專利名稱：用于制造環(huán)形蜂窩體的方法以及環(huán)形蜂窩體的制作方法
技術領域：
本發(fā)明的主題是一種用于制造環(huán)形蜂窩體的方法以及一種環(huán)形蜂窩 體。這種蜂窩體優(yōu)選用在內(nèi)燃機排氣系統(tǒng)中，特別是用在機動車、水上運 輸工具和/或飛機中，例如用作催化劑栽體和/或顆粒過濾器。
背景技術：
在很多國家，內(nèi)燃機排放物必須遵守法律規(guī)定的極P艮值，例如某一排 氣組分的排放量不許超過某一極限值。對于很多所述的極P艮值，排氣后處 理是必需的。為此，內(nèi)燃機的排氣例如被引導穿流催化劑載體和/或顆粒過 濾器，該催化劑載體和/或顆粒過濾器能實現(xiàn)降低排氣中排氣組分的含量。 這例如可通過在蜂窩體上形成包括例如催化活性貴重金屬的催化活性涂層 來實現(xiàn)。根據(jù)現(xiàn)有的用于處理排氣的部件的結構空間，有利的是，可使用環(huán)形 蜂窩體。例如，可能有利的是，使排氣流分開并分別處理每個分流。這例 如可這樣進行，即第一分流穿流環(huán)形的，例如圓環(huán)形的，第一蜂窩體，而 第二分流穿流例如位于圓環(huán)形第一蜂窩體內(nèi)部的第二蜂窩體。環(huán)形載體基本上已知。因此，例如由EP-A-0 245 736已知一種具有在 內(nèi)套管和外套管之間以漸開線狀延伸的多個層的環(huán)形蜂窩體。由EP-A-0 322 566中已知一種用于所述類型的蜂窩體的制造方法，在這種蜂窩體中通 過復雜的方法在內(nèi)部管上或相互地以及在外部管上固定有很多層。由 DE-A-23 21 378中已知一種環(huán)形蜂窩體，該蜂窩體由被折疊的且與內(nèi)套管 和外套管相連接的平滑的金屬板帶制成。這種蜂窩體具有與體積和環(huán)形橫 截面積相比不充足的可設置催化活性物質(zhì)的表面積。因此，對于給定的環(huán)形橫截面積，必須構造出較大體積的蜂窩體，以便例如為催化活性涂層提供一定的表面積。由WO-A-94/01661又已知一種制造方法，在這種制造方 法中，平滑的層和制成波紋狀的層巻繞成圓環(huán)形，然后在至少三條線上由 外向內(nèi)地變形，并且由此產(chǎn)生的類似星形的結構同向纏繞。為了使否則彼 此堆在一起的制成波紋狀的層分開，這里提出，在制成波紋狀的層之間插 入至少一個平滑的層段。這導致材料消耗增大。發(fā)明內(nèi)容由現(xiàn)有技術出發(fā)，本發(fā)明的目的在于，給出一種用于制造環(huán)形蜂窩體 的方法，該方法可簡便地且材料消耗小地實施，其中所述環(huán)形蜂窩體在單 位蜂窩體體積內(nèi)和單位環(huán)形橫截面積上具有足夠大的表面積。此外，還提出一種相應的蜂窩體。所述目的通過一種用于制造蜂窩體的方法以及一種具有獨立權利要求 所述特征的蜂窩體來實現(xiàn)。各從屬權利要求涉及有利的改進方案。根據(jù)按照本發(fā)明的用于制造蜂窩體的方法，所述蜂窩體具有帶有流體 可穿流的通道的徑向部分區(qū)域，其中，該徑向部分區(qū)域是環(huán)形的，該蜂窩 體由至少一個在至少一個固定點上固定在外套管上的金屬層形成，每個金 屬層具有彼此堆疊地折疊起來的區(qū)私部分?；旧掀交膮^(qū)段和形成結構 的區(qū)段彼此交替地形成。環(huán)形的部分區(qū)域是指外側被外部界線包圍的部分區(qū)域，該部分區(qū)域在 內(nèi)部具有開放的、也即未設有通道的被內(nèi)部界線包圍的區(qū)域，其中外部和內(nèi)部界線優(yōu)選基本上彼此平行地延伸，特別是不相交。這些界線特別是可 具有基本上圓形、橢圓形、兩個相對的側邊被相應的半圓代替的矩形和/ 或多邊形的幾何形狀。環(huán)形區(qū)域特別是指圓環(huán)形區(qū)域。彼此交替特別是指，基本上平滑的、未構成層邊界的區(qū)段在兩側具有 相鄰的形成結構的區(qū)段。同樣，這特別是指，未構成層邊界的形成結構的 區(qū)段具有兩個相鄰的基本上平滑的區(qū)段。形成結構的區(qū)段具有稍后至少部 分地形成通道壁的結構。結構特別是指具有一定的結構幅度和結構重復長度的結構。基本上平滑的區(qū)段是指平滑的區(qū)段，也就是說例如僅在折疊和 扭曲和/或巻繞過程中變形，或者僅具有結構幅度比形成結構的區(qū)段的結構 幅度小的微型結構。所述微型結構特別是可定向成，使得在已制成的蜂窩 體中微型結構的延伸方向與形成結構的區(qū)段的延伸方向不一致。結構特別是包括波紋形狀。所述波紋形狀特別是可通過波形輥子成形， 但按照本發(fā)明例如也可采用印壓方法來在層的相應區(qū)段中形成結構。層優(yōu) 選包括多個區(qū)段。