JP2002516758A - 中を流体が流れ得る複数のチャネルを備えたハニカム構造体を製造するための方法およびシートメタルの積層体 - Google Patents

中を流体が流れ得る複数のチャネルを備えたハニカム構造体を製造するための方法およびシートメタルの積層体

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Abstract

(57)【要約】 多数の少なくとも部分的に構造物のシートメタル層から多数の流体透過性チャネルを含むハニカム構造体を製造するために、この発明では複数の少なくとも部分的に構造物のシートメタル層から少なくとも1つの積層体が作られるようにする。シートメタルパックを形成することが意図される各々の積層体は曲げ線においてそれ自体の上に折り重ねられ、よってシートメタルパックは湾曲した第1の端部領域と、第1の端部領域の反対側の第2の端部領域とを有するようになる。第2の端部領域は積層体の第1の端部断面と第2の端部断面とから形成される。第1の端部断面の第1の端部表面は中央平面とともに第1の角度αを形成し、第2の端部断面の第2の端部表面は中央平面とともに第2の角度βを形成する。第1の角度αが第2の角度βより小さい。各々のシートメタルパックは型の中央の領域に配置された巻込み手段により保持され、型に対する巻込み手段の相対的回転によりハニカム構造体になるよう巻込まれる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 この発明の目的は、多数の流体透過性チャネルを含むハニカム構造体の製造の
ための方法およびシートメタルパックに関する。
【0002】 触媒コンバータ支持体として使用される金属製のハニカム構造体が知られてい
る。そのようなハニカム構造体は、多数の少なくとも部分的に構造物のシートメ
タル層からなる。ハニカム構造体の形態の多くが、たとえばUS−PS4923
109、WO90/03220、EP0322566A1およびWO94/01
661から公知である。
【0003】 WO97/00725は、多数の少なくとも部分的に構造物である層から作ら
れた多数の流体透過性チャネルを含むハニカム構造体の製造を扱う。この文書は
、複数の少なくとも部分的に構造物のシートメタル層を含む少なくとも1つの積
層体が積重ねられることを提案している。各積層体はシートメタルパックを構成
するために曲げ線のところでそれ自体の上に折り重ねられる。各シートメタルパ
ックは、製造されるべきハニカム構造体の外形に対応した輪郭を有する型の中に
配置される。各積層体は型の中央の領域に配置された巻込み手段により保持され
る。各積層体はその後型に対する巻込み手段の回転によりハニカム構造体になる
よう巻込まれる。この態様で用意されたハニカム構造体はその後、ジャケットチ
ューブ中に嵌められる。さらなるハニカム構造体の製造方法はWO97/001
35から公知である。
【0004】 さらなる製造工程において、ハニカム構造体はジャケットチューブにろう付け
される。これにより、ジャケットチューブにろう付けされるのは実質的には、個
々のシートメタル層の端部領域である。このようにして製造されたハニカム構造
体では、各積層体をそれ自体の上に折り重ね、積層体をハニカム構造体になるよ
う巻込むことにより、個々のシートメタル層がジャケットチューブに結合される
領域においていくつかのシートメタル層がジャケットパイプのジャケット表面の
周辺部のうち比較的大きな部分にわたってジャケットパイプにろう付けされるの
に対し、他のシートメタル層は周辺部のうち比較的小さな部分にわたってしかジ
ャケットチューブにろう付けされない、という問題がある。ハニカム構造体とジ
ャケットパイプとのこの種の結合では、機械的および温度的応力によりハニカム
構造体が損傷を受けるという問題がある。特に個々のシートメタル層の間のろう
付け結合部が少なくとも部分的に破壊されてしまうという問題がある。
【0005】 ここから進んで、この発明の目的は、ジャケットパイプへのろう付け結合部を
より均一に形成できるようにするハニカム構造体の製造方法を提供することであ
る。この発明のさらなる目的はハニカム構造体を形成するために特に適したシー
トメタルパックを提供することである。
【0006】 この目的は、請求項1の特徴を持つハニカム構造体の製造方法、または請求項
8の特徴を持つシートメタルパックにより解決される。この発明による方法また
はシートメタルパックの有利なさらなる展開および形態はそれぞれの従属項の主
題である。
【0007】 この発明による多数の流体透過性チャネルを含むハニカム構造体の製造のため
の方法では、少なくとも1つの積層体が複数の少なくとも部分的に構造物のシー
トメタル層から形成され、これが積層されることが提案される。その後、各積層
体がそれ自体の上に曲げ線において折り重ねられ、湾曲した第1の端部領域と、
