JP5057670B2 - 構造化されたシート金属層を製造するための方法および工具 - Google Patents
構造化されたシート金属層を製造するための方法および工具 Download PDFInfo
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Description
A) シート金属ホイルを成形し、それによって第1の一次構造の幅を有する一次構造
を製造するステップと、
B) 一次構造を設けられたシート金属ホイルを成形し、それによって二次構造を製造するステップと、
C) 構造化されたシート金属ホイルを成形し、それによって第1の一次構造の幅より小さい第2の一次構造の幅を製造するステップとを含む。
すると、シート金属ホイルは、ここではいわゆる「連続的な」シート金属ホイルを暗示することが意図され、つまり、シート金属ホイルは、たとえば、触媒活性コーティングのための触媒キャリアとして使用されるときに最終的に有するであろう寸法をまだ有していない。この点で、分離エッジの導入は、この「連続的な」シート金属ホイルがここで形に切断されることを意味するものではなく、シート金属ホイルは大きくはその長さを保持することを意味する。シート金属ホイルの部分的な領域を完全に分離する代わりに、ここでは内部領域に複数の分離エッジを提供することが提案される。このことは、分離エッジの少なくとも一部がシート金属ホイルの材料によって完全に封じ込められること、つまり、ある種のスリット、亀裂、開口部、穴等を形成することを意味する。分離エッジは、同時に規則的なパターンで配置されることが好ましく、たとえば、規則的な距離で行または列に配置され、シート金属ホイルの部分的なセクションにこれらパターンを異なるように構成することも可能であり、つまり、たとえば、1つのセクションで別のセクションよりも分離エッジ間の距離を大きくすることも可能である。
A) 切断
B) 押圧
C) 打抜き
D) ドリル加工
E) エッチング
の少なくとも1つの方法を使用して実現され、それによって複数の通路が製造されることが提案される。明らかにするため、ここでは通路は分離エッジによって少なくとも部分的に規定されることを理解されたい。この場合、通路という言葉は、円形、楕円形または同様の比較的大きな穴などの丸みのある外形に関することが好ましい。通路は、対向する分離エッジに関して、0.2mmから6mmの最大の距離を有することが好ましい。特に、シート金属ホイルの材料、通路のサイズおよび/または数に従って、上述の方法のうちの1つを選択すると有利である。
合、回転工具を用いたドリル加工も製造方法として使用され得る。
内で行なわれ、図1に示されるさらなる通路は、実際の二次構造を生成するときに形成される。
「平方インチ当たりのセル」を意味し、1cpsiは、6.4516cm2当たり1つの導管にほぼ対応する。
イドは、とりわけシート金属ホイルを工具を通して前進させるかまたは運ぶように働く。この方法に関して既に上述のように、この工具は、既に構造化されたシート金属ホイルの第1の一次構造の幅より小さい第2の一次構造の幅を製造するように既に構造化されたシート金属ホイルを成形する。ここで説明されるセグメントは既存の一次構造と係合させられ、つまり、セグメントは複数の極端と接触し、シート金属ホイルの特定のセクションで1つの整列で各極端(つまり、たとえば、波形の頂点または波形の谷)と接触し、または好ましくはシート金属ホイルのセクションで一次構造の各極端(波形の頂点および波形の谷である)と接触する。シート金属ホイルの両側からセグメントを一次構造に係合させると特に有利である。このような態様では、特に対称に応力が加わり、均一に変形が行なわれるからであり、この効果は、セグメントが異なる側から交互にそれぞれ頂点および隣接する谷に接触する場合に例外的な程度で実現される。
てもよい。これは、たとえば、第1のステップで、二次構造を成形するためにパンチが移動される前に、セグメントは一次構造に係合し、シート金属ホイルの一次構造の幅は最終的に低減されることを意味する。
造の高さ13は第2の一次構造の高さ15より小さいことが図からわかる。多重構造化されたシート金属ホイルを製造するためのここに示される方法では、2未満の、第2の一次構造の高さ15に対する第2の一次構造の幅7の比を有する、一次構造4を有するシート金属ホイル1を製造することが可能である。
きい、特に650cpsiより大きい導管の密度を有することが好ましく、多重構造化されたシート金属ホイル1および中間層20は、0.01mmから0.05mmのホイルの厚み18を有する。
Claims (20)
- 多重構造化されたシート金属ホイル(1)を製造するための方法であって、少なくとも以下のステップを含み、前記以下のステップは、
A) 第1の工具を用いて、前記シート金属ホイル(1)を波形に成形し、それによって第1の一次構造の幅(5)を有する一次構造(4)を製造するステップと、
B) 第2の工具を用いて、一次構造(4)を設けられた前記シート金属ホイル(1)のスリットが設けられた頂部(14)を成形し、それによって二次構造(6)を製造するステップと、