蜂窩體優(yōu)選由一至六個層形成。在這里，特別優(yōu)選由唯 --個層形成。金屬層特別是指薄的金屬薄板，其厚度優(yōu)選為80微米(nm )或更少， 特別優(yōu)選為30至60fim或者40至SOfim或者甚至25nm或更少。此外， 金屬層也可完全或部分地由流體可至少部分地穿流的、特別是多孔的金屬 材料形成。在這里，層特別是可至少部分地由多孔的金屬纖維材料和/或燒 結材料形成。金屬層基本上優(yōu)選由耐高溫的、耐腐蝕的材料形成，這種材 料適合于經(jīng)受得住例如在內(nèi)燃機排氣系統(tǒng)中的、優(yōu)選也在發(fā)動機附近應用場合中的高溫等條件。通過所述至少一個金屬層與外套管在至少一個固定點上的連接，特別 是當存在多個固定點時，便在層與外套管之間創(chuàng)造了牢固的連接。特別是 可省卻與層相連接的內(nèi)套管。這里，固定點是指點狀的連接，但也指平面 連接。特別是指在層的至少一個貼靠在外套管上的部分區(qū)域內(nèi)的連接。連接特別是通過材料相連的方法，例如釬焊方法和/或焊接方法來進 行。釬焊方法特別是指高溫真空釬焊方法?？蛇x地或附加地，到外套管的 力鎖合和/或形鎖合的連接也是可行且符合本發(fā)明的，特別是還有自鎖連與從現(xiàn)有技術中已知的環(huán)形蜂窩體相比較，按照本發(fā)明制造的按照本 發(fā)明的蜂窩體在蜂窩體的單位環(huán)橫截面上和/或單位體積內(nèi)具有大的例如 可供涂層使用的表面積。與必須使用中間層例如作為平滑的層的制造方法 相比，材料消耗明顯較少，另外本制造方法較簡單。形成結構的區(qū)段的結構可特別是通過借助于波形輥子的滾壓形成在層中。在這里，優(yōu)選采用僅僅一半構造成波形輥子的輥子。由此可制造出具 有平滑的區(qū)段和波紋狀區(qū)段的層。在這種情況下，未構造成波形輥子的輥 子部分可特別地設有涂層，例如橡膠涂層，通過該涂層避免區(qū)段變形。此 外，按照本發(fā)明，在制造形成結構的區(qū)段時也可以用制成波紋狀的輥子對 層進行^過程，當必須形成基本上平滑的區(qū)段時，便將該輥子從層上提 起。根據(jù)按照本發(fā)明的方法的另一有利的實施例，所述區(qū)段構造成，基本 上平滑的區(qū)段具有至少一個第一段長，而形成結構的區(qū)段具有至少一個與 該第 一段長不同的第二段長。在這里，優(yōu)選這樣一個實施例，在該實施例中基本上平滑的區(qū)段基本 上都獲得相同的第 一段長而形成結構的區(qū)段基本上都獲得相同的第二段 長。在區(qū)段折疊后，層具有平行四邊形的橫截面，該平行四邊形的橫截面 特別是可以構造成，使得不用扭轉或扭曲便可構造出環(huán)形的蜂窩體。在這 種情況下，所述笫一段長優(yōu)選大于所述第二段長，特別是大約長1%至10%,優(yōu)選大約長3%至7%，特別是基本上長5%。根據(jù)按照本發(fā)明的方法的另 一有利的實施例，所述至少一個層與內(nèi)套 管相連接，其中在制造過程中進行套管彼此間的相對扭轉。在這里，內(nèi)套管特別是可相對于外套管扭轉或者這兩個套管同時或先 后進行相對扭轉。根據(jù)按照本發(fā)明的方法的另 一有利的實施例，所述至少一個層與內(nèi)套 管之間的連接是可拆卸的。這里，可優(yōu)選在所述至少一個層與內(nèi)套管之間進行形鎖合或力鎖合的 連接。因此，優(yōu)選采用這樣的方法，在該方法中插入內(nèi)套管僅作為扭曲輔 助件并在扭曲過程之后，也即例如在內(nèi)套管相對于外套管轉動之后又被除 去。內(nèi)套管的去除特別是在層之間材料相連的連接形成之后進行。這里， 材料相連的連接特別是指焊接連接和/或釬焊連接，優(yōu)選高溫釬焊連接。根據(jù)按照本發(fā)明的方法的另 一有利的實施例，在扭轉之后除去內(nèi)套管。根據(jù)按照本發(fā)明的方法的另一有利的實施例，每個層的區(qū)段通過折疊線隔開，其中折疊線每隔一條位于層的一側上并且上述折疊線中的至少一 條包括至少一個固定點。折疊線是指層沿其折疊的各條線。因此，在兩個相鄰區(qū)段之間存在一 條折疊線。在進行完所有折疊之后，折疊線每隔一條位于層的一側上。在 這種情況下，層的在蜂窩體制造好之后指向外側的折疊線稱為外折疊線， 而層的在蜂窩體制造好之后指向內(nèi)側的折疊線稱為內(nèi)折疊線。每條外折疊 線優(yōu)選固定在外套管上，特別是材料相連地與該外套管相連接。這里特別 時也可使用釬焊方法和/或焊接方法，優(yōu)選硬釬焊方法。在這里，連接可分 別在蜂窩體的整個長度上或者也可僅在部分區(qū)域內(nèi)或者也可僅點狀地在固 定點上形成。