第1の端部領域とは反対側の第2の端部領域とを有するようにシートメタルパッ
クを形成する。シートメタルパックを形成するために、積層体をそれ自身の上に
折り重ねることは、第2の端部領域が積層体の第1の端部断面および第2の端部
断面から形成されるように行なわれる。第1の端部断面は第1の端部表面を有す
る。第2の端部断面は第2の端部表面を有する。第1の端部表面と第2の端部表
面とは、ともにシートメタルパックの第2の端部領域の端部表面を形成する。こ
れらの端部表面は互いに向けて比較的傾斜している。第1の端部表面は中央平面
とともに第1の角度αを形成し、中央平面はたとえばそれ自身の上に折り重ねら
れたシートメタルパックの中央のシートメタル層によって形成される。第2の端
部表面は中央平面とともに第2の角度βを形成する。角度βと角度αは包括的な
角度である。これらの角度は第1の角度αが第2の角度βより小さくなるように
選択される。これは折り重ね中に、第1の端部断面の中のシートメタル層が、第
2の端部断面の中のシートメタル層よりも実質的により多く互いからずらされる
ことにより得られる。原則として、シートメタルの積層体の第2の端部領域は非
対称に構成される。
【0008】 各シートメタルパックは次に、型の中央の領域に配置された巻込み手段によっ
て保持され、型に対する巻込み手段の回転によりハニカム構造体になるよう巻込
まれる。
【0009】 予期せずして、この発明の方法の実現例により、ハニカム構造体を形成すると
きに上記ハニカム構造体は、外周方向から見たときに比較的均一に分散されたシ
ートメタル層端部を有するので、ハニカム構造体がジャケットパイプに対して遥
かにより均一にろう付けできるようになることが示されている。ハニカム構造体
がより均一にろう付けされ得るので、ハニカム構造体の動作上の信頼度が高まる
【0010】 この方法のさらなる有利な展開においては、積層体の折り重ね中、第2の端部
断面においてよりも第1の端部断面において、シートメタル層がかなり大きく相
対的にずらされることが提案される。特に、折り重ね中、第2の端部断面の積層
体のシートメタル層は実質的に静止していることが提案される。この方法でシー
トメタルパックの第2の端部断面は、実質的に積層体としての端部断面の元の形
を維持する。異なったシートメタルの積層体はまた、ハニカム構造体を形成する
のに使用されるシートメタルの積層体の数と、提供されるべきハニカム構造体の
形に応じて、異なった形態の端部断面を有してもよい。異なったシートメタルパ
ックを組合せ、積層体の折り重ねの間に第2の端部断面を適切に形成することに
より、ハニカム構造体の動作上の信頼性を増すことができる。
【0011】 ハニカム構造体の構造を単純化するために、少なくとも折り重ね中は積層体は
第2の端部断面と曲げ線との間の少なくとも1つの領域内に保持されることも提
案される。これはたとえば第2端部断面において束をクランプ留めすることによ
りなすことができる。クランプ留めはシートメタル層をいくぶんずらさせるよう
に行なってもよい。
【0012】 好ましくは、積層体は第2の端部断面の積層体の第2の端部表面が、積層体の
長手方向に対して実質的に直交するようにシートメタル層が積重ねられることに
より形成される。特にこの種の3つの積層体はハニカム構造体を形成するのに使
用される。
【0013】 さらなる好ましい形態によると、少なくとも部分的に構造物であるシートメタ
ル層から少なくとも1つの積層体が積重ねられ、シートメタル層は実質的に完全
に重なり合うことが提案される。
【0014】 この方法のさらなる有利な実現例によると、少なくとも2つのシートメタルパ
ックが型の中に配置されることが提案される。各シートメタルパックの湾曲した
端部領域は型の中央の領域に配置される。各シートメタルパックはたとえばWO
97/00725から公知であるように、放射状に外向きに方向付けられる。シ
ートメタルパックは巻込み手段により保持される。シートメタルパックは外周方
向から見たときに、第1の端部断面が第2の端部断面と互い違いになるように型
の中に配置される。この型の中のシートメタルパックの配置には、各シートメタ
ルパックの曲げが同じ方向に起こるという利点がある。この方法でさらに各シー
トメタルパックにより周辺方向から見たときに、シートメタルパックの各シート
メタル層の端部がより均一に分散されるようになる。
【0015】 この方法のさらに別の有利な実現例によると、巻込み手段の回転の方向は、実
質的に曲げ線に平行であり、第2の端部断面と湾曲した端部領域との間に位置す
る外側シートメタル層の断面に隣接したそれぞれの曲げ軸を中心として各シート
メタルパックが曲げられるように、選択されることが提案される。
【0016】 さらなるこの発明の概念では、多数の流体透過性チャネルを含むハニカム構造
