KR101065102B1 - 구조적 시트금속박 및 촉매담체를 제조하기 위한 방법 및 기기 - Google Patents

구조적 시트금속박 및 촉매담체를 제조하기 위한 방법 및 기기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 A) 제 1 파형부 너비(5)를 갖는 파형부(4)를 만들기 위하여, 시트금속박(1)을 성형하는 단계; B) 가이드부(6)를 만들기 위하여, 상기 파형부(4)가 제공된 상기 시트금속박(1)을 성형하는 단계; C) 제 2 파형부 너비(7)가 상기 제 1 파형부 너비(5)보다 작게 만들어지도록, 다중 구성된 시트금속박(1)을 성형하는 단계를 포함하는 다중구성된 시트금속박(1)을 위한 방법과 관련된다. 본 발명은 또한, 배기가스정화를 위한 다중구성된 시트금속박(1)을 포함하는 지지체 및 다중구성된 시트금속박(1) 제조를 위한 기기와 관련된다.
시트금속박, 파형부, 가이드부, 허니콤, 배기가스

Description

구조적 시트금속박 및 촉매담체를 제조하기 위한 방법 및 기기 {METHOD AND TOOL FOR PRODUCING STRUCTURED SHEET METAL LAYERS, AND CATALYST CARRIER}
본 발명은 구성된 시트금속박(1)을 제조하기 위한 방법, 자동차 내연기관의 배기시스템을 위한 다중구성된 시트금속박(1)을 포함하는 촉매담체(catalyst carrier), 및 다중구성된 시트금속박(1)을 제조하기 위한 기기와 관련이 있다.
예컨대, 불꽃점화식 및 디젤기관과 같은 자동차 내연기관의 배기방출처리에 있어서, 배기라인에 상대적으로 큰 표면을 제공하는 부품 또는 구조의 배열은 이미 알려져있다. 이러한 부품들은 일반적으로, 촉매적으로 활성하거나, 유사한 코팅인 흡착제로 제공되는데, 상기 부품의 넓은 표면은 배기가스의 빠른 유입시 정밀 접촉을 보장한다. 예컨대, 상기 부품은 배기가스에 함유된 분진을 여과하기 위한 여과소자, 배기가스에 함유된 오염물질(NOX와 같은)을 적어도 일시적으로 저장하기 위한 흡수기, 촉매변환장치(예컨대, 3원 촉매변환장치, 산화형 촉매변환장치, 환원형 변환장치, 등), 배기가스유입의 유동에 영향을 미치며 스와이어링(swirling) 하기 위한 확산기, 또는 내연기관의 출발시동(cold starting) 후 미리 예정된 온도로 상기 배기가스에 열을 가하는 가열소자를 포함한다. 이하의 담체기질(carrier substrate)은 기본적으로 자동차의 배기시스템에서 월등한 알맞는 사용조건을 입증하였다. 세라믹 하니콤 모놀리스, 압출 하니콤 모놀리스 및 하니콤 모놀리스(honeycomb monoliths)는 금속박으로 만들어진다.
이러한 담체기질이 항상 담체기질의 기능을 적합하게 하기 위해 조절될 수 있다는 사실은, 높은 내열 및 내식 시트금속박(1)이 기본 물질로써 공급하기에 특히 적합하다는 것을 의미한다.
촉매담체를 형성하기 위해 주물에 삽입하며, 하나 또는 그 이상의 전술한 코팅에 제공될 수 있는 다수의 적어도 부분적으로 구성된 시트금속박(1)을 사용하여 하니콤 모놀리스을 제조하는 것은 이미 잘 알려져 있다. 상기 적어도 부분적으로 구성된 시트금속박(1)은 기본적으로 서로 평행하게 배열된 덕트들을 형성하기 위해 배열된다. 이것을 보장하기 위해 다소의 상기 시트금속박(1)은 그 예로 특히 사인형주름형인 보통의 순환구조와, 직사각형주름, 삼각형주름, 오메가형주름 또는 기타 등등인 톱니구조로 구별하는 특징 중 어느 하나인 파형부로 제공된다. 이러한 파형부로 제공되는 시트금속박(1)은 하나를 다른 것의 위로 쌓아 올려지며(혹은 부드러운 내층과 서로 엇갈리는), 서로 연결되며, 주물로 삽입된다. 이러한 방법으로 하니콤 모놀리스가 형성되는데, 하니콤 모놀리스는 기본적으로 서로 평행한 덕트들을 갖는다.
또한, 얇은 층류가 즉시 배기가스를 형성하는 것을 방해하도록 의도된 가이드부의 상기 시트금속박(1)으로의 혼합은 상기 덕트의 중심에 위치된 부분적 배기가스유입의 영역과, 예컨대 촉매적으로 활동하는 덕트벽 영역 사이에서 가스교환없이 발생한다는 것은 알려져있다. 이러한 가이드부는 그에 맞게 상기 덕트 내부로 상기 부분적 배기가스유입의 스와이어링 형성의 결과 입사유입을 위한 표면들을 제공한다. 이것은 상기 덕트벽을 사용하여 배기가스에 함유된 오염물질의 정밀접촉이 보장되기 때문에, 오염물질의 정밀접촉이 스스로 상기 부분적 배가가스유입의 강한 혼합을 이끈다. 부분적 배기가스유입 사이에서 적합한 덕트로 가스의 교환을 허용할 덕트를 가로지르는 유입통로를 형성하는 것은 상기 가이드부를 사용함으로써 더욱더 가능하다. 이러한 이유 때문에 가이드부는 그 예로 배플(baffle), 미세구조, 돌출부, 프로젝션부, 베인(vane), 판, 홀 또는 기타등등을 포함하는 것으로 알려졌다. 이러한 면에서, 상기 금속 하니콤 모놀리스의 제조에서 현저하게 더 다양한 이 결과는, 적어도 뒤의 경우에 상기 복합덕트벽이 단지 개념적으로 높은 기술적 비용에서 이뤄질 수 있기 때문에 세라믹물질의 결과들과 비교된다.