如果內(nèi)套管持久地一一也就是說特別是不僅僅在制造過程中 一一形 成，所述至少一個層在內(nèi)套管上的固定也可以以有利的方式形成，特別是 借助于材料相連的連接方法，如特別是釬焊方法和/或焊接方法，特別是高 溫釬焊方法。才艮據(jù)按照本發(fā)明的方法的另 一有利的實施例，結構基本上周期地形成 在層中，其中所述結構具有結構重復長度，其中該結構重復長度在層的至 少一個部位上被增大。結構重復長度特別是指一個結構的某一點到相鄰結構的對應點的距 離。在嚴格的周期性結構中，結構重復長度將與結構的周期相對應。結構 重復長度的延長特別是可這樣來實現(xiàn)，即一個結構與在該層中的其它結構 相比被延長或者刪去一個結構。特別是當形成結構的區(qū)段制成波故狀時， ^便可刪去一個波形周期的一部分或一個波形周期。這種有利的實施形式也可獨立于按照本發(fā)明的方法來實現(xiàn)。因此，這 樣一種用于制造環(huán)形蜂窩體的方法是有利的，在該方法中至少一個至少部 分地形成具有至少一個結構重復長度的結構的層和有時可能的至少一個基 本上平滑的層這樣巻繞或扭曲，使得形成具有流體可穿流的通道的環(huán)形區(qū) 域，其中至少兩個結構重復長度是不同的。至少部分地形成結構的層特別 是指在部分區(qū)域內(nèi)形成結構且在部分區(qū)域內(nèi)未形成結構的層，或者由至少一個形成結構的層和至少一個基本上平滑的層形成的結構。至少一個這種 層的巻繞或扭曲特別是指將所述層巻繞成螺旋狀，或者也指將至少一個層 堆疊并隨后4吏至少一個疊堆同向或反向地扭曲。"不同的結構重復長度" 這一概念特別是指該方法的一個實施例，在該方法實施例中基本上在層中 形成具有一定的結構重復長度和結構幅度的結構，該結構具有至少一個例 如被延長、也就是說在周期性結構中產(chǎn)生局部不同的周期的結構，以及/ 或者該結構具有至少一個未形成結構的部位。通過所述的至少一個未形成 結構的部位，在結構中產(chǎn)生空白/間隙，基本上也就是i兌，在周期性結構中 周期是相同的，但結構重復長度可按照上述定義改變。所述方法也可獨立于上述的按照本發(fā)明的方法由具有折疊區(qū)段的層來實施。特別是，這里所述的方法也可與由現(xiàn)有技術已知的用于制造特別是 環(huán)形蜂窩體的方法一起實施。此外，這里所述的具有不同結構重復長度的方法還實現(xiàn)另一目的，即 提出一種用于制造蜂窩體的方法以及一種蜂窩體，該蜂窩體特別是環(huán)形的 并且適合于吸收在受熱情況下從內(nèi)部或從外部產(chǎn)生的壓力。所述刪去的和/或延長的結構以有利的方式使得壓力可在蜂窩體內(nèi)補 償。原則上，層用作一種壓力彈簧，在這種壓力彈簧中刪去的結構和/或延 長的結構的區(qū)域在壓力作用下可變形。結構重復長度優(yōu)選改變成，使得在 蜂窩體變形后蜂窩體沿半徑方向在各處都具有至少一個具有延長的結構重 復長度的區(qū)域。這以有利的方式實現(xiàn)了基本上徑向均衡地吸收蜂窩體內(nèi)的 壓縮應力。替換或除了增大的結構重復長度，可在至少一個形成結構的區(qū)段中形 成至少一個凹部。所述凹部優(yōu)選垂直于結構的重復方向，也就是說優(yōu)選定向在蜂窩體的 縱向方向上。所述凹部優(yōu)選是形成在層中的切口。所述切口也可有利地用 于補償環(huán)形蜂窩體的熱膨脹。凹部優(yōu)選這樣形成，使得在蜂窩體形成后， 蜂窩體沿半徑方向在各處都具有至少一個具有延長的結構重復長度和/或 凹部的區(qū)域。這有利地實現(xiàn)了基本上徑向均衡地吸收蜂窩體內(nèi)的壓縮應力。所述至少 一個凹部可特別是通過沖壓、穿孔和/或切割形成在層中。根據(jù)按照本發(fā)明的方法的另一有利的實施例，凹部形成在平滑的區(qū)段 和形成結構的區(qū)段中，4吏得在折疊后形成連貫的空腔。在所述空腔中，特別是可插入探測器/傳感器，優(yōu)選X探測器。根據(jù)按照本發(fā)明的方法的另一有利的實施例，構成層邊界的形成結構 的區(qū)段設計成比其余區(qū)段短。根據(jù)按照本發(fā)明的方法的另 一有利的實施例，層在固定點處的固定借 助于材料相連的方法來進行。材料相連的方法特別是指焊接方法和/或釬烊方法。在這里，優(yōu)選采用 在高溫下產(chǎn)生硬釬焊連接的高溫釬焊方法。優(yōu)選采用這樣一種釬焊方法， 該釬焊方法確保，在通常溫度下在內(nèi)燃機排氣系統(tǒng)內(nèi)，特別是也在發(fā)動機 附近的應用場合中，所述連接能持久。根據(jù)按照本發(fā)明的方法的另一有利的實施例，至少在蜂窩體的部分區(qū)域內(nèi)材料相連地產(chǎn)生至少 一個下列連接a) 層與內(nèi)套管的連接；b) 層與外套管的連接；c) 層自身的連接；d) 層與相鄰層的連接。