JP3544674B2 - 構造化された板金の製造方法、板金積層体の製造方法および構造化された板金の製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、ハニカム体を構成する際に使用するための少なくとも一つの構造化された板金の製造方法、ハニカム体を構成する際に使用するための板金積層体の製造方法およびハニカム体を構成する際に使用するために構造化された板金の製造装置に関する。そのような板金は主に特に自動車の排気装置に使用されるような触媒コンバータ用のハニカム体の形に加工される。そのようなハニカム体は例えばヨーロッパ特許第0245737号明細書に記載されている。
構造化された板金は従来において一般に互いにかみ合う特にインボリュート歯形あるいは類似した歯形をした歯付きロールで製造される。しかし例えば台形、ジグザグ形などの別の形状の構造物も知られている。
構造化された帯状板金から板金断片が切断されて、これらが板金積層体の形に形成され、その場合構造化された板金間にそれぞれ平形板金が挿入される。板金積層体の両端が例えば互いに逆向きに少なくとも二つの固定点を中心として絡み合わされる。そのように形成された板金積層体は外被管の中にはめ込まれる。続いて板金積層体をはめ込まれた外被管はろう付け処理され、外被管が板金積層体にろう付けされ且つ板金が相互にろう付けされる。外被管および板金積層体は異なった熱膨張係数を有している。板金相互のおよび板金と外被管との支障のないろう付け結合が達成されることを保証するために、板金相互間及び／又は板金と外被管との間に隙間が生じないように板金積層体を外被管の中にバイアス圧をもって挿入することが既に提案されている。スパイラル状に巻回されたハニカム体において、構造化された板金の構造物の頂点に、ろう付けに使用する材料を入れる径方向の窪みを設けることが既に提案されている。
構造化処理中に帯状板金は変形される。板金の材料特性の変化によって、構造化された板金の構造物高さが変化する。この構造物高さの変化は板金の弾性が許容公差域内にあることに起因する。この作用は場合によっては歯付きロールの公差に重ね合わされるので、板金積層体が常に同じバイアス圧で外被管の中にはめ込まれることは保証されない。更に同じ製造方法で製造してもハニカム体のセル密度が異なってしまうことも確認されている。
本発明の課題は、構造化された板金ないし板金積層体を継続加工してハニカム体を形成する際に、板金積層体を外被管の中に挿入する際に与えられるバイアス圧の変動が僅かであることが保証されるような少なくとも一つの構造化された板金の製造方法、板金積層体の製造方法および構造化された板金の製造装置を提供することにある。本発明の別の課題は、構造化された板金によって形成されるハニカム体が一定のセル密度を有することを保証することにある。
構造化された板金の製造方法に関する課題は、本発明によれば、帯状板金がまず構造化処理される、ハニカム体を構成する際に使用するための少なくとも一つの構造化された板金の製造方法において、構造化処理によって設定構造物高さより大きな構造物高さを有する構造物の形状が形成され、続いて帯状板金が校正処理され、この校正処理の際板金の構造物の形状に、校正処理後の構造物の同じ形状が設定構造物高さに相当する構造物高さを有するような力が加えられることによって解決される。
板金積層体の製造方法に関する課題は、本発明によれば、第１の帯状板金がまず構造化処理されて構造物の形状を形成され、第２の帯状板金、好適には平形板金が第１の板金上に置かれる、ハニカム体を構成する際に使用するための板金積層体の製造方法において、設定構造物高さより大きな構造物高さを有する構造物の形状が形成され、続いて校正処理され、この校正処理の際第１の板金の構造物の形状に、校正処理後の構造物の同じ形状が設定構造物高さに相当する構造物高さを有するような力が加えられることによって解決される。
構造化された板金の製造装置に関する課題は、本発明によれば、或る構造物高さを有する構造物形状を形成するために少なくとも二つの互いにかみ合う歯付き工具を有する構造化装置によって、ハニカム体を構成する際に使用するために構造化された板金の製造装置において、少なくとも二つの歯付き工具が設定構造物高さより大きい全歯高を有し、板金の搬送方向に見て構造化装置の後方に校正装置が配置され、この校正装置によって板金の構造物の形状に、校正処理後の構造物の同じ形状が予め定められた設定構造物高さに相当する構造物高さを有するような力が加えられることによって解決される。
