CN1107789C - 有贯通口的金属薄片 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种金属薄片，它至少包括两个离假想基准面(2)有间距的且限定一个交叉区域的片状结构(3，4，10，11，14，19，20)，其中该假想基准面为平行于未成形的金属薄片的平面；所述两个交叉的片状结构在交叉区域部分重叠，并且在交叉区域形成有至少一个贯通口。本发明另外还涉及一种使用上述金属薄片的蜂窝体。

Description

有贯通口的金属薄片
本发明的对象涉及一种扁平的构造以及一种蜂窝体。
EP-O 454712 B1介绍了一种由金属薄片成形而成的扁平构造。此扁平的构造有至少两个离一基准面有间距的至少部分重叠的结构。互相重叠的结构设计为沟或槽的形状。这些结构有不同的尺寸。其中一个结构形成所谓的宏观结构。另一个结构形成所谓的微观结构。微观结构叠加在宏观结构上。EP-O 454712 B1还公开了一种蜂窝体，它有许多可用于流体沿流动方向流过的通道。此蜂窝体由至少一个扁平的构造构成。这些通道以扁平构造的结构为界。
由WO 96/09892已知另一种特别适用于制造蜂窝体的扁平构造的设计。此扁平构造有部分重叠的结构。在这种扁平构造中也制有宏观结构和微观结构。微观结构相对于宏观结构成一个角度延伸。由WO 96/09892还可看出，微观结构也互相交叉。尤其是微观结构在宏观结构的波峰上交叉。按WO 96/09892的扁平构造由金属薄片制成，在金属薄片上加工出这些结构。
尤其在例如通过微观结构的交叉点构成的部分重叠的结构所在区内成为有问题的区域，它们在变形过程中导致构造受严重的材料负荷。
由于金属薄片的变形特性，在重叠的结构的所在区内不能保证在重叠的结构之间的过渡部分能无可指摘地制成。尤其在尺寸较大的结构中更是如此。
WO 96/09892还介绍了一种具有许多可用于流体沿流动方向流过的通道的金属蜂窝体，它由金属薄片制成，金属薄片至少局部制有至少一种构成通道的宏观结构，它决定了金属蜂窝体的蜂窝形状，其中薄板的一部分至少在部分区制有附加的微结构，以及此微结构与流动方向成角度地延伸并彼此隔开间距地相继，在这里，微结构互相交叉。
由DE 3844350 C2已知一种有结构的扁平构造。这些结构形成从扁平的构造的一个平面出发桥状地向外压出的肋片的形状。这些肋片并列地设在沿纵向和互相平行延伸的区域内。这些肋片设计为从金属薄片的平面向外朝两侧突出。向两侧突出的肋片的制造是通过将一条起先是平的金属平整带经由一对压/切辊运行，借助于此压/切辊，金属带局部开槽和肋片朝带平面的两侧压出。在这种扁平的构造中没有发生结构的重叠。
本发明的目的是提供一种扁平的构造，它能方便地制造和加工。本发明的另一个目的是提供一种能容易制造的蜂窝体。
此目的借助于具有权利要求1或权利要求6的特征的扁平构造和借助于具有权利要求15或权利要求20的特征的蜂窝体达到。此构造和蜂窝体有利的进一步发展和设计是有关的从属权利要求的内容。
按本发明有至少两个离基准面有间距的部分重叠的结构的扁平构造其特征在于，至少设一贯通口，它设计在结构在其中互相重叠的区域内。结构通过它们例如相互交叉或相互遭遇而重叠。若结构通过变形过程制造，则在这些区域内形成结构时扁平构造受到特别大的负荷。此外在结构重叠的区域内可能生成褶皱、翘曲等。通过在结构重叠的区域内设计至少一个贯通口便可避免发生上述情况。
在扁平的构造中制造结构导致提高刚度。通过在结构重叠的区域内设贯通口还达到使扁平构造有较好的柔性的目的。由此使此扁平构造更便于进一步加工。
