兩個軋輥(10、11),結構(8)一旦通過校準部件(9),結構的高度便等於額定結構高度(SH)。
文檔編號B01J35/04GK1235563SQ97199367
公開日1999年11月17日 申請日期1997年9月17日 優先權日1996年10月30日
發明者羅爾夫·布呂克 申請人:發射技術有限公司