廢氣轉(zhuǎn)換器及其制造方法、和制造其的環(huán)壓機(jī)及其工具的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種廢氣轉(zhuǎn)換器的制造方法以及涉及一種可以利用環(huán)壓機(jī)制造的廢氣轉(zhuǎn)換器。本發(fā)明還涉及一種環(huán)壓機(jī)和一種用于該環(huán)壓機(jī)的專用工具。
【背景技術(shù)】
[0002]制造廢氣轉(zhuǎn)換器常常需要在金屬外殼內(nèi)部設(shè)置基底?；桌缈梢允墙饘僦渭蛱沾芍渭?。例如，基底可以是整體式基底。在基底和金屬外殼之間常常設(shè)置有墊座(mat mount)。在金屬外殼內(nèi)部設(shè)置基底的過(guò)程也被稱為“裝罐(canning) ”。裝罐的目的是將基底安全地設(shè)置在金屬外殼內(nèi)部，從而避免對(duì)基底的任何損壞。相應(yīng)的廢氣轉(zhuǎn)換器還包括催化轉(zhuǎn)換器。
[0003]為此目的，不同地裝罐程序是已知的:
[0004]在推動(dòng)裝罐步驟中，將基底連同圍繞基底的墊座推進(jìn)金屬管中。然后，將連接幾何結(jié)構(gòu)安裝到金屬管的兩端，這防止基底和墊座從金屬管滑出。該步驟的缺點(diǎn)是在金屬管的內(nèi)壁和墊座的外側(cè)之間需要相對(duì)大的空隙以允許在不損壞墊座的情況下將基底放置在金屬管的內(nèi)部。還存在以下風(fēng)險(xiǎn):在操作過(guò)程中，響應(yīng)墊座在稍后的階段被壓縮，增加空隙。
[0005]在包裹(wrap)裝罐步驟中，用金屬板帶將具有圍繞其的墊座的基底纏繞。金屬板帶的周線以密閉的方式連接。該步驟的缺點(diǎn)是使得制造復(fù)雜。而且，長(zhǎng)接縫仍然必須保證其密封性。
[0006]在收縮裝罐步驟中，將具有圍繞其的墊座的基底推進(jìn)管道部中，然后從外部測(cè)量該管部。此后，將連接幾何結(jié)構(gòu)適配到金屬管的兩端，這防止基底和墊座再次從金屬管滑出。被構(gòu)造為用于根據(jù)收縮裝罐步驟制造廢氣轉(zhuǎn)換器的環(huán)壓機(jī)從W0 2011/011893 A1中已知。作為使用環(huán)壓機(jī)的備選方案，眾所周知，US 7，316，142 B2中使用了一種在諸如金屬管的工件上形成不同直徑和形狀的旋轉(zhuǎn)成形方法和設(shè)備。在旋轉(zhuǎn)成形設(shè)備和方法中，驅(qū)動(dòng)各種旋轉(zhuǎn)成形輥以相對(duì)于其中的工件徑向地?cái)U(kuò)展和收縮。當(dāng)旋轉(zhuǎn)成形輥在徑向方向上對(duì)工件加壓時(shí)，工件圍繞其軸線旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)成形輥在對(duì)工件加壓的過(guò)程中可以在工件的軸向方向移動(dòng)。旋轉(zhuǎn)成形輥沿工件的圓周表面進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)對(duì)于旋轉(zhuǎn)成形方法和設(shè)備是典型的。
[0007]在半殼裝罐步驟中，基底與圍繞基底的墊座放置在由金屬板制成的半殼之間。然后，半殼在壓力機(jī)中密封。缺點(diǎn)是必須保證形成相對(duì)長(zhǎng)的接縫的密封性。