贯通口优选地由至少一个狭槽构成。在这里贯通口的设计优选地设至少两个狭槽，它们互相成一个角度相交尤其是交叉。由此达到最合理地利用材料。
为了避免在贯通口区域内结构有可能起干扰作用的突出部分，建议由至少一个孔构成贯通口。
优选地在制成结构前进行在扁平构造中加工至少一个贯通口。由此可做到同步制成贯通口和结构，所以贯通口始终加工在扁平构造中预先规定的地方。
按本发明的扁平构造的设计也允许有相似几何尺寸的结构重叠，尤其当它们在扁平构造内形成比较大的结构时，因为借助于贯通口在变形过程前已去除了可能造成问题的区域。
按另一个发明思想建议了一种扁平构造，它有至少两个离基准面有间距的至少部分重叠的结构。此扁平构造有至少一个贯通口，它设计在互相重叠的结构在那里相对于基准面有一个共同的理论最大高度的区域内，这一高度大于在此区域内的至少一个结构的最大高度。在这种情况下贯通口的整个边缘相对于基准高度处于一个低于理论最大高度的水平面上。优选地贯通口边缘到基准面的距离与重叠的结构的高度一致。采用扁平构造的这种设计做到在互相重叠的结构所在区内重叠结构的高度小于重叠结构的理论上可能的最大高度，所以不存在尖峰。
按扁平构造另一种有利的设计建议，此扁平构造有基本上设计为波纹形的结构。波纹形的结构可例如互相成一个角度交叉。虽然此构造总体上可采取波纹状造型，但由于在有关的结构面内有贯通口所以它可以卷绕。波纹状的结构也可以互相成一角度地遭遇。在这里也是通过在结构重叠区设计贯通口使扁平构造的进一步加工变得更加容易。
通过在重叠区设至少一个贯通口，可设计不同横截面几何形状的结构。在这里，优选地设计具有基本上V形横截面的结构。
借助于贯通口还可以设计这样的结构，即，沿结构的纵向看它们可以有不同的几何尺寸和/或造型，在这种情况下贯通口设计在两个相邻的不同结构之间。
结构也可以设计为使它们有一个纵向长度，在这里结构有两个相邻的纵向段，它们基本上反向地垂直于基准面。由此可获得一种扁平构造的比较简单的反向波纹。
按另一种有利的思想建议了一种扁平构造，其中至少一个结构形成一次结构以及至少一个结构形成二次结构，在这里一次结构有比二次结构大的幅度。一次结构可以是宏观结构。二次结构可以是所谓的微观结构。
扁平构造的一种优选的设计是二次结构叠加在一次结构上。具体的建议是二次结构重叠尤其交叉在一次结构的波峰上或波谷内。
扁平的构造优选地用金属材料制成。此扁平的构造可例如设计为网状。优选的是一种由金属薄片构成的扁平构造。
按另一个发明思想建议了一种有许多可用于流体沿流动方向流过的通道的蜂窝体。此蜂窝体由至少一个扁平构造构成。它有至少两个离基准面有间距的至少部分重叠的结构，这些结构成为通道的边界。此蜂窝体的特征在于，在至少一个结构在其中重叠的区域内设至少一个贯通口。通过设计贯通口使蜂窝体能更便于制造，因为在结构至少部分重叠的地方由于有至少一个贯通口赋予此构造一定程度的弹性，所以它使得例如可以通过螺旋形地卷绕此构造制成蜂窝体。这种设计的另一个优点可认为是，此构造在结构在其中重叠的区域内在制造此结构时不会受到任何增高的机械负荷。
优选地通过至少一个狭槽构成贯通口。恰当的是贯通口由多个互相成一角度相交尤其是交叉的狭槽构成。贯通口也可以设计为至少一个孔的形式。
