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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Formwalze zum Formen einer dünnen Metallplatte
als Katalysatorträger,
der in einem metallischen Katalysatorkonverter verwendet wird.
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Als
metallischer Katalysatorkonverter des früheren Stands der Technik war
zum Beispiel der Konverter bekannt, in dem Wabenträger durch
das Walzen dünner
Wellmetallplatten aus nicht rostendem Stahl usw. und dünner flacher
Metallplatten abwechselnd zum Schaffen von Zellen zwischen den gewalzten
Abschnitten gebaut wird, wie in der Veröffentlichung der Patentanmeldung
(KOKAI) Hei 5-138040, Veröffentlichung
der Patentanmeldung (KOKAI) Hei 6-393 usw. Ein Konverter, bei dem
Wabenträger
durch Hochführen
einer Vielzahl von Halteplattenabschnitten, die ihre oberen flachen
Flächen von
konkaven Wellabschnitten der dünnen
Wellmetallplatte in entgegengesetzte Richtung haben und dann durch
Walzen der dünnen
Metallplatten gebaut werden, wie in der Gebrauchsmusteranmeldung (KOKOKU)
Sho 57-8915 offengelegt, und andere Konverter.
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Der
letztere metallische Katalysatorkonverter, bei dem die dünnen Wellmetallplatten
und dünnen
flachen Metallplatten abwechselnd gewalzt werden, ist hinsichtlich
der Kosten nachteilig, denn man braucht zwei Typen dünner Metallplatten.
Das steigert den Formschritt der Wabenträger sowie den Formschritt und
den Verwaltungsschritt der dünnen Metallplatten.
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Bei
dem letzteren metallischen Katalysatorkonverter, auch in dem Fall,
in dem benachbarte gewalzte dünne
Metallplatten durch Halteplatten zusammengehalten werden, deren
obere Flächen,
die an gewellten konkaven Abschnitten bereitgestellt sind, flach
geformt werden, besteht eine Möglichkeit, dass
die dünnen
Metallplatten gegenseitig zusammenpassen und Zellen an den gewalzten
Abschnitten daher nicht richtig ausgebildet werden, wenn solche
benachbarte gewalzte dünne
Metallplatten in die Wellrichtung oder die Wellfaltrichtung bewegt
oder verschoben werden.
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US-A-4
297 866 offenbart eine Formwalze zum Formen von Metallstreifen zum
Herstellen geschlitzter Segmente von Netzen. Der geformte Metallstreifen
umfasst eine Reihe erster länglicher
Zonen, die erste konvexe Abschnitte aufweisen, die durch erste ebene
Abschnitte getrennt sind, und zweite längliche Zonen, die zweite konkave
Abschnitte umfassen, die von zweiten ebenen Abschnitten getrennt
werden. Die konvexen und die konkaven Abschnitte liegen Seite an
Seite, so dass die ebenen Abschnitte ebene Streifen bilden, die
sich im rechten Winkel zu der Längsrichtung
der ersten und der zweiten länglichen
Zone erstrecken.
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Die
Formwalze von US-A-4 297 866 umfasst eine Reihe axial ausgerichteter
plattenähnlicher
Klingen, die eine sich umkreisförmig
erstreckende Formfläche
haben, die abwechselnd relativ flache gleich beabstandete Abschnitte
aufweist, um den ersten und den zweiten ebenen Abschnitt zu ergeben,
und konvexe Abschnitte, um den ersten konvexen Abschnitt und den
zweiten konvexen Abschnitt zu ergeben. Der erste konvexe Abschnitt
und der zweite konkave Abschnitt haben die gleiche Länge, und
die Reihe von Klingen ist mit dem gleichen Winkel zueinander eingestellt.
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Die
Erfindung stellt eine Formwalze zum Formen einer dünnen Metallplatte
bereit, die als Katalysatorträger
verwendet wird, wobei die dünne
Metallplatte erste längliche
Zonen umfasst, die erste konvexe Abschnitte und erste konkave Abschnitte
haben, und zweite längliche
Zonen, die zweite konkave Abschnitte und zweite konvexe Abschnitte
haben, wobei die erste längliche
Zone und die zweite längliche Zone
abwechselnd in eine Richtung senkrecht zu der Länge davon angeordnet sind,
wobei die ersten konvexen Abschnitte und die ersten konkaven Abschnitte
abwechselnd entlang der Länge
der ersten länglichen
Zonen angeordnet sind, wobei Schnitte zwischen benachbarten ersten
konvexen Abschnitten und ersten konkaven Abschnitten vorgesehen
sind, und wobei zweite konkave Abschnitte und zweite konvexe Abschnitte
abwechselnd entlang der Länge der
zweiten länglichen
Zonen angeordnet sind, wobei Schnitte zwischen benachbarten zweiten
konkaven Abschnitten und zweiten konvexen Abschnitten vorgesehen
sind,
wobei die Formwalze Folgendes umfasst:
eine Vielzahl
plattenähnlicher
Klingen mit der gleichen Form, die in einer Seite-an-Seite-Beziehung
zu den Mittelachsen der Platten in Reihe angeordnet sind,
wobei
die Klingen Formzonen haben, die sich in einem konstanten ersten
Anstellwinkel wiederholen, um eine Formfläche zu bilden, die sich umkreisförmig erstreckt,
wobei der ersten Einstellwinkel ein integrales Vielfaches eines
zweiten Anstellwinkels ist,
wobei jede Formzone Walzenkantenabschnitte
zum Bilden der ersten und der zweiten konvexen Abschnitte und Walzengrundabschnitte
zum Bilden der ersten und zweiten konkaven Abschnitte umfasst,
wobei
die Anzahl aufeinander folgender Walzenkantenabschnitte in die Umkreisrichtung
der Klingen nicht größer ist
als zwei,
wobei die Anzahl aufeinander folgender Walzengrundabschnitte
in die Umkreisrichtung der Klingen nicht größer ist als zwei,
wobei
die Formzonen ferner im Wesentlichen flache Stegabschnitte umfassen,
die zwischen benachbarten Walzenkantenabschnitten und Walzengrundabschnitten angeordnet
sind, so dass jeder Walzenkantenabschnitt und jeder Walzengrundabschnitt