按照c)的連接特別是指一個區(qū)段與另一個區(qū)段，優(yōu)選相鄰的區(qū)段， 特別是在各個區(qū)段的部分區(qū)域內(nèi)的連接。所有的連接a) 、 b) 、 c)和d) 可在層的部分區(qū)域內(nèi)或在層的整個長度上進行。按照a)和b)的連接不僅 可在折疊線的區(qū)域內(nèi)形成，而且也可例如在至少局部貼靠在套管上的基本 上平滑的和/或形成結構的區(qū)段的區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生。在這里，層與內(nèi)套管和/或外 套管的連接優(yōu)選在形成結構的區(qū)域的結構極限區(qū)域內(nèi)。連接可分別在蜂窩 體的整個長度上或者也可僅在該長度的 一個或多個部分區(qū)域內(nèi)進行。根據(jù)按照本發(fā)明的方法的另一有利的實施例，層的至少一部分由金屬 薄板形成。因此，特別是可使用薄的金屬薄板。也優(yōu)選這樣的設計，在該這種設計中在與蜂窩體的穿流方向相對應的縱向方向上， 一個部分區(qū)域構造成薄 板而另一個部分區(qū)域構造成流體可至少部分地穿流的區(qū)域。根據(jù)按照本發(fā)明的方法的另一有利的實施例，層的至少一部分由流體 可至少部分地穿流的金屬材料形成。這特別是指多孔的金屬材料，特別是纖維材料和/或多孔的金屬燒結材料。按照本發(fā)明的另 一個方面，提出 一種具有帶有流體可穿流的通道的徑 向部分區(qū)域的蜂窩體，其中，該部分區(qū)域是環(huán)形的，形成有至少一個在至 少 一個固定點處固定在外套管上的金屬層，每個金屬層具有彼此堆疊地折 疊起來的區(qū)段。按照本發(fā)明，形成有彼此交替的基本上平滑的區(qū)段和形成 結構的區(qū)段。根據(jù)按照本發(fā)明的蜂窩體的另 一有利的實施例，各個區(qū)段具有基本上 漸開線形的彎曲。特別是當所述外套管和有時可能的內(nèi)套管基本上是圓形時，^A這種情況。各個區(qū)段基本上沿特別是圓的漸開線進行彎曲。圓的漸開線在xy 平面內(nèi)可由下式表示x = "cos" —sin = a sin ^ ——cos ^在這里，數(shù)值a表示內(nèi)圓或內(nèi)套管的半徑。根據(jù)按照本發(fā)明的蜂窩體的另一有利的實施例，平滑的區(qū)段具有至少 一個第一段長，而形成結構的區(qū)段具有至少一個與該第一段長不同的第二 段長。根據(jù)按照本發(fā)明的蜂窩體的另 一有利的實施例，形成有至少在部分區(qū) 域內(nèi)與所述至少 一個層相連接的內(nèi)套管。根據(jù)按照本發(fā)明的蜂窩體的另 一有利的實施例，每個層的區(qū)段通過折 疊線隔開，其中折疊線每隔一條位于層的一側上，并且位于層的該一側的 折疊線中的至少一條至少在部分區(qū)域內(nèi)與外套管相連接。因此，存在基本上折疊成鋸齒狀的層，其中一一除了分別構成層邊界 的區(qū)段一_基本上平滑的區(qū)段分別與兩個形成結構的區(qū)段相鄰，反之亦然。根據(jù)按照本發(fā)明的蜂窩體的另 一有利的實施例，形成結構的區(qū)段的結 構具有結構重復長度，其中該結構重復長度在層的至少一個部位上被增大。
結構重復長度在層的至少一個部位上的增大在蜂窩體內(nèi)創(chuàng)造了一個能 吸收壓縮應力的區(qū)域。在該區(qū)域內(nèi)，形成其它結構的結構或者不存在的結 構使得該區(qū)域可以變形。
也可單獨地在任意其它的、特別是環(huán)形的包括金屬層的蜂窩體中實現(xiàn) 這樣的特征，即，形成結構的區(qū)段的結構具有結構重復長度，其中，該結 構重復長度在層的至少一個部位上被增大。
形成包括至少部分地形成結構的金屬層的蜂窩體也是有利的，其中所 述結構具有結構重復長度，而該結構重復長度在層的至少一個部位上凈皮增 大。
這也優(yōu)選適合于構造成漸開線形的、具有特別是圓環(huán)形截面的且?guī)в?流體可穿流的通道的環(huán)形催化器。至少部分地形成結構的層是指這樣一種 結構，在該結構中形成有部分地形成結構的層或^f吏用多個一部分形成結構 的和一部分基本上平滑的層。
根據(jù)按照本發(fā)明的蜂窩體的另 一有利的實施例，至少一個形成結構的 區(qū)段具有至少一個凹部。
式用于在蜂窩體不均勻地受熱時吸收壓縮應力。該特征也可以有利的方式 單獨實現(xiàn)，并可形成作為在至少一個部位上增大結構重復長度的可選和/ 或附加方案。
根據(jù)按照本發(fā)明的蜂窩體的另 一有利的實施例，平滑的層和形成結構 的層具有形成連貫空腔的凹部。
所述空腔特別是可以用于容納探測器，特別是X探針。