[0008]上述裝罐步驟在下列方面是不利的:由于其長(zhǎng)接縫，其的可靠性是有問(wèn)題的或者是復(fù)雜的，或者在金屬外殼和墊座圍繞的基底之間具有太多空隙。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目標(biāo)是提供廢氣轉(zhuǎn)換器的制造方法、被構(gòu)造為執(zhí)行該方法的環(huán)壓機(jī)、用于環(huán)壓機(jī)的適當(dāng)工具以及使用環(huán)壓機(jī)制造的廢氣轉(zhuǎn)換器，環(huán)壓機(jī)能夠以低成本制造廢氣轉(zhuǎn)換器。金屬外殼和因此制造的廢氣轉(zhuǎn)換器的基底之間的空隙應(yīng)該進(jìn)一步減小且通過(guò)避免長(zhǎng)接縫應(yīng)該獲得可靠的轉(zhuǎn)換器。
[0010]用本發(fā)明的特征實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)。優(yōu)選實(shí)施例是本發(fā)明的主題。
[0011]廢氣轉(zhuǎn)換器的制造方法的實(shí)施例包括下列步驟:提供圓柱形金屬管；提供在圓周方向被墊座圍繞的圓柱形基底，包括墊座的基底的橫截面小于或等于金屬管的橫截面；在金屬管內(nèi)部設(shè)置具有圍繞其的所述墊座的所述基底；以及將壓縮力作用到金屬管上，壓縮力指向金屬管的徑向方向，用于將金屬管的橫截面減小到給定尺寸。在將壓縮力作用到金屬管的步驟中，其上已施加壓縮力的區(qū)域與其上未施加壓縮力的區(qū)域在圓周方向和軸向方向中的至少一個(gè)方向上交替。未將壓縮力施加到金屬管的區(qū)域的數(shù)量進(jìn)一步超過(guò)用于施加壓縮的工具的數(shù)量。
[0012]由于施加壓縮之前的金屬管的橫截面大于包括墊座的基底，所以具有圍繞基底的墊座的基底可以容易地設(shè)置在金屬管內(nèi)部。由于施加壓縮后金屬管的橫截面減小，所以圍繞基底的墊座將基底安全地安裝在廢氣轉(zhuǎn)換器的金屬管內(nèi)部。據(jù)此還可考慮在以后的時(shí)間里墊座由于溫度作用的壓縮。因此，金屬管提供廢氣轉(zhuǎn)換器的圍墻(金屬外殼)并保護(hù)基底免受來(lái)自外部的機(jī)械的和化學(xué)的影響。壓縮的施加能夠適于金屬管的橫截面的尺寸大小。由于未將壓縮力施加到金屬外殼上的區(qū)域的數(shù)量超過(guò)用于施加壓縮的工具的數(shù)量，所以用于施加壓縮的至少一個(gè)工具具有多于一個(gè)區(qū)域，在該多于一個(gè)區(qū)域中工具緊靠待壓縮的金屬管。這導(dǎo)致金屬管和工具之間的摩擦力的減小，因此能夠使金屬管在應(yīng)用壓縮的過(guò)程中相對(duì)于工具滑動(dòng)，由于壓縮導(dǎo)致移動(dòng)的金屬管的材料可以更好地分布。
[0013]根據(jù)實(shí)施例，當(dāng)工具緊靠待壓縮的管時(shí)，圓柱形金屬管靜止。因此，圓柱形金屬管在加壓時(shí)不旋轉(zhuǎn)。根據(jù)實(shí)施例，甚至工具在將壓力施加到圓柱形金屬管上時(shí)不關(guān)于圓柱形金屬管旋轉(zhuǎn)。
[0014]根據(jù)實(shí)施例，圓柱形金屬管具有圓形橫截面。根據(jù)可選實(shí)施例，圓柱形金屬管橢圓形橫截面。
[0015]金屬管例如可以由不銹鋼制成。金屬管的直徑例如可以從200mm到400mm內(nèi)且金屬管的長(zhǎng)度可以多達(dá)400mm。金屬管的壁厚例如可以從0.3mm到1mm以下和/或在1mm到3mm內(nèi)。根據(jù)實(shí)施例，金屬管的壁厚沿金屬管的整個(gè)圓周和長(zhǎng)度恒定。
[0016]墊座例如可以是高溫絕緣毛料(例如堿土毛料、硅酸鋁毛料或包括含量超過(guò)70%重量的A1203的多晶毛料)，并在基底和金屬管之間提供熱絕緣。墊座可進(jìn)一步提供一定的減振效果且因此防止由機(jī)械沖擊引起的對(duì)有規(guī)律地易碎的基底的損害。