体を製造するためのシートメタルパックが提案される。シートメタルパックは、
積層されかつ共通の曲げ線のところでそれら自体の上に折り重ねられる、複数の
少なくとも部分的に構造物のシートメタル層からなる。シートメタルパックは湾
曲した第1の端部領域と、第1の端部領域の反対側の第2の端部領域とを有する
。第2の端部領域は、第1の端部断面および第2の端部断面により形成される。
シートメタルパックは、第1の端部断面が第1の端部表面を有し、第2の端部断
面が第2の端部表面を有することにより区別され、その第1の端部表面は第1の
角度αを中央平面との間に内包し、第2の端部表面は第2の角度βを中央平面と
の間に内包し、第1の角度αは第2の角度βよりも小さい。このように形成され
たシートメタルパックは特にハニカム構造体の製造に適する。シートメタルパッ
クは、WO97/00725またはWO97/00135から公知である方法の
実現例によるとハニカム構造体を形成するのに適した構成の他のシートメタルパ
ックとともに巻込まれることが可能であり、ハニカム構造体とジャケットチュー
ブとの間に比較的均一なろう付け結合部が作られるように、特に外周方向に均一
に分散されたシートメタル端部を有するハニカム構造体が得られる。好ましくは
、シートメタルパックは第2の角度がおよそ90°になるように構成される。
【0017】 この発明による方法およびこの発明によるシートメタルパックのさらなる詳細
と利点は以下の図に示される実施例を参照して説明される。
【0018】 図1は積層体27の概略斜視図である。積層体27は、多数の少なくとも部分
的に構造物のシートメタル層(28、29)を含む。図1に図示される積層体は
、平坦シートメタル層28およびコルゲートシートメタル層29の両方から形成
される。平坦シートメタル層28とコルゲートシートメタル層29とは互い違い
になっている。平坦シートメタル層28およびコルゲートシートメタル層29は
、示される実施例では完全に重なり合っている。それらは矩形の底面を有する角
柱を形成するように互いの上に積重ねられる。図1に破線で示される曲げ線21
において積層体27はそれ自体の上に折り重ねられる。曲げ線21は実質的に積
層体27の中心である。
【0019】 曲げ線21において積層体27をそれ自身の上に折り重ねることにより、シー
トメタルパック1は図2に例示されるように製造される。シートメタルパック1
は第1の端部30を有する。曲げ線21に隣接する端部領域30は湾曲している
。シートメタルパック1は第2の端部領域31を有する。第2の端部領域31は
第1の端部領域の反対側にある。第2の端部領域31は、積層体27の第1の端
部断面32および第2の端部断面33から形成される。
【0020】 第1の端部断面32は第1の端部表面35を有する。端部表面35は反対側の
第1の端部領域30に向かって傾斜する。端部表面35は中央平面34とともに
第1の角度αを形成する。第2の端部断面33は第2の端部表面36を有する。
端部表面36は中央平面34とともに第2の角度βを形成する。図2に見られる
ように第1角度αは特に実質的に第2の角度βよりも小さい。示される実施例の
第2の角度βはおよそ90°である。
【0021】 図3は、型5の中の3つのシートメタルパック1、2、3の配置を示す平面図
である。シートメタルパック1、2、3の各々は、それぞれの湾曲した第1の端
部領域30を型5の中央の領域7の中に入れて配置される。シートメタルパック
1、2、3は中央の領域7から外側へ放射状に延びる。シートメタルパック1、
2、3は外周方向から見たときに第1の端部断面32が第2の端部断面33と互
い違いになるよう配置される。
【0022】 型は、壁11を含み、この壁11の3つの長方形の通路8、9、10は示され
る実施例の外周付近に等距離に分散される。型は、図8に示されるように、図示
されない結合手段によって外部フランジ13で基板14に結合されてもよい。基
板14は通路開口部15を有し、この中を通って、駆動ロッド17上に配置され
るダイス16が案内される。開口部15およびダイス16の断面は、型5の影な
し部分の断面に対応する。通路8、9および10は、図7に示されるように、好
ましくは断面が凸状に構成された長手方向表面11を有する。好ましくは、長手
方向表面11、12はセラミック素材のスライド層であるスライド層18、19
を有する。
【0023】 より明確にするために、図の平面に対して垂直な軸4を中心としてシートメタ
ルパック1、2、3をねじることのできる巻込み手段は1つの図面で示さない。
巻上げ手段は各々のシートメタルパック1、2、3に係合し、巻込み手段の回転
方向Sへ回転する巻上げスピンドル24、25、26を有する。巻上げスピンド
ル24、25、26は関係するシートメタルパック1、2、3の領域と係合し、
その領域は曲げ線21、22、23の領域にある。