jeweils im Wesentlichen flache Stegabschnitte auf jeder Seite hat,
wobei die Formentfernung zwischen benachbarten Walzenkanten und Abschnitten
und Walzengrundabschnitten in die Umkreisrichtung der Klingen den
zweiten Anstellwinkel definiert, und
die Klingen in benachbarten
Klingensätzen
angeordnet sind, die jeweils eine oder mehrere Klingen umfassen,
wobei jeder Klingensatz um ein integrales Vielfaches des zweiten
Anstellwinkels relativ zu dem oder jedem benachbarten Klingensatz
phasenverschoben ist, um abwechselnd erste und zweite Reihen ausgerichteter
Walzenkantenabschnitte und Walzengrundabschnitte zu definieren,
die sich parallel zu der Mittelachse der Formwalze erstrecken, wobei
die ersten Reihen abwechselnd Walzenkantenabschnitte und Walzengrundabschnitte
umfassen, um jeweils die ersten konvexen Abschnitte und ersten konkaven
Abschnitte zu bilden, wobei die zweiten Reihen abwechselnd Walzengrundabschnitte
und Walzenkantenabschnitte umfassen, um jeweils die zweiten konkaven
Abschnitte und zweiten konvexen Abschnitte zu bilden, und die Klingensätze so angeordnet
sind, dass die ersten Reihen ausgerichteter Walzenkantenabschnitte
und Walzengrundabschnitte erste längliche Zonen bilden, die erste
konvexe und erste konkave Abschnitte mit unterschiedlichen Längen haben,
und die zweiten Reihen ausgerichteter Walzengrundabschnitte und
Walzenkantenabschnitte zweite längliche
Zonen ergeben, die jeweils zweite konkave Abschnitte und zweite
konvexe Abschnitte mit unterschiedlichen Längen haben, und
jeweils
ein Abstandshalter zwischen benachbarten Klingensätzen vorgesehen
ist, wobei die Abstandshalter einen Durchlass schaffen, um das entgegengesetzte
Vorragen benachbarter erster konvexer Abschnitte und erster konkaver
Abschnitte und das entgegengesetzte Vorragen benachbarter zweiter
konkaver Abschnitte und zweiter konvexer Abschnitte zu erlauben.
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Vorzugsweise
umfasst die Formzone jeder Klinge das gleiche Muster, das durch
die Walzenkantenabschnitte und Walzengrundabschnitte definiert ist.
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Vorzugsweise
sind die Walzenkantenabschnitte und die Walzengrundabschnitte jeder
ersten Reihe unregelmäßig zu den
Walzenkantenabschnitten und den Walzengrundabschnitten anderer Reihen
und die Walzenkantenabschnitte und Walzengrundabschnitte jeder zweiten
Reihe unregelmäßig zu den
Walzenkantenabschnitten und Walzengrundabschnitten der anderen zweiten
Reihen positioniert.
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Vorzugsweise
umfasst die Formwalze ferner Folgendes:
einen Halter mit einem
Achsabschnitt, der einen ersten Flansch an einem Ende hat, wobei
die Klingen und Abstandshalter auf dem Achsabschnitt montiert sind,
einen
zweiten Flansch, der an dem anderen Ende des Achsabschnitts montiert
ist, so dass die Klingen und Abstandshalter zwischen dem ersten
Flansch und dem zweiten Flansch angeordnet sind,
mindestens
ein Positionierstift, der durch Öffnungen durchgeht,
die dazu von dem ersten Flansch, dem zweiten Flansch, den Klingen
und den Abstandshaltern definiert werden, und
Befestigungselemente
zum Befestigen der Klingen und Abstandshalter zwischen dem ersten
Flansch und dem zweiten Flansch.
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Vorzugsweise
umfasst die Formwalze ferner eine Verschlussplatte, die zwischen
entweder dem ersten Flansch oder dem zweiten Flansch und der Klinge
angeordnet ist, die benachbart zu entweder dem ersten Flansch oder
dem zweiten Flansch positioniert ist, wobei die Verschlussplatte
eingerichtet ist, um in eine Partnerwalze der Formwalze einzugreifen, um
axiales Verschieben der Formwalze zu der Partnerwalze zu verhindern.
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Zum
besseren Verstehen der vorliegenden Erfindung wird unten eine Ausführungsform
beispielhaft unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen beschrieben,
in welchen:
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1 eine
perspektivische Ansicht ist, die eine Formwalze gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt,
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2 eine
auseinander gezogene Vorderansicht ist, die die Formwalze in 1 zeigt,
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3 eine
Seitenansicht ist, die eine Klinge zeigt, die in der Formwalze in 1 verwendet
wird,
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4 eine
teilweise vergrößerte Ansicht
ist, die die Klinge in 3 zeigt,
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5 eine
Draufsicht ist, die eine dünne
Metallplatte zeigt, die von der Formwalze in 1 geformt
ist,
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6 eine
Querschnittansicht ist, die Querschnittformen der dünnen Metallplatte
in jeweiligen Stellungen VIa, VIb, VIc, VId, VIe in 5 zeigt,
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7 eine
perspektivische Ansicht ist, die ein grundlegendes Musterprofil
der dünnen
Metallplatte in 5 zeigt,
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8 eine
Querschnittansicht ist, die gewalzte Abschnitte der dünnen Metallplatten
zeigt, wenn ein Wabenträger
durch Gebrauch der dünnen Metallplatten,
die in 5 gezeigt sind, gebildet wird,
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9 eine
Querschnittansicht ist, die einen metallischen Katalysatorträger zeigt,
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10 eine
Querschnittansicht entlang einer Linie X-X in 9 ist,
die den metallischen Katalysatorträger zeigt.