根據(jù)按照本發(fā)明的方法的另 一有利的實施例，在連接點處存在材料相 連的連接。
這里，材料相連的連接特別是指釬焊連接和/或焊接連接，特別是在較 高溫度下的硬釬焊連接的形成。根據(jù)按照本發(fā)明的蜂窩體的另 一有利的實施例，至少一個下列連接包
括材料相連的連接
a) 層與內(nèi)套管的連接；
b) 層與外套管的連接；
c) 層自身的連接；
d) 層與相鄰層的連接。
連接a)、 b)、 c)和/或d)中的每個也可在層的部分區(qū)域內(nèi)形成。這里， 材料相連的連接特別是也指釬焊連接和/或焊接連接的形成。按照a )和b) 的連接不僅可形成在折疊線區(qū)域內(nèi)，而且也可形成在例如至少局部貼靠在 套管上的基本上平滑的和/或形成結構的區(qū)段的區(qū)域內(nèi)。在這種情況下，層 與內(nèi)套管和/或外套管的連接優(yōu)選在形成結構的區(qū)域的結構極限區(qū)域內(nèi)。連 接可分別在蜂窩體的整個長度上或者也可僅在該長度的 一個或多個部分區(qū) 域內(nèi)進行。
根據(jù)按照本發(fā)明的蜂窩體的另一有利的實施例，層的至少一部分包括 金屬薄板。
這里特別是指厚度為80nm或者更小的薄的金屬薄板。 根據(jù)按照本發(fā)明的蜂窩體的另 一有利的實施例，層的至少一部分由流體可至少部分地穿流的金屬材料形成。
這里特別是涉及多孔的金屬材料。這種材料的例子有多孔的纖維材料
和/或燒結材料。
對于按照本發(fā)明的方法公開的細節(jié)和優(yōu)點可以以相同的方式應用并轉 移到按照本發(fā)明的蜂窩體上，反之亦然。按照本發(fā)明的蜂窩體特別是可根 據(jù)按照本發(fā)明的方法制造。


下面應根據(jù)附圖對本發(fā)明進行詳細說明，但本發(fā)明并不局限于在附圖 中示出的細節(jié)和優(yōu)點。圖中示意性示出
圖l示出用于按照本發(fā)明的蜂窩體的層的例子；圖2示出已折疊的層；
圖3示出按照本發(fā)明的蜂窩體的層的局部透視圖； 圖4示出按照本發(fā)明的蜂窩體的橫截面圖； 圖5示出按照本發(fā)明的蜂窩體的局部視圖； 圖6示出按照本發(fā)明的蜂窩體的另一實施例的局部視圖； 圖7示出按照本發(fā)明的蜂窩體的層的另一實施例的局部視圖; 圖8示出具有平滑的區(qū)段和形成結構的區(qū)段的層的局部視圖; 圖9示出按照本發(fā)明的蜂窩體的另一實施例的局部視圖； 圖IO示出按照本發(fā)明的蜂窩體的另一實施例的區(qū)段；以及 圖11示意性示出接觸角的定義。
具體實施例方式
圖1示意性示出可用在按照本發(fā)明的用于制造蜂窩體的方法中的層1 。 該層1具有多個彼此交替排布的平滑的區(qū)段2和形成結構的區(qū)段3。區(qū)段2、 3分別通過折疊線4分開。折疊分別沿著如箭頭5所示的折疊方向進行。 從而形成了折疊的層，如在圖2中所示。
由于層1的折疊，每個層1的區(qū)段2、 3被折疊線4分開。折疊線4 每隔一條位于層1的一側上。通過位于層1的一側上的折疊線4給出了在 內(nèi)套管和/或外套管上進行固定的可能性。在這種情況下，在至少一部分折 疊線4的至少一個部分區(qū)域內(nèi)進行連接。可選地或附加地，也可以在折疊 線4的附近形成連接。
層l具有至少一個固定點16，在該固定點處區(qū)段2、3與相鄰的區(qū)段3、 2或與外套管7或內(nèi)套管8相固定。特別是該固定點16可在結構18的凸 起17的至少一個部分區(qū)域內(nèi)延伸。優(yōu)選形成材料相連的連接，特別是焊接 連接和/或》更釬焊連接。
圖3以透視圖示意性示出層1的局部視圖。所述層1具有由折疊線4 分開的平滑的區(qū)段2和制成波紋狀的區(qū)段3。形成結構的區(qū)段3和平滑的 區(qū)段2在折疊后形成通道10。這些通道對于流體來說是可穿流的。圖4以橫截面圖示意性示出按照本發(fā)明的蜂窩體6。按照本發(fā)明，該 蜂窩體由六個層1構成，這些層通過一部分相應的折疊線4至少在部分區(qū) 域內(nèi)固定在外套管7上，而通過另一部分折疊線4至少在部分區(qū)域內(nèi)固定 在內(nèi)套管8上。在這種情況下，在外套管7和層1之間可優(yōu)選形成材料相 連的連接，例如釬焊連接和/或焊接連接，優(yōu)選硬釬焊連接。根據(jù)蜂窩體6 應用場合的不同，層1與內(nèi)套管8之間的連接可設計成材料相連的和/或形 鎖合的和/或力鎖合的連接。在這里，在內(nèi)套管8和層1之間可以優(yōu)選形成 可拆卸的連接，使得在蜂窩體6制造好之后內(nèi)套管8可從蜂窩體6中分離 出來。蜂窩體6的制造優(yōu)選通過層1與套管7、 8之間的連接以及隨后的套 管7、 8彼此間的相對扭轉來實現(xiàn)。在這里，特別優(yōu)選這樣一種方法實施例， 在該實施例中內(nèi)套管8相對于外套管7扭轉。從而形成具有包括流體可穿 流的通道10的徑向部分區(qū)域9的蜂窩體6。