【0024】 巻上げスピンドル24、25、26を中央軸4を中心として方向Sへねじるこ
とにより、個々のシートメタルパック1、2、3は同じ方向へ巻込まれる。巻上
げ工程の間、シートメタルパック1、2、3は各々の通路8、9、10のスライ
ド層18、19に沿って型の内側に摺動する。個々のシートメタルパックは曲げ
軸37、38、39において湾曲される。それぞれの曲げ軸37、38、39は
曲げ線21、22、23に対して実質的に平行であり、巻上げスピンドル24、
25、26に対してもそれぞれ平行である。それは第2の端部断面33と湾曲し
た端部領域30との間に位置する各シートメタルパック1、2、3の外側シート
メタル層44の断面40に隣接する。巻込み工程の間、曲げ軸37、38、39
がずれる。曲げ軸37、38、39の位置はシートメタルパック1、2、3の巻
込まれた外周による。
【0025】 巻込み工程の間、第2の端部領域31が型5の内部の形に実質的に合うように
シートメタル層28、29のずれも起こる。個々のシートメタル層28、29の
ずれはよって、それぞれのシートメタル層28、29の端部がハニカム構造体6
の外周に均一に分散されるように起こる。
【0026】 多数の流体透過性チャネルを含むハニカム構造体の製造方法をそれによって説
明した上記装置は、好ましい実施例を示す。これに代えて、この方法はWO97
/00135の中で説明されている装置および方法によって行なわれてもよい。
上記WO97/00135およびDE19521685.7の内容の全体が援用
される。
【図面の簡単な説明】
【図1】 積層体の概略斜視図である。
【図2】 シートメタルパックの概略斜視図である。
【図3】 曲げ上げられるべき3つのシートメタルパックを含む装置の概略
平面図である。
【図4】 巻上げ工程間の瞬間的な状態の図である。
【図5】 巻上げ工程間の瞬間的な状態の図である。
【図6】 型の中の完全に巻かれたハニカム構造体の図である。
【図7】 図3による細部Xの拡大図である。
【図8】 図1による装置の断面図である。
【符号の説明】
1,2,3, シートメタルパック、4 軸、5 型、6 ハニカム構造体、
7 中心の領域、8,9,10 通路、11,12, 長手方向、13 外部フ
ランジ、14 板、15 開口部、16 ダイス、17 駆動ロッド、18,1
9 スライド層、21,22,23 曲げ線、24,25,26 巻上げスピン
ドル、27 積層体、28 平坦シートメタル層、29 コルゲートシートメタ
ル層、30 第1の端部領域、31 第2の端部領域、32 第1の端部断面、
33 第2の端部断面、34 中央平面、35 第1の端部表面、36 第2の
端部表面、37,38,39,曲げ軸、40 断面、41 外側シートメタル層
、α 第1の角度、β 第2の角度、S 回転の方向。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F01N 3/28 301 B01D 53/36 ZABC (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SL,SZ,UG,ZW),E A(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ ,TM),AL,AM,AT,AU,AZ,BA,BB ,BG,BR,BY,CA,CH,CN,CU,CZ, DE,DK,EE,ES,FI,GB,GD,GE,G H,GM,HR,HU,ID,IL,IN,IS,JP ,KE,KG,KP,KR,KZ,LC,LK,LR, LS,LT,LU,LV,MD,MG,MK,MN,M W,MX,NO,NZ,PL,PT,RO,RU,SD ,SE,SG,SI,SK,SL,TJ,TM,TR, TT,UA,UG,US,UZ,VN,YU,ZA,Z W (72)発明者 フィールケッテル,マンフレート ドイツ連邦共和国、デー−53819 ノイン キルヒェン−ゼールシャイト、オーベルド ルステル・シュトラーセ、26 Fターム(参考) 3G091 AB01 BA08 BA10 BA39 GA06 GA08 GA09 GA11 GB01X HA27 HA31 4D048 BA39X BB02 BB12 4G069 AA01 AA08 AA11 BA17 EA21 EA24 EA27 FA01 FB69

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 多数の少なくとも部分的に構造物のシートメタル層から多数
    の流体透過性チャネルを含むハニカム構造体を製造するための方法であって、 少なくとも1つの積層体(27)が、前記複数の少なくとも部分的に構造物の
    シートメタル層(28、29)から積重ねられ、 シートメタルパック(1、2、3)を形成する前記各積層体(27)は、曲げ
    線(21、22、23)においてそれ自体の上に折り重ねられ、よって前記シー