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9, 10 zeigen
einen metallischen Katalysatorträger 1,
der einen metallischen Katalysatorträger 3 umfasst, der
eine dünne
Metallplatte 5 verwendet, die durch eine Formwalze geformt
wird. Der metallische Katalysatorträger 3 ist in einem äußeren Metallzylinder 2 angeordnet,
der ausgebildet ist, um einen elliptischen Querschnitt (eine Ellipse
enthaltend) zu haben.
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Diffu
soren 4, die an jedem Ende des äußeren Zylinders 2 vorgesehen
sind, werden getrennt geformt. Die Diffusoren 4 werden
in die zwei Enden des äußeren Zylinders 2 gepasst
und an ihm befestigt.
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Der
metallische Katalysatorträger 3 wird durch
Auftragen eines Binders, der aus einem „Wash Coat" genannten Aluminiumoxid gebildet ist,
auf einem Wabenträger 3a als
Basiskörper,
und dann durch Auftragen von Katalysatoren, wie zum Beispiel Pt
usw. auf eine Oberfläche
des Binders gebildet.
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Der
Wabenträger 3a wird
durch Falten der dünnen
Metallplatte 5 gebildet, die aus nicht rostendem Stahl
usw. gebildet wird, und wird nacheinander wie die S-Form entlang
der Wellrichtung gewellt und dann wie eine Wabe gewalzt, um so Zellen
an jeweiligen gewalzten Abschnitten zu bilden.
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In
diesem Fall kann zusätzlich
zum oben Gesagten der Wabenträger 3a hergestellt
werden, indem mehrere Lagen der dünnen Metallplatten 5 in gewünschte Längen geschnitten
und gewalzt werden, anderenfalls kann der Wabenträger 3a durch Wickeln
der dünnen
zu walzenden Metallplatte 5 hergestellt werden.
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Ein
Standardwellmuster der dünnen
Metallplatte 5, die gewellt wird, ist in 5, 6 gezeigt.
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Die
dünne Metallplatte 5 wird
unter Bezugnahme auf ein Basisprofil einer gewellten dünnen Metallplatte 5' dieses Typs,
die in 7 gezeigt ist, erklärt.
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Die
dünne gewellte
Metallplatte 5' dieses Typs,
der in 7 gezeigt ist, hat Kantenabschnitte 5'a und Grundabschnitte 5'b, die als Standardwellungen
wirken.
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Wenn
der Grundabschnitt an dem linken Ende in 7 als der
Grundabschnitt 5'b betrachtet wird,
sind die Kantenabschnitte 5'a und Grundabschnitte 5'b dieser gewellten
dünnen
Metallplatte 5' abwechselnd
in Sequenz in die Wellrichtung x (unten „x-Richtung" genannt) ausgerichtet.
Flache Stegabschnitte 5'f werden
dann nacheinander in jeweiligen Mittenpositionen von Schrägwänden 5'c bereitgestellt,
die die Kantenabschnitte 5'a und Grundabschnitte 5'b definieren.
Die flachen Stegabschnitte 5'f erstrecken
sich in die Wellfaltrichtung y (unten „y-Richtung" genannt). Indem
die Kantenabschnitte 5'a als
ihre Verschlussenden verwendet werden, wird eine Vielzahl von Kantenabschnittvertiefungen 5'd, die in die
entgegengesetzte Richtung vorragen, entlang der Kantenabschnitte 5'a der Wellung
in einer konstanten Entfernung entlang der y-Richtung bereitgestellt.
Ebenso wird eine Vielzahl von Grundabschnittkanten 5'e, die in die
entgegengesetzte Richtung vorragen, entlang der Grundabschnitte 5'b der Wellung
in einer konstanten Entfernung entlang der y-Richtung bereitgestellt.
Auf diese Art werden in der gewellten dünnen Metallplatte 5' in 7 die
Kantenabschnitte 5'a und
die Grundabschnitte 5'b über die
Stegabschnitte 5'f abwechselnd
in Sequenz entlang der x-Richtung ausgerichtet, und eine Vielzahl
von Kantenabschnittvertiefungen 5'd ist zu den Kantenabschnitten 5'a in einer konstanten
Entfernung regelmäßig entlang
der y-Richtung bereitgestellt, und ferner ist eine Vielzahl von
Grundabschnittkanten 5'e zu
den Grundabschnitten 5'b in
einer konstanten Entfernung regelmäßig entlang der y-Richtung
bereitgestellt.
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Die
gewellte dünne
Metallplatte 5',
die in 7 gezeigt ist, bildet insgesamt wie oben beschrieben
ein gleichmäßiges Wellmuster,
während die
dünne Metallplatte 5 eine
gewisse Regelmäßigkeit
hat, aber insgesamt ein nicht gleichförmiges Wellmuster bildet.
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Insbesondere
hat die dünne
Metallplatte 5, die in 5, 6 gezeigt
ist, die Kantenabschnitte 5a und die Grundabschnitte 5b der
Wellung als Basisprofile, wie die dünne Metallplatte 5', die in 7 gezeigt
ist. Eine Vielzahl von Kantenabschnittvertiefungen 5d,
die von der Mittenposition der Schrägwände 5c, die die Kantenabschnitte 5a und
die Grundabschnitte 5b in die entgegengesetzte Richtung
zu den Kantenabschnitten 5a bilden, vorragen, wird zu den
gewellten Kantenabschnitten 5a in einer konstanten Entfernung
entlang der y-Richtung bereitgestellt, wobei die Stegabschnitte 5f in
den oberen Mittenpositionen als die Seitenenden bereitgestellt werden.