按本发明的另一个思想建议了一种具有许多可用于流体沿流动方向流过的通道的蜂窝体，它由至少一个具有至少两个离基准面有间距的部分重叠的结构的扁平构造构成。这些结构至少部分地构成通道的边界。这种蜂窝体的特征在于设至少一个贯通口，贯通口设计在一个区域内，在该区域内重叠的结构相对于基准面有一个共同的理论最大高度，这一高度大于在此区域内的至少一个结构的高度，其中，贯通口有一边缘，它离基准面的距离小于理论最大高度。蜂窝体的这种设计的优点在于构造的一些分层能更好地互相叠置，因为由于结构的重叠形成的尖峰(如由WO 96/09892已知的那些)已不复存在。尤其在蜂窝体设计为金属蜂窝体时，其中扁平构造系由金属薄片构成，因此也可以实施将金属薄片彼此和/或与一金属管方便地钎焊。借助于贯通口还提供了可能性使构造借助于恰当的连接件例如销钉连接，在这种情况下连接件可穿过贯通口延伸。这也可以在按照权利要求15所述的蜂窝体的设计中实现。
蜂窝体优选地设计为结构基本上制成波纹状。尤其建议在蜂窝体中至少两个结构之一有基本上V形的横截面。
按本发明的另一种有利的设计建议，至少一个结构形成一次结构和至少一个结构形成二次结构，其中，一次结构有比二次结构大的幅度。优选地将结构设计为令二次结构叠加在一次结构上。为此尤其建议，二次结构在一次结构的波峰上或一次结构的波谷内实施重叠。
在这里一次结构可以说形成了一种宏观结构，而二次结构则形成了一种微观结构。
按蜂窝体的另一种有利的设计建议，它由一些平整的构造和具有某种结构的构造的交替的层构成，其中，结构化的构造有一次结构和必要时二次结构。此外，为了在流动技术上改善蜂窝体，建议蜂窝体由平整的和具有某种结构的构造的交替的层构成，其中，平整的构造有二次结构。
尤其为了使用蜂窝体作为内燃机排气系统的催化剂载体，建议此构造至少部分用金属材料制造。尤其建议此构造是金属薄片。
下面借助于附图表示的实施例说明本发明的其他详情和优点。其中：
图1具有结构没有贯通口的金属薄片示意图；
图2具有结构和一个贯通口的金属薄片透视示意图；
图3图2所示金属薄片的俯视图；
图4一块具有结构的金属薄片和一块平整薄板的配置；
图5一块具有结构的金属薄片和一块平整薄板；
图6在两块平整薄板之间的一块具有结构的金属薄片前视图；以及
图7按图6的具有结构的金属薄片俯视图。
图1示意和透视表示具有结构3、4的金属薄片1。结构3、4设计为离假想基准面2有间距。假想基准面2定义为平行于未成形的金属薄片1的平面。假想基准面2在图1中用虚线表示。
在图示的实施例中，结构3、4有基本上矩形的横截面。也可以是其他横截面。横截面的设计可根据对金属薄片1的要求决定。
图2表示结构3、4在区域5内重叠。区域5用虚线表示。为了简化具有结构3、4的金属薄片的制造以及为了改善金属薄片的柔性，本发明建议在区域5内设计一个图中未表示的贯通口。此贯通口的尺寸优选地使贯通口至少与区域5一致，所以去除了位于结构3、4之间的棱7，由此使结构3、4互相不连接。
图2表示具有横截面基本上为V形的结构3、4的金属薄片1。结构有一纵向长度。在结构3、4在其中重叠的区域5内设计一贯通口6，因此结构3、4基本上没有任何共同的棱。
在图1和2中表示的结构有基本上相同的横截面。在图4和5中表示了金属薄片8、9，它们有一次结构10、11。结构10、11形成基本上波纹状的金属薄片8或9。结构10、11与平整的金属薄片12共同构成通道13的边界，流体沿方向R流过通道13。
此外，金属薄片8制有二次结构14。二次结构14涉及在金属薄片8的条状交叉的压纹。二次结构14的幅度小于一次结构10、11的幅度。由图4可见，二次结构14在一次结构10、11的波峰15上交叉。在二次结构14的交叉区内设计有贯通口16。
图5表示对图4所示的结构化金属薄片及平整的金属薄片12布局的一种修改。金属薄片9与图4所示金属薄片8的差别在于，二次结构不仅在一次结构的波峰15上而且还在其波谷17内和侧面18上交叉。互相交叉的二次结构设计为与流体F的流动方向成一个角度。在二次结构14的交叉区或重叠区内分别设计贯通口16，所以二次结构14没有任何共同的连接棱。