[0017]基底例如可以是其上應(yīng)用有催化劑且為待凈化的廢氣提供細(xì)小通道的金屬支撐件或陶瓷支撐件。
[0018]根據(jù)實(shí)施例，施加壓縮將金屬管的橫截面相對(duì)于施壓壓縮前的金屬管的直徑減小至少3 %或至少5 %或至少10 %。
[0019]根據(jù)實(shí)施例，施加壓縮后的金屬管的橫截面小于施加壓縮前的包括墊座的基底的橫截面。因此，在對(duì)金屬管施加壓縮后墊座被金屬管稍微地壓縮。
[0020]根據(jù)實(shí)施例，方法包括具有漏斗的金屬管的軸端的頂蓋，漏斗被焊接、錫接或凸緣連接到金屬管。施加壓縮允許金屬管的橫截面形成所需的形狀，使得能夠?qū)崿F(xiàn)將漏斗安裝到金屬管中的低公差。小于0.8mm的低公差允許在金屬管和漏斗之間設(shè)置穩(wěn)定的焊縫。
[0021]根據(jù)實(shí)施例，該方法進(jìn)一步包括在將金屬管暴露給壓縮力之前將金屬管加熱到100°C和600°C之間的溫度。在該溫度時(shí)，金屬管可以非常容易地形成，同時(shí)具有足夠的穩(wěn)定性?？蛇x地，壓縮力的施加還可以在20°C到100°C的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行。
[0022]用于環(huán)壓機(jī)的工具的實(shí)施例包括工具主體。工具主體可以由金屬且尤其由硬質(zhì)工具鋼制成。工具主體可以是實(shí)心的。工具主體在環(huán)壓機(jī)的軸向方向延伸、在環(huán)壓機(jī)的徑向方向延伸以及在環(huán)壓機(jī)的圓周方向延伸。工具主體包括安裝部分和工作部分，安裝部分和工作部分設(shè)置在工具主體的相對(duì)于環(huán)壓機(jī)的徑向方向的兩相對(duì)側(cè)上。安裝部分被構(gòu)造為將工具安裝在環(huán)壓機(jī)。安裝部分可對(duì)此設(shè)置有被構(gòu)造為在環(huán)壓機(jī)的凹槽、突起或螺紋中接合的適當(dāng)?shù)耐黄?、凹槽或螺紋。工作部分包括類似直立汽缸(right cylinder)的側(cè)向區(qū)域的切向表面。換言之，工作部分的形狀如同槽(gutter)。槽在與槽的縱向延伸橫切的方向上的曲率據(jù)此可以是恒定的或可變的。工作部分被構(gòu)造為將壓力施加到廢氣轉(zhuǎn)換器的外殼上。工作部分進(jìn)一步包括多個(gè)凹部，凹部在徑向方向的最大深度為至少l/20mm或至少l/10mm或至少1/5_。凹部被切向表面忽視。由此導(dǎo)致，工具包括在該處工具的工作部分緊靠廢氣轉(zhuǎn)換器的外殼的多于一個(gè)區(qū)域。
[0023]為了將廢氣轉(zhuǎn)換器的管狀金屬外殼的內(nèi)徑與金屬外殼中容納的基底的外徑相匹配，具有設(shè)置在金屬外殼內(nèi)部的基底和設(shè)置在基底和金屬外殼之間的墊座的金屬外殼被放入將徑向壓力施加到金屬外殼的環(huán)壓機(jī)中。環(huán)壓機(jī)還被稱為徑向壓力機(jī)或(當(dāng)待處理的材料被預(yù)先加熱時(shí))徑向鍛壓機(jī)。為此目的，環(huán)壓機(jī)包括可在徑向方向移動(dòng)且允許施加壓力到工件(在本案中廢氣轉(zhuǎn)換器的外殼)上的多個(gè)工具。各個(gè)工具還被稱為“收縮機(jī)卡爪”。允許工具的徑向移動(dòng)需要在環(huán)壓機(jī)的圓周方向相鄰設(shè)置的工具中的每個(gè)之間提供間隙。由于間隙存在于工具之間，所以將壓縮壓力施加到工件可導(dǎo)致工具之間的材料推進(jìn)。在最壞的情況中，這可能導(dǎo)致工件破裂且變得不可使用。
[0024]根據(jù)本申請(qǐng)，通過(guò)在工具的工作部分中提供凹部，減少被施加