Eine Vielzahl von Grundabschnittkanten 5e, die in die entgegengesetzte
Richtung zu den Grundabschnitten 5b vorragen, werden zu
den gewellten Grundabschnitten 5b in einer konstanten Entfernung
entlang der y-Richtung bereitgestellt.
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Ausgehend
von dem linken Ende in 5, liegen ein halber Abschnitt
eines Kantenabschnitts 5a, ein Grundabschnitt 5b,
ein Kantenabschnitt 5a, ein Grundabschnitt 5b abwechselnd
ausgerichtet, um ein Wellmuster zu bilden, das mit einem halben Abschnitt
eines Kantenabschnitts 5a an dem rechten Ende in 5 endet.
Wie in 6 gezeigt, liegen in der Spalte VIa der dünnen Metallplatte 5 an
dem unteren Ende in 5 ausgehend von links eine Kantenabschnittvertiefung 5d des
halben Kantenabschnitts 5a, ein Grundabschnitt 5b,
Kantenabschnitt 5a, eine Grundabschnittkante 5e,
Grundabschnittvertiefung 5d, Grundabschnittkante 5e,
ein Kantenabschnitt 5a, Grundabschnitt 5b, eine
Kantenabschnittvertiefung 5d, Grundabschnittkante 5e und
Kantenabschnittvertiefung 5d des halben Kantenabschnitts 5a''. Ebenso wird den Querschnittformen
dieser dünnen
Metallplatte 5 in den Spalten VIb bis VIe an dem linken
Ende in 5 eine „Kanten-Grund"-Anordnung verliehen.
Derart und wie in 5 gezeigt, bildet diese dünne Metallplatte 5 Wellmuster,
so dass diese „Kanten-Grund"-Anordnung mit einer gewissen Regelmäßigkeit
auf einer ganzen Fläche
aber nicht insgesamt gleichmäßig angeordnet
ist.
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Die
dünne Metallplatte 5 wird
durch Verwenden einer Formwalze 10, die in 1 bis 4 gezeigt
ist, geformt.
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1 ist
eine perspektivische Ansicht, die eine Formwalze 10 gemäß einer
Ausführungsform der
Erfindung zeigt. 2 ist eine auseinander gezogene
Ansicht, die die Formwalze 10 zeigt. 3 ist eine
Seitenansicht, die eine Klinge 11 einer Vielzahl von Klingen
zeigt, die verwendet werden, um die Formwalze 10 zu bilden. 4 ist
eine teilweise vergrößerte Ansicht,
die die Klinge 11 in 3 zeigt.
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Wie
in 1 gezeigt, wird die Formwalze 10 durch
Walzen einer Vielzahl von Lagen von Klingen 11 gebildet,
die gemäß dem gleichen
Standard geformt werden und Walzenkantenabschnitte 10a, 10e (siehe 4)
und Walzengrundabschnitte 10b, 10d (siehe 4)
haben, die auf ihren peripheren Flächen ausgebildet sind. Diese
Walzenrollkanten 10a, 10e entsprechen den Kantenabschnitten 5a und
den Grundabschnittkanten 5e der Wellung der dünnen Metallplatte 5.
Die Walzengrundabschnitte 10b, 10d entsprechen
den Grundabschnitten 5b und den Kantenabschnittvertiefungen 5d der
dünnen
Metallplatte 5.
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Wie
in 3, 4 gezeigt, werden die Walzenkantenabschnitte 10a, 10e und
die Walzengrundabschnitte 10b, 10d der Klinge 11 ausgebildet, um
vorausbestimmte Zuweisungswinkel θ in Bezug zu einem Klingenmittenpunkt
O in dieser Ausführungsform
zu haben, wobei jeweilige angrenzende Anzahlen der Walzenkantenabschnitte 10a, 10e und der
Walzengrundabschnitte 10b, 10d, die entlang der peripheren
Richtung der Klinge benachbart sind, auf nicht mehr als zwei festgelegt
sind.
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Fast
flache Stegabschnitte 10f, die den Walzenkantenabschnitt 10a und
den Walzengrundabschnitt 10b, oder den Walzenkantenabschnitt 10a und
den Walzenkantenabschnitt 10e, oder den Walzengrundabschnitt 10b und
den Walzengrundabschnitt 10d, die beide entlang der peripheren
Richtung benachbart sind, unterteilen, sind auf einem Abstandskreis
PC ausgebildet, der die Walzenkantenabschnitte 10a und
die Walzengrundabschnitte 10b der Klinge 11 unterteilt.
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Genauer
genommen werden auf dieser Klinge 11 der Walzenkantenabschnitt 10a und
der Walzenabschnitt 10e, die jeweils einem konvexen Abschnitt
entsprechen, der als der Kantenabschnitt 5a der dünnen Metallplatte 5 angenommen
wird, und einem konvexen Abschnitt, der als die Grundabschnittkante 5e angenommen
wird, als konvexe Abschnitte auf dem Abstandskreis PC ausgebildet,
während
der Walzengrundabschnitt 10b und der Walzengrundabschnitt 10d jeweils
einem konkaven Abschnitt entsprechen, der als der Grundabschnitt 5b der
dünnen
Metallplatte 5 angenommen wird, und einem konkaven Abschnitt,
der als der Kantenabschnitt 5d angenommen wird, als konkave
Abschnitte auf dem Abstandskreis PC ausgebildet werden.
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Wie
in 3 und 4 als vergrößerte Ansicht gezeigt, wird
ein kontinuierliches Muster der Walzenkantenabschnitte 10a, 10e und
der Walzengrundabschnitte 10b, 10d auf der peripheren
Fläche der
Klinge 11 nacheinander alle 45° als eine Periode um den Klingenmittenpunkt
O ausgebildet. Das heißt,
dass in dem Fall der vorliegenden Ausführungsform ein Anstellwinkel θ = 4,5° und acht
45°-Periodenmuster
nacheinander ausgebildet werden, um eine äußere Peripherie der Klinge 11 zu
bilden.