在本實施例中，所述徑向部分區(qū)域9是圓環(huán)形的徑向部分區(qū)域。按照 本發(fā)明，這主要涉及一種這樣定義的環(huán)形部分區(qū)域9，即，該環(huán)形部分區(qū) 域9具有通道10,其中部分區(qū)域9在外側和內(nèi)側被界定，在所述部分區(qū)域 9的內(nèi)部形成基本上不具有層1和/或通道10的區(qū)域。在外側和內(nèi)側形成部 分區(qū)域9的邊界的線優(yōu)選彼此基本上平行地延伸。但本發(fā)明并不局限于圓 環(huán)形的蜂窩體6。在本實施例中，位于內(nèi)套管8內(nèi)部的區(qū)域未形成通道， 但在該區(qū)域內(nèi)也可以使用另 一個具有流體可穿流的通道的蜂窩體。因此， 蜂窩體6由層1構成，這些層1的區(qū)段2、 3至少部分地具有基本上漸開線 形的彎曲。
圖5示例性示出本發(fā)明的另一個方面。本發(fā)明的該方面不僅可在環(huán)形 蜂窩體6中形成，這里還有一個原則性的優(yōu)點，該優(yōu)點可用在各種類型的 由金屬層構成的蜂窩體中；圖5示意性示出具有無窮大的內(nèi)側半徑和外側 半徑的環(huán)形蜂窩體的局部視圖。(從圖中)僅可看到一個層并且也僅以局 部視圖示出該層，折疊線4在這里未示出。代替具有基本上平滑的區(qū)段2 和形成結構的區(qū)段3的唯——個層1，也可以形成多個基本上平滑的層和 形成結構的層。形成結構的區(qū)段3具有在通常情況下具有結構重復長度11的周期性結構。在完全周期性的結構中，結構重復長度ll與周期性結構的
周期相對應。所示的按照本發(fā)明的蜂窩體6的局部具有在其上存在增大的 結構重復長度12的部位。通過該增大的結構重復長度12，層1可具有彈 性并在具有增大的結構重復長度的區(qū)域內(nèi)變形。從而，層l可吸收壓縮應 力。所述的壓縮應力例如由于蜂窩體6受熱不均勻而產(chǎn)生。而蜂窩體受熱 不均勻例如這樣產(chǎn)生，即在用作催化劑載體時在蜂窩體6的部分區(qū)域內(nèi)比 在其它區(qū)域內(nèi)更快地達到催化反應的起動溫度(Anspringtemperatur)("起 動-關閉溫度")。于是，因為進行的反應放出熱量，催化轉化已經(jīng)在其中 進行的區(qū)域比其它區(qū)域明顯更強烈地變熱。由此產(chǎn)生的壓縮應力對于常見 的由金屬層構成的蜂窩體6來說會導致?lián)p壞，例如導致套管上的層破裂， 這通過具有增大的結構重復長度的區(qū)域來減小。
壓縮應力特別是也出現(xiàn)在環(huán)形蜂窩體6內(nèi)。層l可至少在部分區(qū)域內(nèi) 包括金屬薄板并且也可在其它部分區(qū)域內(nèi)具有流體可至少部分地穿流的材 料。特別是可以制造這樣的蜂窩體6，該蜂窩體在通道10可被穿流的方向 上首先由金屬薄板然后由流體可至少部分地穿流的層形成。也優(yōu)選由金屬 薄板形成整個層l。
層1在外套管7上的固定在至少一個固定點16處進行。這里，固定點 16特別是也指包括結構18的至少一部分凸起17的線性固定區(qū)域。
圖5示出，具有增大的結構重復長度12的區(qū)域分布成，使得沿環(huán)形蜂 窩體6的半徑方向基本上沒有不具有所述具有增大的結構重復長度12的區(qū) 域，因此，出現(xiàn)的壓縮應力可徑向均勻地分布。
具有增大的結構重復長度12的區(qū)域可優(yōu)選形成在形成層1的邊緣區(qū)域 的區(qū)域內(nèi)，如圖6示例性所示。在邊緣區(qū)域內(nèi)可優(yōu)選刪去一個或多個結構， 使得當蜂窩體由第一個層13和第二個層14構成時，在該蜂窩體制造好之 后在所述層13、 14的邊緣區(qū)域內(nèi)便形成具有增大的結構重復長度12的區(qū) 域。由于內(nèi)套管8相對于外套管7相對扭轉，具有增大的結構重復長度12 的區(qū)域便分布在蜂窩體6的橫截面上。因此，可以以特別有利的方式實現(xiàn) 很好地吸收壓縮應力。圖7示意性示出層1或形成結構的層的形成結構的區(qū)段3的局部^f見圖。 所述形成結構的區(qū)段3具有兩個形成在區(qū)段3中的凹部15。通過所述凹部， 層1能在壓縮應力作用下變形，而不^損壞層1。除了或替換具有增大的 結構重復長度12的區(qū)域，可以形成凹部15。
圖8示意性示出具有平滑的區(qū)段2和形成結構的區(qū)段3的層1的局部 視圖。在這里，平滑的區(qū)段2具有第一段長19，而形成結構的區(qū)段3具有 第二段長20。第一段長19和第二段長20大小不等。