在图4和5中表示的金属薄片的实施形式和结构可以构成金属蜂窝体的一部分。
图6表示在两个平整的金属薄片22、23之间的一个结构化的金属薄片21的布局。结构化的金属薄片21有一次结构19和基本上垂直于一次结构19的纵向长度延伸的二次结构20。一次结构19以及二次结构20的一部分通过冲压去除并形成贯通口24。在图6中虚线表示二次结构20在冲压过程之前的走向。贯通口24设计在区域5内，在此区域内互相重叠的结构19、20有一个相对于基准面2的共同的理论高度H，这一高度大于在区域5内结构19的高度h。贯通口24有边缘25，它相对于基准面2的距离比理论高度H小。
金属薄片22在贯通口24的所在区5内靠放在一次结构19和二次结构20的壁上，由此在平整的金属薄片22与结构化的金属薄片21之间形成良好的接触，这种接触特别适合于在结构化的金属薄片21与平整的金属薄片22之间实施钎焊连接。
采用图4和5中表示的金属薄片8、9的设计也可以与放在它们上面的平整金属薄片实施良好的连接。

Claims (25)

1.金属薄片，它包括至少两个离假想基准面(2)有间距的且限定一个交叉区域的交叉的片状结构(3、4、10、11、14、19、20)，其中，假想基准面(2)为平行于未成形的金属薄片的平面；所述至少两个交叉的片状结构在交叉区域部分重叠，并且在所述交叉区域形成有至少一个贯通口。
2.按照权利要求1所述的金属薄片，其特征为：所述至少一个贯通口(6、16、24)是至少一个狭槽。
3.按照权利要求1所述的金属薄片，其特征为：所述至少一个贯通口(6、16、24)是多个包括至少两个相交成一角度的狭槽的贯通口。
4.按照权利要求1所述的金属薄片，其特征为：所述至少一个贯通口(6、16、24)是至少一个孔。
5.按照权利要求1所述的金属薄片，其特征为：所述至少两个交叉的片状结构(3、4、10、11、14、19、20)在所述交叉区域按一个角度重叠。
6.按照权利要求1所述的金属薄片，其特征在于所述至少两个交叉的片状结构在所述交叉区域内具有相对于假想基准面的各自高度；在所述交叉区域(5)内所述至少两个交叉的片状结构具有一个相对于假想基准面(2)的一个共同的理论最大高度(H)的区域，这一高度大于上述各自高度中的至少一个；在所述共同的理论最大高度的区域内设有至少一个贯通口；所述至少一个贯通口(6、16、24)有一个边缘(25)，它离假想基准面(2)的距离(A)小于共同的理论最大高度(H)。
7.按照权利要求1所述的金属薄片，其特征为：所述至少两个交叉的片状结构(3、4、10、11、14、19、20)基本上为波纹状结构。
8.按照权利要求7所述的金属薄片，其特征为：所述至少两个交叉的片状结构(3、4)中至少一个有基本上V形的横截面。
9.按照权利要求1所述的金属薄片，其特征为：所述至少两个交叉的片状结构中的至少一个结构是具有第一幅度的一次结构(10、11、19)和至少一个结构是具有第二幅度的二次结构(14、20)，其中，所述第一幅度比所述第二幅度大。
10.按照权利要求1所述的金属薄片，其特征为：所述至少两个交叉的片状结构是多个包括一具有第一幅度的一次结构和至少两个分别具有第二幅度的二次结构的结构，所述第一幅度比所述第二幅度大，所述一次结构具有一个波峰(15)，所述至少两个二次结构在所述波峰上相互重叠。
11.按照权利要求1所述的金属薄片，其特征为：所述至少两个交叉的片状结构是多个包括一具有第一幅度的一次结构和至少两个分别具有第二幅度的二次结构的结构，所述第一幅度比所述第二幅度大，所述一次结构具有一个波谷(17)，所述至少两个二次结构在所述波谷上相互重叠。