少なくとも一つの構造化された板金を製造するための本発明に基づく製造方法は、まず構造化処理において帯状板金に構造物が形成されることを特徴としている。その構造化処理中に、完成品としての構造化された板金が有する設定構造物高さより大きな構造物高さをした構造物が形成される。構造化処理に校正処理が続き、この際板金の構造物に校正処理後に構造物の高さが設定構造物高さに相当する大きさとなるような力が加えられる。構造化処理中に設定構造物高さより大きな構造物高さが形成されることによって、弾性復帰作用があるにもかかわらず板金の構造物高さが十分な大きさを有することが保証される。更に万一の歯付きロールの許容誤差も補償される。校正処理において構造物の頂点部位に、校正処理後に構造物の高さが設定構造物高さに相当する大きさとなるように構造物を変形する力が加えられる。
構造化処理中に構造物を形成するために、板金は互いにかみ合う二つの歯付きロール間を通される。その歯付きロールの全歯高は設定構造物高さより大きくされている。その歯付きロールは例えばインボリュート歯形をしたロールである。
校正処理は特に、構造物を有する板金が、隙間高さが板金の設定構造物高さより小さいかあるいは板金の設定構造物高さに相当する隙間を通される形で行われる。そのような隙間の形成は二つのローラが軸線平行に配置されることによって行われる。
構造化された板金あるいは板金積層体から構成されているハニカム体が一定のセル密度を有することを保証するために、校正処理後に板金の構造物のばね特性が検出されることを提案する。このばね特性を考慮に入れて切断長さが求められ、この切断長さに相当した板金断片が帯状板金から切断される。そのように製造された構造化された板金によって、板金を再生可能なバイアス圧で外被管の中に挿入でき再生可能なセル密度を有するハニカム体が製造できる。
本発明に基づく他の考えに応じて、例えばヨーロッパ特許第0245737号明細書で知られているような板金積層体の製造方法において、第１の帯状板金がまず構造化処理されて、設定構造物高さより大きな構造物高さをした構造物が形成され、続いて校正処理され、その際第１の板金の構造物に校正処理後に構造物の高さが設定構造物高さに相当する大きさとなるような力が加えられ、その後で第２の帯状板金、特に平形板金が第１の板金上に置かれることを提案する。
構造化処理中に第１の帯状板金が互いにかみ合う二つの歯付きロール間に通される。
あるいはまた校正処理前に第２の板金が第１の板金上に置かれることを提案する。この処置によって、構造化された板金は第２の特に平形板金と一緒に校正される。
校正処理後に第１の板金の構造物のばね特性あるいは積層された板金のばね特性が検出され、このばね特性に応じて切断長さが決められ、この切断長さに応じて第１の板金あるいは板金積層体が切断される。
本発明に基づく他の考えに応じて、或る高さの構造物を形成するための構造化装置によって構造化された板金を製造するための装置において、構造化装置がその全歯高が設定構造物高さより大きい少なくとも二つの互いにかみ合う歯付きロールを有し、板金の搬送方向に見て構造化装置の後方に校正装置が配置され、この校正装置によって板金の構造物に、校正装置の後方の構造物の高さが予め定められた設定構造物高さに相当する大きさとなるような力が加えられることを提案する。
構造化装置は特にインボリュート歯形をした少なくとも二つの互いにかみ合う歯付きロールを有している。回転可能な歯付きロールの使用は構造化された板金の連続的な製造を可能にする。あるいはまた板金に構造物を系統的に形成するために、互いに運動可能な二つの歯付き工具を有しこれらの両歯付き工具間で板金が変形加工される構造化装置が使用される。
本発明の他の有利な実施形態において、校正装置が、板金が間を通される少なくとも二つの校正工具を有し、校正工具が歯付きロールの全歯高より小さな隙間高さの隙間を形成していることを提案する。その隙間高さは特に構造化された板金が有していなければならない設定構造物高さに相当している。隙間高さは特に校正装置の調整によって調節できる。
校正工具は特に軸線平行に配置された二つのロールによって形成されている。これらのロールは特にロール軸線が板金の搬送方向に対して直角に延びるように配置されている。
本発明に基づく装置の他の有利な実施態様において、校正装置の後方に、板金のばね特性を検出する測定装置およびそのばね特性に応じて板金を切断する切断装置が置かれていることを提案する。
図に示した実施例を参照して本発明の他の利点および特徴を詳細に説明する。
図１は構造化された板金の製造装置の第１の実施例を概略的に示し、
図２は校正装置を示し、
図３は構造化された板金の製造装置の第２の実施例を示す。