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Mehrere
Lagen von Klingen 11 werden auf einem zylindrischen Achsabschnitt 13 eines
Halters 12 eingefügt,
auf dessen einem Ende ein Flansch 14 wie in 2 gezeigt
ausgebildet ist, und werden gewalzt, wie unten beschrieben. Ein
Flansch 15 wird dann auf das andere Ende des zylindrischen
Achsenabschnitts 13 gefügt,
um die Klingen 11 zwischen die Flansche 14, 15 zu
geben. Die Klingen 11 werden dann durch Presspassen einer
Vielzahl von Positionierstiften durch die Flansche 14, 15 und
die Vielzahl Lagen von Klingen 11 positioniert. Die Klingen 11 werden
dann zusammengedrückt
und durch Befestigungselemente, die aus Bolzen 17 bestehen,
die durch die Flansche 14, 15 und die Klingen 11 durchgehen
und in innere Gewinde 18 eingreifen, die in dem Flansch 14 bereitgestellt
sind, befestigt.
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Daher
werden wie in 3 gezeigt eine Vielzahl von
Stifteinfügeöffnungen 20 und
eine Vielzahl von Bolzeneinfügeöffnungen 21 sowie
eine Mittenöffnung 9,
in die der Achsabschnitt 13 des Halters 12 eingefügt wird,
symmetrisch um den Klingenmittenpunkt O ausgebildet.
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Bei
der vorliegenden Ausführungsform
werden sechs Bolzen 17 verwendet. Die Einfügerichtungen
der Bolzen sind in symmetrischen Positionen positioniert, und die
Bolzen, die in benachbarten Positionen positioniert sind, werden
jeweils entgegengesetzt eingesetzt. Daher kann die Vielzahl von
Lagen von Klingen 11 gleichmäßig befestigt werden.
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Einige
der Klingen 11 werden durch ein integrales Vielfaches einer
Formentfernung (Anstellwinkel) θ zwischen
den Walzenkantenabschnitten 10a, 10e und den Walzengrundabschnitten 10b, 10d auf der
peripheren Fläche
verschoben und dann gewalzt.
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Wenn
zum Beispiel Klingen 11 des Typs E, die die Spalte VIa
bilden, und Klingen 11 des Typs D, die die Spalte VIb bilden,
in 5 verglichen werden, wird die „Kanten-Grund"-Anordnung auf der Spalte VIb ausgebildet,
um in den Uhrzeigersinn zu der „Kanten-Grund"-Anordnung auf der
Spalte VIa um einen Abstand wie in 6 gezeigt
verschoben, da die Klingen 11 des Typs D in den Uhrzeigersinn
zu den Klingen 11 des Typs E um einen Abstand von der Referenzlinie
L verschoben werden.
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Wie
oben beschrieben und mit anderen Worten haben die Klingen 11 jeweils
die Stifteinfügeöffnungen 20 und
die Bolzeneinfügeöffnungen 21 und werden
jeweils durch Einpassen der Positionierstifte 16 und der
Bolzen 17 in die Stifteinfügeöffnungen 20 und die
Bolzeneinfügeöffnungen 21 befestigt.
Wenn daher eine Referenzposition auf die Referenzlinie L gesetzt
wird, die zum Beispiel die Stifteinfügeöffnungen 20, 20 verbindet,
kann die Formwalze 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform
durch Walzen mehrerer Typen ausgebildet werden, zum Beispiel zehn
Typen, die A bis J (siehe 5) von Klingen 11 in
Kombination entsprechen. Solche vielfache Typen von Klingen 11 werden
vorbereitet, indem die Periode (45°-Zuweisung) der ununterbrochen
geformten Muster der Walzenkantenabschnitte 10a, 10e und der
Walzengrundabschnitte 10b, 10d auf der peripheren
Fläche
von der Referenzlinie L durch θ Grad in
Phasenwinkel verschoben werden.
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Wenn
diese Vielzahl von Typen von A bis J Klingen 11 bei der
vorliegenden Ausführungsform
gewalzt wird, werden die Walzenkantenabschnitte 10e, die
die Grundabschnittkanten 5e bilden, und die Walzengrundabschnitte 10d,
die die Kantenabschnittvertiefungen 5d bilden, jeweils
ausgebildet, um verschiedene Formentfernungen und Formlängen in
der Achsrichtung der Formwalze 10 unter der Bedingung zu
haben, dass jeweilige Klingen 11 gewalzt werden.
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Die
gewalzten Zustände
A bis J der Klingen 11 sind gemeinsam mit dem Wellmuster
der dünnen Metallplatte 5 in 5 gezeigt.
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Hier
stellen die Buchstaben A bis J die Anzahl der gewalzten Lagen einer
Gruppe von Klingen dar, die durch Walzen mehrerer Schichten von
Klingen 11 ausgebildet werden, die das gleiche Profil haben.
Eine Klinge Gruppe B wird zum Beispiel geformt, indem fünf Lagen
von Klingen mit dem gleichen Profil gewalzt werden.
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Zusätzlich werden
Abstandshalter 22 (wie in 2 gezeigt),
die in einem Abstand S (wie in 1 gezeigt)
gesetzt werden können,
die notwendig sind, um die Kantenabschnittvertiefungen 5d und
die Grundabschnittkanten 5e der dünnen Metallplatte 5 zu
bilden, zwischen die Klingengruppen A bis J, die jeweils verschiedene
Phasenwinkel haben, eingefügt.
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Eine
Entfernung dieses Abstands S wird so festgelegt, dass eine optimale
Scherkraft zwischen den Klingen 11 angelegt wird. Bei der
vorliegenden Ausführungsform
wird diese Entfernung kleiner als die Plattenstärke der dünnen Platte, die zu formen
ist, festgelegt.