圖9示意性示出按照本發(fā)明的蜂窩體6的局部視圖。區(qū)段2、 3具有凹 部15，這些凹部形成連貫的空腔21。在所述空腔21中插入探測器22，優(yōu)
按照圖10的蜂窩體6的實施例基本上與圖5中的實施例相對應，其中 這里也示出了內(nèi)套管8，具有折疊線4的層1貼靠在該內(nèi)套管上。在這里， 平滑的層2與內(nèi)套管8形成一個接觸角23，該接觸角特別是在90°至110° 之間。特別是從圖ll中可看出，接觸角23定義成在折疊線4區(qū)域內(nèi)的或 在貼靠在內(nèi)套管8上的區(qū)域內(nèi)的平滑的區(qū)段2的第一切線24與在所述點處 的內(nèi)套管8的第二切線25之間的夾角。
此外，優(yōu)選這樣一個實施例，在該實施例中在由具有N個平滑的區(qū)段 2和相同數(shù)量N個形成結構的區(qū)段3的唯一一個層形成蜂窩體6時，基本 上滿足下列方程
<formula>formula see original document page 18</formula>
其中，L表示平滑的區(qū)段2的長度，N表示平滑的區(qū)段2的數(shù)量，W 表示波形高度，T表示薄板厚度，D表示外套管7的內(nèi)徑或蜂窩體6的外 徑，d表示蜂窩體6的內(nèi)徑或內(nèi)套管8的外徑。
可選地和/或附加地，優(yōu)選這樣一個實施例，在該實施例中蜂窩體6由
唯--個層1構成，其中平滑的區(qū)段2和形成結構的區(qū)段3的數(shù)量N滿足
下列方程
<formula>formula see original document page 18</formula> 其中，參數(shù)N、 W、 T、 D和d如上定義。按照本發(fā)明的用于制造蜂窩體6的方法和按照本發(fā)明的蜂窩體6使得 可以以有利的方式在材料消耗小且耐久性好的情況下提供環(huán)形蜂窩體6。
附圖標記列表
1層
2平滑的區(qū)段
3形成結構的區(qū)段
4折疊線
5折疊方向
6蜂窩體
7外套管
8內(nèi)套管
9徑向部分區(qū)域
10通道
11結構重復長度
12增大的結構重復長度
13第一個層
14第二個層
15凹部
16固定點
17凸起
18結構
19第一段長
20第二段長
21空腔
22探測器
23接觸角24 第一切線25 第二切線
權利要求
1.一種用于制造具有帶有流體可穿流的通道(10)的徑向部分區(qū)域(9)的蜂窩體(6)的方法，其中，所述部分區(qū)域(9)是環(huán)形的，所述蜂窩體(6)由至少一個在至少一個固定點(16)處固定在外套管(7)上的金屬層(1、13、14)形成，每個金屬層(1、13、14)具有彼此堆疊地折疊起來的區(qū)段(2、3)，其特征在于，形成有彼此交替分布的基本上平滑的區(qū)段(2)和形成結構的區(qū)段(3)。
2. 根據(jù)權利要求l所述的方法，其特征在于，所述基本上平滑的區(qū) 段(2)具有至少一個笫一段長(19),而所述形成結構的區(qū)段(3)具有 至少一個與該第一段長(19)不同的第二段長(20)。
3. 根據(jù)上述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，所述至少 一個層(1、 13、 14)與內(nèi)套管(8)相連接，其中在制造時套管(7、 8) 彼此間進行相對扭轉。
4. 根據(jù)權利要求3所述的方法，其特征在于，所述至少一個層(1、 13、 14)與內(nèi)套管(8)之間的連接可拆卸。
5. 根據(jù)權利要求4所述的方法，其特征在于，在扭轉后除去內(nèi)套管 (8)。
6. 根據(jù)上i^利要求中任一項所述的方法，其特征在于，所述每個 層(1、 13、 14)的區(qū)段(2、 3)通過折疊線(4)分開，其中折疊線(4) 每隔一條位于層(1、 13、 14)的一側，并且位于層(1、 13、 14)的該一 側的折疊線中的至少一個包括至少一個固定點(16)。
7. 根據(jù)上述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，結構(18 ) 基本上周期性地形成在所述層(1、 13、 14)中，其中該結構(18)具有結 構重復長度(ll、 12)，其中結構重復長度(12)在層(1、 13、 14)的至 少一個部位上增大。
8. 根據(jù)上述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，在至少一 個形成結構的區(qū)段(3)中形成至少一個凹部(15)。