図１は構造化された板金の製造装置を概略的に示している。この装置は構造化装置１を有している。この構造化装置１は互いにかみ合う２つの歯付きロール２、３を有している。これらの歯付きロール２、３は例えばインボリュート歯形をしている。歯付きロール２、３の軸線４、５は互いに平行に延びている。両歯付きロール２、３間を板金コイル７から巻き解かれた帯状板金６が走る。この板金６が構造化装置１を通過する間に構造物８が形成される。
この構造物８は歯付きロール２、３の形状に相当している。板金６の搬送方向において構造化装置１に校正装置９が後置されている。この校正装置９は二つのロール10、11の形で形成されている二つの校正工具を有している。これらのローラ10、11は互いに軸線平行に配置されている。これらのロール10、11の外周面は構造化された板金６が通過する隙間12を形成している。校正装置９に測定装置13および切断装置14が後置されている。
測定装置13によって板金６の構造物８のばね特性が検出される。構造物８のばね特性を考慮に入れて切断長さＬが求められ、この切断長さＬに相当した板金断片15が帯状板金６から切断装置14で切断される。板金６の構造物８のばね特性の検出は力−変位測定によって行われる。
歯付きロール２、３の形状は構造物８の高さＨが予め定められた設定構造物高さSHより大きくなるように形成されている。板金６に例えば図２に示されているように構造物８が形成される。そのように構造化された板金はロール10、11間の隙間12を通して導かれる。その隙間12の高さｈは板金６がロール10、11間を通過する際に構造物８が圧縮され、これによってその構造物８は校正装置９の後方において設定構造物高さSHに相当した高さをした構造物８′となる。ロール10、11は回転可能に支持されている。特に隙間高さｈは調整可能なロール10、11によって調節できる。
次に図３に示した装置について説明する。
図３に示されている装置は、互いに間隔を隔てて軸線平行に配置された二つの歯付きロール２、３によって形成されている構造化装置１を有している。搬送方向に見て構造化装置１に校正装置９が続き、これに更に測定装置13並びに切断装置14が続いている。校正装置９は互いに間隔を隔てて軸線平行に配置された二つのロール10、11によって形成されている。これらのロール10、11は回転可能に支持されている。これらの両ロール10、11の外周面が隙間12を形成している。
帯状板金６が板金コイル７から巻き解かれ構造化装置１に導かれる。構造化装置１において板金６に歯付きロール２、３によって構造物８が形成される。この構造物８は設定構造物高さSHより大きい高さＨを有している。そのように構造化された板金６は続いて校正装置10に導かれる。板金６はロール10、11間の隙間12を通過する。この隙間12は構造物８の高さＨより小さな高さｈを有している。板金６が校正装置９を通過する際に構造物８にこの高さを設定構造物高さSHにする力が加えられる。校正装置９の手前で構造化された板金６上に板金コイル17から巻き解かれた平形板金16が導かれる。この平形板金16および構造化された板金６が一緒に校正装置９を通過する。
校正装置９に測定装置13が続き、この測定装置13によって平形板金16および構造化された板金６のばね特性が検出される。求められたばね特性をもとに切断長さＬが決定される。測定装置13に続く切断装置14が平形板金16および構造化された板金６の板金断片８を切断する。構造化された板金６は互いに重ね合わされ、これによって板金積層体19が生じ、この板金積層体19は絡み合わせた後で外被管の中にはめ込まれる。
符号の説明
１ 構造化装置
２、３ 歯付きロール
４ ５ 軸線
６ 板金
７ 板金コイル
８、８′ 構造物
９ 校正装置
10、11 ロール
12 隙間
13 測定装置
14 切断装置
15 板金断片
16 平形板金
17 板金コイル
18 板金断片
19 板金積層体

Claims (23)

1. 帯状板金（６）がまず構造化処理される、ハニカム体を構成する際に使用するための少なくとも一つの構造化された板金の製造方法において、構造化処理によって設定構造物高さ（SH）より大きな構造物高さ（Ｈ）を有する構造物（８）の形状が形成され、続いて帯状板金（６）が校正処理され、この校正処理の際板金（６）の構造物（８）の形状に、校正処理後の構造物（８）の同じ形状が設定構造物高さ（SH）に相当する構造物高さ（Ｈ）を有するような力が加えられることを特徴とする構造化された板金の製造方法。
2. 構造化処理中に板金（６）が互いにかみ合う二つの歯付き工具（２、３）間を通される請求項１記載の方法。