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Ferner
werden bei der vorliegenden Ausführungsform
zum Beispiel Abstandshalter 23 (wie in 2 gezeigt)
zum Festlegen eines Abstands Sa (wie in 1 gezeigt)
zum Einfügen
von Führungsteilen
(nicht gezeigt) zwischen jeweiligen gewalzten Klingen 11, 11 in
den Klingengruppen B, H an einer Vielzahl von Stellen der Klingengruppen
eingefügt. Solche
Führungsteile
können
die geformte dünne Metallplatte 5 von
den Oberflächen
der Formwalze 10 trennen.
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Mit
anderen Worten werden die Abstandshalter 22 zum Einstellen
eines Abstands S, der für das
Formen der Abschnitte 5d, 5e erforderlich ist, zwischen
die Klingengruppen eingefügt,
zum Beispiel zwischen die Klingengruppe B und die Klingengruppe
A, während
Abstandshalter 23 zum Einstellen des Abstands Sa zum Trennen
der geformten dünnen
Metallplatte 5 an gewünschten
Stellen zwischen die Klingengruppen eingefügt werden, zum Beispiel zwischen
die Klingen 11, 11 der Klingengruppe B.
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Die
dünne Metallplatte 5 kann
durch das Eingreifen eines Paars von Formwalzen 10, 10,
in welchen die Positionen der Walzenkantenabschnitte 10a, 10e und
der Walzengrundabschnitte 10b, 10d entgegengesetzt
zueinander eingestellt sind, ausgebildet werden. In diesem Fall
hat die gegenseitige leichte Verschiebung dieser Formwalzen 10, 10 in
die Achsrichtung einen großen
Einfluss auf das Bilden der Kantenabschnittvertiefungen 5d und
der Grundabschnittkanten 5e der dünnen Metallplatte 5.
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Bei
dieser Ausführungsform,
wie in 2 gezeigt, wird eine Verschlussplatte 24,
die in das Paar von Formwalzen 10, 10 eingefügt werden
kann, um die axiale Verschiebung der Formwalzen 10, 10 zu verhindern,
zwischen einen beliebigen der Flansche 14, 15 der
Formwalze 10 eingefügt,
zum Beispiel den Flansch 14, wobei die Klinge 11 benachbart
zu dem Flansch 14 positioniert ist.
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Wenn
die gewellte dünne
Metallplatte 5 ausgebildet wird, indem die Formwalze 10,
die die Struktur der oben stehenden Ausführungsform hat, verwendet wird,
kann die Formwalze 10 hergestellt werden, indem eine Vielzahl
von Lagen der gleichen Klingen 10 gewalzt werden, wobei
die Walzenkantenabschnitte 10a, 10e und die Walzengrundabschnitte 10b, 10d durch
den vorausbestimmten Zuweisungswinkel θ ausgebildet werden, um zu
dem Wellenmuster der zu formenden gewellten dünnen Metallplatte 5 zu
passen, wie in 4 gezeigt auszubilden, in die Klingengruppen
A bis J, während
der Zuweisungswinkel θ als
der Abstand verschoben wird. Daher kann die gewünschte gewellte dünne Metallplatte 5, die
eine Vielzahl von Vertiefungen 5d hat, die entlang der
gewellten Kantenabschnitte 5a und Kanten 5e ausgebildet
sind, die entlang der gewellten Grundabschnitte 5b ausgebildet
sind, leicht geformt werden.
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Zusätzlich wird
der vorausbestimmte Abstand S durch Einfügen der Abstandshalter 22 zwischen
die Klingengruppen A bis J mit verschiedenen Phasenwinkeln eingestellt,
und ferner hat ein Paar Formwalzen 10, 10 jeweilige
Verschlussplatten 24, die sich ineinander fügen, um
gegenseitige axiale Verschiebung der Formwalzen 10, 10 zu
vermeiden. Die gegenseitige leichte Verschiebung der Formwalzen 10, 10 entlang
der axialen Richtung kann daher komplett eliminiert werden, so dass
die Grundabschnittkanten 5e und Kantenabschnittvertiefungen 5d richtig
mit guter Präzision
ausgeführt
werden können.
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In
den jeweiligen Klingen 11 werden die Stegabschnitte 10f,
die die Walzenkantenabschnitte 10a, 10e und die
Walzengrundabschnitte 10b, 10e, die in periphere
Richtung benachbart sind, auf dem Abstandskreis PC auf der peripheren
Oberfläche ausgebildet,
und auch jeweilige angrenzende Anzahlen der Walzenkantenabschnitte 10a, 10e und
der Walzengrundabschnitte 10b, 10d werden auf
nicht mehr als zwei eingestellt, und zusätzlich wird eine Kombination
von Klingengruppen A bis J im Walzen so eingerichtet, dass die Walzkantenabschnitte 10a, 10e und
die Walzengrundabschnitte 10b, 10d unterschiedliche
Formentfernungen und unterschiedliche Formlängen entlang der axialen Richtung
der Formwalze 10 haben. Daher kann wie in 5, 6 gezeigt
die ideale gewellte dünne
Metallplatte 5 erzielt werden, bei der die Stegabschnitte 5f in
den Mittenpositionen der Schrägwände 5c ausgebildet
werden können,
die die Kantenabschnitte 5a und die Grundabschnitte 5b der
Wellung bilden, entlang der y-Richtung in der gewellten dünnen Metallplatte 5, die
von der Formwalze 10 gebildet wird, und auch die Kantenabschnittvertiefungen 5d und
die Grundabschnittkanten 5e können auf beiden Seiten dieser
Stegabschnitte 5f in die y-Richtung ausgebildet werden,
um jeweils verschiedene Formentfernungen und verschiedene Formlängen zu
haben, und auch die angrenzende Anzahl von Kantenabschnitten 5a und
Grundabschnittkanten 5e der Wellung und die angrenzende
Anzahl von Grundabschnitten 5b und Kantenabschnittvertiefungen 5d der
Wellung, wobei beide ununterbrochen in die x-Richtung benachbart
sind, können
jeweils auf nicht mehr als zwei eingestellt werden.