9. 根據(jù)權利要求8所述的方法，其特征在于，凹部(15)形成在平 滑的區(qū)段(2 )和形成結構的區(qū)段(3 )中，使得折疊后形成連貫的空腔(21)。
10. 根據(jù)上述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，構成層(1、 13、 14)的邊界的形成結構的區(qū)段(3)設計得比其余區(qū)段短。
11. 根據(jù)上g利要求中任一項所述的方法，其特征在于，所述層(1、 13、 14)在固定點(16)處的固定借助于材料相連的方法來進行。
12. 根據(jù)上J2y5L利要求中任一項所述的方法，其特征在于，至少在蜂 窩體(6)的部分區(qū)域內(nèi)材料相連地形成至少一個下列連接a) 層(1、 13、 14)與內(nèi)套管(8)的連接；b) 層(1、 13、 14)與外套管(7)的連接；c) 層(1、 13、 14)自身的連接；d) 層(1、 13)與相鄰層(1、 14)的連接。
13. —種具有帶有流體可穿流的通道(10)的徑向部分區(qū)域(9)的 蜂窩體(6)，其中，該部分區(qū)域(9)是環(huán)形的，形成有至少一個在至少 一個固定點(16)處固定在外套管(7)上的金屬層(1、 13、 14)，每個 金屬層(1、 13、 14)具有彼此堆疊地折疊起來的區(qū)段(2、 3),其特征在 于，形成有彼此交替分布的基本上平滑的區(qū)段(2)和形成結構的區(qū)段(3 )。
14. 根據(jù)權利要求13所述的蜂窩體(6 )，其特征在于，各個區(qū)段(2、 3)具有基本上漸開線形的彎曲。
15. 根據(jù)權利要求13或14所述的蜂窩體(6 )，其特征在于，所述 平滑的區(qū)段(2 )具有至少一個第一段長(19 )，而所述形成結構的區(qū)段(3 ) 具有至少一個與該第一段長(19)不同的第二段長(20)。
16. 根據(jù)權利要求13至15中任一項所述的蜂窩體(6)，其特征在 于，形成有至少在部分區(qū)域內(nèi)與所述至少一個層(1 )相連接的內(nèi)套管(8)。
17. 根據(jù)權利要求13至16中任一項所述的蜂窩體(6)，其特征在 于，所述每個層(1、 13、 14)的區(qū)段(2、 3)通過折疊線(4)分開，其 中折疊線(4)每隔一條位于層(1、 13、 14)的一側，并且位于層(l、 13、 14)的該一側的折疊線中的至少一個至少在部分區(qū)域內(nèi)與外套管(7)相連接。
18. 根據(jù)權利要求13至17中任一項所述的蜂窩體(6),其特征在 于，所述形成結構的區(qū)段(3)的結構(18)具有結構重復長度(11、 12)， 其中，結構重復長度(12)在層(1、 13、 14)的至少一個部位上增大。
19. 根據(jù)權利要求13至18中任一項所述的蜂窩體(6)，其特征在 于，至少一個形成結構的區(qū)段(3)具有至少一個凹部(15)。
20. 根據(jù)權利要求19所述的蜂窩體(6)，其特征在于，平滑的區(qū)段 (2)和形成結構的區(qū)段(3)具有形成連貫空腔(21)的凹部(15)。
21. 根據(jù)權利要求13至20中任一項所述的蜂窩體(6),其特征在 于，在所述固定點(16)處存在材料相連的連接。
22. 根據(jù)權利要求13至21中任一項所述的蜂窩體(6)，其特征在 于，至少一個下列連接包括材料相連的連接a) 層(1、 13、 14)與內(nèi)套管(8)的連接；b) 層(1、 13、 14)與外套管(7)的連接；c) 層(1、 13、 14)自身的連接；d) 層(1、 13)與相鄰層(1、 14)的連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于制造具有帶有流體可穿流的通道(10)的徑向部分區(qū)域(9)的蜂窩體(6)的方法，其中，所述部分區(qū)域(9)是環(huán)形的，所述蜂窩體(6)由至少一個在至少一個固定點(16)處固定在外套管(7)上的金屬層(1、13、14)形成，每個金屬層(1、13、14)具有彼此堆疊地折疊起來的區(qū)段(2、3)，其特征在于，形成有彼此交替分布的基本上平滑的區(qū)段(2)和形成結構的區(qū)段(3)。按照本發(fā)明的用于制造蜂窩體(6)的方法和按照本發(fā)明的蜂窩體(6)使得可以以有利的方式在材料消耗小且耐久性好的情況下提供環(huán)形蜂窩體(6)。
文檔編號F01N3/28GK101262946SQ200680033135
公開日2008年9月10日 申請日期2006年9月8日 優(yōu)先權日2005年9月9日
發(fā)明者F·庫爾斯, N·薩爾杜亞-莫雷諾, R·布呂科 申請人:排放技術有限公司