C) 前記第2の工具を用いて、前記一次構造(4)が設けられたシート金属ホイル(1)を成形して、前記第1の一次構造の幅(5)より小さい第2の一次構造の幅(7)を製造し、かつ前記第1の一次構造の高さ(13)より前記第2の一次構造の高さ(15)を高くするステップと、
ステップA)と同時に、前記シート金属ホイル(1)の内部領域(3)に前記スリット(2)を導入するステップとを含み、
ステップC)は、ステップB)中に同時に行なわれ、前記第1の一次構造の幅(5)の80%未満の前記第2の一次構造の幅(7)を生じさせる、方法。 - 前記スリット(2)の導入は以下の製造方法の少なくとも1つを使用して実現され、それによって複数の通路(8)を製造されることを特徴とし、前記以下の製造方法は、
切断と、
押圧と、
打抜きとを含む、請求項1に記載の方法 - ステップA)中に、前記シート金属ホイル(1)は相互に噛み合う歯の輪郭(9)によって曲げられて、規則的な、繰返す波形(10)が一次構造(4)として製造されることを特徴とする、請求項1または2に記載の方法。
- ステップB)は、第1の一次構造の幅(5)より小さい幅(12)を有する二次構造(6)を製造することを特徴とする、請求項1から3のいずれかに記載の方法。
- 前記二次構造(6)は前記一次構造(4)の極端(14)に沿って延在することを特徴とする、請求項1から4のいずれかに記載の方法。
- 前記二次構造(6)は前記一次構造(4)の極端(14)に平行に延在することを特徴とする、請求項1から5のいずれかに記載の方法。
- 前記二次構造(6)はそれが前記シート金属ホイル(1)に通路(8)を形成するように設計されることを特徴とする、請求項1から6のいずれかに記載の方法。
- ステップC)において、第2の一次構造の高さ(15)の80%未満の第1の一次構造の高さ(13)となるように第2の一次構造の高さ(15)を第1の一次構造の高さ(13)よりも高くすることを特徴とする、請求項1から7のいずれかに記載の方法。
- ステップC)中に、第2の工具(17)のセグメント(16)は前記極端(14)によって形成された前記一次構造(4)にわたって係合することを特徴とする、請求項1から8のいずれかに記載の方法。
- 多重構造化されたシート金属ホイル(1)は、0.05mm未満のホイルの厚み(18)を有する高耐熱性および耐食性の材料から製造されることを特徴とする、請求項1から9のいずれかに記載の方法。
- 3.0mm未満の第2の一次構造の幅(7)を有する多重構造化されたシート金属ホイル(1)が製造されることを特徴とする、請求項1から10のいずれかに記載の方法。
- 1.5mmより大きい第2の一次構造の高さ(15)を有する多重構造化されたシート金属ホイル(1)が製造されることを特徴とする、請求項1から11のいずれかに記載の方法。
- 少なくとも部分的に多重構造化されたシート金属ホイル(1)を含む金属のハニカムモノリスを製造するための方法であって、少なくとも1つのシート金属ホイル(1)は請求項1から12のいずれかに従って製造され、前記シート金属ホイル(1)は、一次構造(4)によって少なくとも部分的に規定される複数の導管(21)を有するハニカムモノリス(19)が形成されるように積み重ねられるかまたは巻かれることを特徴とする、方法。
- 前記二次構造(6)は隣接する導管(21)への開口部(22)が形成されるように設計されることを特徴とする、請求項13に記載の方法。
- 少なくとも46.5セル/cm2の単位面積当りの導管密度が製造されるように前記シート金属ホイル(1)は積み重ねられるかまたは巻かれることを特徴とする、請求項13または14に記載の方法。
- 前記ハニカムモノリス(19)を形成する前記シート金属ホイル(1)は、互いにおよびケーシング(23)に接合されて、少なくとも部分的に前記ハニカムモノリス(19)を封じ込めることを特徴とする、請求項13から15のいずれかに記載の方法。
- 前記ハニカムモノリス(19)を形成する前記シート金属ホイル(1)は、コーティング(24)を少なくとも部分的に設けられることを特徴とする、請求項13から16のいずれかに記載の方法。
- 多重構造化されたシート金属ホイル(1)を製造するための工具(17)であって、前記工具(17)には波形の一次構造(4)を有するシート金属ホイル(1)が供給され、前記工具(17)は、前記一次構造(4)の方向に互いからある間隔(29)に配置されたセグメント(16)を有し、前記工具(17)は前記間隔(29)を変化させるための手段(30、31、32、33)を含み、前記セグメント(16)は、シート金属ホイル(1)の高い点および低い点の両方に係合し、
前記工具(17)は、既に一次構造(4)を設けられた前記シート金属ホイル(1)の頂部(14)に二次構造(6)を製造するための少なくとも1つのエンボス要素(35)を有することを特徴とする、工具(17)。 - 前記セグメント(16)間の前記間隔(29)は、少なくとも15%低減可能であることを特徴とする、請求項18に記載の工具(17)。
- 前記セグメント(16)はそれらの長さ(34)にわたって互いから同じ間隔(29)にあることを特徴とする、請求項18または19に記載の工具(17)。
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