12.一种峰窝体，包括：
至少一个扁平的构造，其形成有通道(13)，该通道限定流体流过所述通道(13)的流动方向；
所述至少一个金属薄片，所述薄片具有至少两个离假想基准面有间距的且限定一个交叉区域的交叉的片状结构，其中，假想基准面(2)为平行于未成形的金属薄片的平面；和
所述至少两个在交叉区域部分重叠的交叉的结构，且在所述交叉区域形成有至少一个贯通口。
13.按照权利要求12所述的蜂窝体，其特征为：所述至少一个贯通口(6、16、24)是至少一个狭槽。
14.按照权利要求12所述的蜂窝体，其特征为：所述至少一个贯通口(6、16、24)是多个包括至少两个相交成一角度的狭槽的贯通口。
15.按照权利要求12所述的蜂窝体，其特征为：所述至少一个贯通口(6、16、24)是至少一个孔。
16.按照权利要求12所述的蜂窝体，其特征为：所述至少两个交叉的片状结构(3、4、10、11、14、19、20)在所述交叉区域按一个角度重叠。
17.按照权利要求12所述的蜂窝体，其特征在于所述至少两个交叉的片状结构在所述交叉区域内具有相对于假想基准面的各自高度；在所述交叉区域内所述至少两个交叉的片状结构具有一个相对于假想基准面(2)的一个共同的理论最大高度(H)的区域，这一高度大于上述各自高度中的至少一个；在所述共同的理论最大高度的区域内设有至少一个贯通口；所述至少一个贯通口(24)有一边缘(25)，它离基准面(2)的距离(A)小于共同的理论最大高度(H)。
18.按照权利要求12所述的蜂窝体，其特征为：所述至少两个交叉的片状结构(3、4、10、11、14、19、20)基本上为波纹状结构。
19.按照权利要求12所述的蜂窝体，其特征为：所述至少两个交叉的片状结构(3、4)中至少一个有基本上V形的横截面。
20.按照权利要求12所述的蜂窝体，其特征为：所述至少两个交叉的片状结构中的至少一个结构是具有第一幅度的一次结构(10、11、19)和至少一个结构是具有第二幅度的二次结构(14、20)，其中，所述第一幅度比所述第二幅度大。
21.按照权利要求12所述的蜂窝体，其特征为：所述至少两个交叉的片状结构是包括一具有第一幅度的一次结构和至少两个分别具有第二幅度的二次结构的结构，所述第一幅度比所述第二幅度大，所述至少两个二次结构在所述一次结构上相互重叠。
22.按照权利要求12所述的蜂窝体，其特征为：所述至少两个交叉的片状结构是多个包括一具有第一幅度的一次结构和至少两个分别具有第二幅度的二次结构的结构，所述第一幅度比所述第二幅度大，所述一次结构具有一个波峰(15)，所述至少两个二次结构在所述波峰上相互重叠。
23.按照权利要求12所述的蜂窝体，其特征为：所述至少两个交叉的片状结构是多个包括一具有第一幅度的一次结构和至少两个分别具有第二幅度的二次结构的结构，所述第一幅度比所述第二幅度大，所述一次结构具有一个波谷(17)，所述至少两个二次结构在所述波谷上相互重叠。
24.按照权利要求12所述的蜂窝体，其特征在于所述至少一个金属薄片包括一些平整的构造(12、22、23)和具有某种结构的构造(8、9、21)交替的层，其中，结构化的构造(8、9、21)具有一次结构(10、11)和二次结构(14)。
25.按照权利要求12所述的蜂窝体，其特征在于所述至少一个金属薄片包括一些由平整的构造(12、22、23)和具有某种结构的构造(8、9、21)交替的层，其中，平整的构造(12、22、23)有一次结构。
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