    トメタルパック(1、2、3)は、湾曲した第1の端部領域(30)および前記
    第1の端部領域(30)と反対側の第2の端部領域(31)を有し、前記第2の
    端部領域(31)は前記積層体(27)の第1の端部断面(32)および第2の
    端部断面(33)によって形成され、前記第1の端部断面(32)の第1の端部
    表面(35)は中央平面(34)とともに第1の角度(α)を形成し、前記第2
    の端部断面(33)の第2の端部表面(36)は前記中央平面(34)とともに
    第2の角度(β)を形成し、前記第1の角度(α)は前記第2の角度(β)より
    も小さく、 前記各シートメタルパック(1、2、3)は型(5)の中心の領域(7)の巻
    込み手段(24、25、26)により保持され、前記型(5)に対する前記巻込
    み手段の回転により、ハニカム構造体(6)になるよう巻込まれる、ハニカム構
    造体を製造するための方法。
  2. 【請求項2】 前記積層体(27)の折り重ねの間において、前記シートメ
    タル層(28、29)の相対的なずれが、第2の端部断面(33)においてより
    も第1の端部断面(32)において実質的に大きく許容される、請求項1に記載
    の方法。
  3. 【請求項3】 折り重ねの間において、前記第2の端部断面(33)の前記
    積層体(27)の前記シートメタル層(28、29)は、実質的に静止する、請
    求項3に記載の方法。
  4. 【請求項4】 折り重ねの間において、前記積層体(27)は前記第2の端
    部断面(33)と前記曲げ線(21)との間の少なくとも1つの領域(37)に
    保持される、請求項1、2または3に記載の方法。
  5. 【請求項5】 前記シートメタル層(28、29)は、前記第2の端部断面
    (33)の前記積層体(27)の前記第2の端部表面(36)が実質的に前記積
    層体(27)の長手方向に対して垂直になるように重ねられる、請求項1から4
    のうちの1つに記載の方法。
  6. 【請求項6】 少なくとも1つの前記積層体(27)が、複数の前記少なく
    とも部分的に構造物のシートメタル層(28、29)から積重ねられ、前記シー
    トメタル層(28、29)が実質的に完全に重なり合う、請求項1から5のうち
    の1つに記載の方法。
  7. 【請求項7】 前記型(5)の中に少なくとも2つの前記シートメタルパッ
    ク(1、2、3)が前記中心の領域(7)の中にそれぞれの湾曲した前記第1の
    端部領域(30)が置かれた状態で配置され、外部に向かい放射状に整列されて
    配置され、外周方向から見たときに前記第1の端部断面(32)が前記第2の端
    部断面(33)と互い違いになるように前記巻込み手段(24、25、26)に
    より保持される、請求項1から6のうちの1つに記載の方法。
  8. 【請求項8】 前記巻込み手段(24、25、26)の回転の方向は、前記
    各シートメタルパック(1、2、3)がそれぞれ曲げ軸(37、38、39)の
    まわりに曲げられるように選択され、前記曲げ軸は実質的に前記曲げ線(21、
    22、23)と平行であり、前記第2の端部断面(33)と前記湾曲した端部領
    域(30)との間の外側シートメタル層(41)の断面(40)に隣接する、請
    求項1から6のうちの1つに記載の方法。
  9. 【請求項9】 多数の流体透過性チャネルを含むハニカム構造体を製造する
    ためのシートメタルパックであって、複数の少なくとも部分的に構造物のシート
    メタル層(27、28)を含み、前記シートメタル層は積重ねられ共通の曲げ線
    (21、22、23)においてそれら自身の上に折り重ねられ、前記シートメタ
    ルパック(1、2、3)は湾曲した第1の端部領域(30)と前記第1の端部領
    域(30)の反対側の第2の端部領域(31)とを有し、前記第2の端部領域(
    31)は第1の端部断面(32)および第2の端部断面(33)により形成され
    、前記第1の端部断面(32)は第1の端部表面(35)を有し、前記第2の端
    部断面(33)は第2の端部表面(36)を有し、前記第1の端部表面(35)
    は第1の角度(α)を中央平面(34)とともに形成し、第2の端部表面(36
    )は第2の角度(β)を前記中央平面(34)とともに形成し、前記第1の角度
    (α)は前記第2の角度(β)よりも小さいことを特徴とする、シートメタルパ
    ック。
  10. 【請求項10】 前記第2の角度がおよそ90°であることを特徴とする、
    請求項8に記載のシートメタルパック。
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