3. 板金（６）が、全歯高が設定構造物高さ（SH）より大きな歯付きロール（２、３）間を通される請求項２記載の方法。
4. 構造化処理中に板金（６）が互いにかみ合う二つの歯付きロール（２、３）間を通される請求項２又は３記載の方法。
5. 板金（６）が、構造化処理中に隙間高さ（ｈ）が板金（６）の設定構造物高さ（SH）より小さいかあるいは板金（６）の設定構造物高さ（SH）に相当する隙間（12）を通される請求項１ないし４のいずれか１つに記載の方法。
6. 隙間（12）が二つの軸線平行のロール（10、11）によって形成されている請求項４記載の方法。
7. 校正処理後に板金（６）の構造物のばね特性が検出され、このばね特性を考慮に入れて切断長さ（Ｌ）が求められ、この切断長さ（Ｌ）に相当した板金断片（15、16）が帯状板金（６）から切断される請求項１ないし６のいずれか１つに記載の方法。
8. 切断長さ（Ｌ）が別の処理過程に対する基準として使用される請求項７記載の方法。
9. 第１の帯状板金（６）がまず構造化処理されて構造物（８）の形状を形成され、第２の帯状板金（16）が第１の板金（６）上に置かれる、ハニカム体を構成する際に使用するための板金積層体（19）の製造方法において、設定構造物高さ（SH）より大きな構造物高さ（Ｈ）を有する構造物（８）の形状が形成され、続いて校正処理され、この校正処理の際第１の板金（６）の構造物（８）の形状に、校正処理後の構造物（８）の同じ形状が設定構造物高さ（SH）に相当する構造物高さ（Ｈ）を有するような力が加えられることを特徴とする板金積層体の製造方法。
10. 構造化処理中に板金（６）が互いにかみ合う二つの歯付き工具（２、３）間を通される請求項９記載の方法。
11. 第１の板金（６）が、全歯高が設定構造物高さ（SH）より大きい歯付きロール（２、３）間を通される請求項10記載の方法。
12. 構造化処理中に第１の板金（６）が互いにかみ合う二つの歯付きロール（２、３）間を通される請求項10又は11記載の方法。
13. 第１の板金（６）が、隙間高さ（ｈ）が第１の板金（６）の設定構造物高さ（SH）に相当する隙間（12）を通される請求項９ないし12のいずれか１つに記載の方法。
14. 隙間（12）が二つの軸線平行のロール（10、11）によって形成されている請求項13記載の方法。
15. 校正処理前に第２の板金（16）が第１の板金（６）上に置かれる請求項13又は14記載の方法。
16. 校正処理後に第２の板金（16）が第１の板金（６）上に置かれる請求項９ないし14のいずれか１つに記載の方法。
17. 校正処理後に第１の板金（６）の構造物のばね特性あるいは積層された板金（６、16）のばね特性が検出され、このばね特性に応じて切断される請求項９ないし16のいずれか１つに記載の方法。
18. 或る構造物高さ（Ｈ）を有する構造物形状を形成するために少なくとも二つの互いにかみ合う歯付き工具（２、３）を有する構造化装置（１）によって、ハニカム体を構成する際に使用するために構造化された板金の製造装置において、少なくとも二つの歯付き工具（２、３）が設定構造物高さ（SH）より大きい全歯高を有し、板金（６）の搬送方向に見て構造化装置（１）の後方に校正装置（９）が配置され、この校正装置によって板金（６）の構造物（８）の形状に、校正処理後の構造物（８）の同じ形状が予め定められた設定構造物高さ（SH）に相当する構造物高さ（Ｈ）を有するような力が加えられることを特徴とする構造化された板金の製造装置。
19. 構造化装置（１）が少なくとも二つの互いにかみ合う歯付きロール（２、３）を有していることを特徴とする請求項18記載の装置。
20. 校正装置（９）が、板金（６、16）が間を通される少なくとも二つの校正工具（10、11）を有し、これらの校正工具（10、11）が歯付き工具（２、３）の全歯高（PH）より小さな隙間高さ（ｈ）の隙間（12）を形成していることを特徴とする請求項18又は19記載の装置。
21. 校正工具が軸線平行に配置された二つのロール（10、11）であることを特徴とする請求項20記載の装置。
22. 校正装置（９）の後方に、板金（６、16）のばね特性を検出する測定装置（13）およびそのばね特性に応じて板金（６、16）を切断する切断装置（14）が置かれていることを特徴とする請求項18ないし21のいずれか１つに記載の装置。
23. 校正装置（９）の隙間高さ（ｈ）が調整可能であることを特徴とする請求項18ないし22のいずれか１つに記載の装置。

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