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Sollte
der Wabenträger 3a gebaut
werden, indem die dünne
Metallplatte 5 verwendet wird, bei der angrenzende Anzahlen
aller Kantenabschnitte und die Grundabschnitte nicht mehr als zwei
in dieser Art sind, kann natürlich
das gegenseitige Passen/Haften der dünnen Metallplatten 5, 5 aufgrund der
Gegenwart einer Vielzahl von Kantenabschnittvertiefungen 5d und
Grundabschnittkanten 5e vermieden werden, die beiden verschiedene
Formentfernungen und verschiedene Formlängen haben, auch wenn die dünnen Metallplatten 5, 5 gegenseitig beim Überlagern
entlang der y-Richtung bei der Überlagerung
verschoben werden, und das gegenseitige Passen/Haften der dünnen Metallplatten 5, 5 kann
vermieden werden, um die dazwischen liegenden Zellen zu behalten,
weil die Kantenabschnitte 5a oder die Grundabschnittkanten 5e der
Wellung oder die Grundabschnitte 5b oder die Kantenabschnittvertiefungen 5d der
Wellung mit den Stegabschnitten 5f in Kollision geraten,
sogar wenn die dünnen
Metallplatten 5, 5 gegenseitig entlang der x-Richtung
verschoben werden. Da die angrenzende Anzahl von Kantenabschnitten 5a und
Grundabschnittkanten 5e der Wellung und die angrenzende
Anzahl der Grundabschnitte 5b und der Kantenabschnittvertiefungen 5d der
Wellung nicht mehr als jeweils zwei sind, kann außerdem vermieden
werden, dass Öffnungsbereiche
der Zellen, die zwischen den Kantenabschnitten 5a und den
Grundabschnittkanten 5e der Wellung einer dünnen Metallplatte 5 und
den Grundabschnitten 5b und den Kantenabschnittvertiefungen 5d der
Wellung der anderen dünnen
Metallplatte 5 unendlich gesteigert werden, wie von A bis
F der 8 gezeigt, um so extreme Unterschiede jeweiliger
Zellen zu verursachen, obwohl die dünnen Metallplatten 5, 5 gegenseitig
entlang der x-Richtung verschoben und die Schrägwände 5c, 5c daher
teilweise blockiert sind. Daher kann das Bilden von Zellen sichergestellt
werden und auch die Reinigungsleistung von Abgasen kann stark verbessert
werden.
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In
diesem Fall wirken die oben genannten Kanten-Grund-Muster der dünnen Metallplatte 5 zum Verteilen
der Abgase in viele Fließwege,
während
die Abgase durch die Zellen fließen (siehe Pfeil R zu der Metallplatte 5' in 7),
wodurch die Reinigungsleistung von Abgasen immer noch stark verbessert
werden kann.
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Da
die Kantenabschnittvertiefungen 5d und die Grundabschnittkanten 5e,
die benachbart in die Wellungsrichtung der dünnen Metallplatte 5 ausgebildet
werden, auf beiden Seiten der Stegabschnitte 5f, die in
den Mittenstellungen der Schrägwände 5c ausgebildet
sind, die die Kantenabschnitte 5a und die Grundabschnitte 5b der
Wellung der dünnen
Metallplatte 5 bilden, hochgeführt werden, können Entfernungen,
die den Breiten der Stegabschnitte 5f entsprechen, in die
Wellrichtung zwischen jeweiligen hochgeführten Verschlussenden der Grundabschnittvertiefungen 5d und
der Grundabschnittkanten 5e eingehalten werden, die in
der Nähe
entlang der Wellrichtung positioniert sind, und der Bruch der hochgeführten Verschlussenden
aufgrund des Unterschieds in einem Koeffizienten der Wärmeausdehnung
kann vermieden werden. Daher kann die Dauerbruchfestigkeit der dünnen Metallplatte 5 als
solche verbessert werden und auch die Dauerhaftigkeit des Wabenträgers 3a,
das heißt
die Dauerhaftigkeit des metallischen Katalysatorträgers 3.
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Ferner
wird die Vielzahl von Klingen 11 und Abstandshaltern 22, 23,
die zwischen diese Klingen 11, die die Walzrolle 10 bilden,
eingefügt
wird, in richtiger Reihenfolge durch Presspasspositionen der Positionierstifte 16 zwischen
dem Flansch 14, der an einem Ende des Halters 12 vorgesehen
ist, und dem Flansch 15, der an dem anderen Ende des Halters 12 bereitgestellt
ist, positioniert, dann gewalzt, dann fest durch Befestigungselemente,
die aus einer Vielzahl von Bolzen 17, 17 bestehen,
befestigt/fixiert, wobei Innengewinde 18, 18 in
die Flansche 14, 15 geschnitten sind. Aus diesem
Grund wird entlang der peripheren Richtung keine gegenseitige Verschiebung
der Klingen 11, 11 verursacht, und die axiale
Verschiebung eines Paars von Formwalzen 10, 10 kann
durch die Verschlussplatten 24 eliminiert werden, und die Formpräzision der
gewellten dünnen
Metallplatte 5 kann noch weiter verbessert werden.
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Zusätzlich können verschiedene
Wellmuster der dünnen
Metallplatte 5 leicht durch Wechseln der Phasenwinkel der
Vielzahl von Lagen von Klingen 11, die zu walzen sind,
geschaffen werden, das heißt durch
entsprechende Verschiebungsmodi des Abstandes θ.
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Die
oben genannten Befestigungselemente können aus Bolzen und Muttern
bestehen. Es ist jedoch vorzuziehen, dass die in den Flansch eingelassene
Mutter als Mutter verwendet wird, um die Herstellungsmaschine auszustatten.
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Zusammenfassend
und wie am besten in 5 bis 7 sichtbar,
stellt die Ausführungsform eine
Formwalze zum Formen einer dünnen
Metallplatte 5 bereit, die als ein Katalysatorträger verwenden
werden soll. Die dünne
Metallplatte hat erste längliche
Zonen, die erste konvexe Abschnitte (Kantenabschnitte 5a)
haben, und erste konkave Abschnitte (Kantenabschnittvertiefungen 5d)
sowie zweite längliche
Zonen, die zweite konkave Abschnitte (Grundabschnitte 5b)
haben, und zweite konvexe Abschnitte (Grundabschnittkanten 5e).
Die ersten länglichen
Zonen 5a, 5d und die zweiten länglichen Zonen 5b, 5e werden
abwechselnd in eine Richtung senkrecht zu der Länge davon angeordnet. Die ersten
konvexen Abschnitte (Kantenabschnitte 5a) und die ersten
konkaven Abschnitte (Kantenabschnittvertiefungen 5d) werden
abwechselnd entlang der Länge
der ersten länglichen
Zonen angeordnet, wobei Schlitze zwischen benachbarten ersten konvexen Abschnitten 5a und
ersten konkaven Abschnitten 5d bereitgestellt werden. Die
zweiten konkaven Abschnitte (Grundabschnitte 5b) und die
zweiten konvexen Abschnitte (Grundabschnittkanten 5e) sind
abwechselnd entlang der Länge
der zweiten länglichen Zonen
angeordnet, wobei Schlitze zwischen benachbarten zweiten konkaven
Abschnitten 5b und zweiten konvexen Abschnitten Se bereitgestellt
sind.
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Die
Formwalze umfasst Folgendes:
eine Vielzahl plattenähnlicher
Klingen 11 mit der gleichen Form, die in einer Seite-an-Seite-Beziehung
zu den Mittelachsen der Platten in Reihe angeordnet sind. Die Klingen
haben Formzonen, die sich in einem konstanten ersten Anstellwinkel
10θ wiederholen,
um eine Formfläche
zu bilden, die sich umkreisförmig
erstreckt. Jede Formzone umfasst Walzenkantenabschnitte 10a, 10e zum
Bilden der ersten und zweiten konvexen Abschnitte 5a, 5e und
Walzengrundabschnitte 10b, 10d zum Bilden der
ersten und zweiten konkaven Abschnitte 5b, 5e.
Die Anzahl aufeinander folgender Walzenkantenabschnitte 10a, 10e in
die Umkreisrichtung der Klingen ist nicht größer als zwei, und die Anzahl
aufeinander folgender Walzengrundabschnitte 10b, 10d in
die Umkreisrichtung der Klingen ist nicht größer als zwei. Die Formzonen
umfassen ferner im Wesentlichen flache Stegabschnitte 10f,
die zwischen benachbarten Walzenkantenabschnitten 10a, 10e und
Walzengrundabschnitten 10b, 10d angeordnet sind,
so dass jeder Walzenkantenabschnitt und jeder Walzengrundabschnitt
jeweils im Wesentlichen flache Stegabschnitte auf jeder Seite hat,
wobei die Formentfernung zwischen benachbarten Walzenkantenabschnitten 10a, 10e und
Walzengrundabschnitten 10b, 10d in die Umkreisrichtung
der Klingen 11 den zweiten Anstellwinkel θ definiert.
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Die
Klingen 11 sind in benachbarten Klingensätzen A-J
angeordnet, die jeweils eine oder mehrere Klingen umfassen. Jeder
Klingensatz A-J ist um ein integrales Vielfaches des zweiten Anstellwinkels θ relativ
zu dem oder jedem benachbarten Klingensatz phasenverschoben, um
abwechselnd erste und zweite Reihen ausgerichteter Walzenkantenabschnitte und
Walzengrundabschnitte zu definieren. Die ersten Reihen umfassen
abwechselnd Walzenkantenabschnitte 10a und Walzengrundabschnitte 10d,
um jeweils die ersten konvexen Abschnitte (Kantenabschnitte 5a)
und die ersten konkaven Abschnitte (Kantenabschnittvertiefungen 5d)
zu bilden, wobei die zweiten Reihen abwechselnd Walzengrundabschnitte 10b und
Walzenkantenabschnitte 10e umfassen, um jeweils die zweiten
konkaven Abschnitte (Grundabschnitte 5b) und zweiten konvexen Abschnitte
(Grundabschnittkanten 5e) zu bilden. Die Klingensätze A-J
sind so angeordnet, dass die ersten Reihen ausgerichteter Walzenkantenabschnitte 10a und Walzengrundabschnitte 10e erste
längliche
Zonen bilden, die erste konvexe Abschnitte (Kantenabschnitte 5a)
und erste konkave Abschnitte (Kantenabschnitte 5d) mit
unterschiedlichen Längen
haben, und die zweiten Reihen ausgerichteter Walzengrundabschnitte 10b und
Walzenkantenabschnitte 10e zweite längliche Zonen ergeben, die
jeweils zweite konkave Abschnitte (Grundabschnitte 5b)
und zweite konvexe Abschnitte (Grundabschnittkanten 5e)
mit unterschiedlichen Längen
haben. Die Formwalze umfasst ferner zwischen benachbarten Klingensätzen A-J
jeweilige Abstandshalter 22. Die Abstandshalter schaffen
einen Durchlass, und das entgegengesetzte Vorragen benachbarter
erster konvexer Abschnitte (Kantenabschnitte 5a) und erster
konkaver Abschnitte (Kantenabschnittvertiefungen 5d) und
das entgegengesetzte Vorragen benachbarter zweiter konkaver Abschnitte
(Grundabschnitte 5b) und zweiter konvexer Abschnitte (Grundabschnittkanten 5e)
erlauben.