또한, 배기가스에 함유된 상기 오염물질이 상기 기관 구동 후 실질적으로 지연없이 변환되어야 하는 것이 배기방출처리에 있어서 특히 중요하다. 이것은 특히 법적규제 또는 가이드라인에 따라서 높은 효율로 행해져야 한다. 이러한 이유때문에, 과거에 사용되어온 상기 금속박은 더 얇게, 더욱 얇게 된다. 매우 얇은 시트금속박(1)은 상기 표면 비열능력이 매우 느리다는 것을 의미한다. 즉, 상대적으로 작은 것은 상기 통과하는 배기가스유입으로부터 추출되며, 상기 시트금속박(1) 스스로 경험온도가 상대적으로 빠르게 증가한다. 이것은 상기 촉매적으로 활동하는 코팅이 일반적으로 단지 230℃ 에서 270℃까지 순서의 일정한 구동온도로부터 상기 오염물질을 변환하기 위한 상기 배기시스템구동에 사용된다. 시트금속박(1)은 단지 몇 초 후 적어도 98%의 효율로 오염물질을 변환할 목적으로 사용되어 왔으며, 그 예로써, 20의 박 두께를 갖는다.
그러나, 상기 구동된 물체는 많은 제조문제 및 적용문제를 발생시킨다. 상기 세선세공(filigree)구조, 특히 상기 가이드부의 제조는 일반적으로 매우 비싼 고도의 정밀세공을 요하며, 이에 따라 작업시간이 길어야한다. 동시에, 중요한 것은, 형성하며 때때로 절단하는 제조작업이 수행되어야만 한다는 사실을 받아들여야만 한다는 것이다. 작업비용을 절약하기 위해, 가능한 한 많은 기계화작업이 하나의 기기로 통합되어왔는데 증가하는 기기마모는 상기 가이드부의 설계결과 관찰되었다. 또한, 상기 상대적으로 얇은 시트금속박(1)이 가능한 한 원하지 않는 냉간변형에 노출되는 것 없이 알맞은 비율로 공급되어야 한다는 문제가 있다. 상기 경화변형이 상기 시트금속박(1)의 특성형성에 역효과를 가질 수 있다. 상기 낮은 재료두께 때문에, 더욱 상기 시트금속박(1)의 일부에 주름 및/또는 말림이 증가하는 경향의 위험이 있다. 그 예로써, 상기 주름들은 덕트들이 아마도 방해받게 될지도 모르거나 또는, 갈라진 금들이 형성될지도 모른다는 것을 의미하며, 높은 열 및 동적응력 때문에 자동차의 상기 배기시스템을 통해 후에 퍼질 것을 의미하는데, 그에 의해서, 하니콤 모놀리스의 구조보전을 위험하게 한다. 또한, 상기 주름들 또는 변형된 파형부 및/또는 가이드부는 상기 배기가스에 원치않는 방해를 제공하며, 따라서 증가된 배압이 아마도 상기 하니콤 모놀리스의 업스트림을 인지되도록 할지도 모르며, 이는 기관출력을 감소하도록 할 수 있다.
이것으로부터 처리하는, 본 발명의 목적은 상술한 기술적 문제들을 극복하는 것이다. 특히, 일 목적은 다중구성된 시트금속박(1)을 제조하기 위한 방법을 상세화하기 위한 것이며, 경제적이고 바람직하게는 연속적이도록 하며, 상기 시트금속박(1)의 지나친 경화변형을 피하도록 하며, 서로 다른 가이드부의 설계를 허용하며, 자동차 내연기관의 상기 배기시스템에서 특히, 높은 덕트 밀도들 및 통합된 가이드부의 경우에 낮은 흐름저항을 가지도록 의도된 상기 촉매담체의 제조에 알맞는 파형부를 산출하기 위함이다. 특히 얇은 시트금속박(1)으로 복잡하고 공기역학적으로 적절한 구조를 도입하기에 알맞는 그리고 이러한 것들을 수정하기에 알맞는, 다중구성된 시트금속박(1)을 제조하기 위한 기기를 추가적으로 상세히 설명하고자 한다.
이러한 목적은 청구항 1의 특징에 따른 다중구성된 시트금속박(1) 제조을 위한 방법, 청구항 22의 특징에 따른 자동차 내연기관의 배기시스템을 위한 촉매담체, 및 청구항 23의 특징에 따른 다중구성된 시트금속박(1) 제조를 위한 기기에 의해 달성된다. 특히, 유리한 개발은 각 독립항에 묘사되어 있고, 상기 특징들이 서로 적절하게 결합될 수 있도록 나타나있다.
다중구성된 시트금속박(1)을 제조하기 위한 본 발명에 따른 방법은 적어도 다음 단계를 포함한다.
A) 제 1 파형부 너비(5)를 갖는 파형부(4)를 만들기 위하여, 시트금속박(1)을 성형하는 단계;
B) 가이드부(6)를 만들기 위하여, 상기 파형부(4)가 제공된 상기 시트금속박(1)을 성형하는 단계;
C) 제 2 파형부 너비(7)가 상기 제 1 파형부 너비(5)보다 작게 만들어지도록, 다중 구성된 시트금속박(1)을 성형하는 단계
그렇게 함으로써, 만약 A)단계 이전에 다중분리엣지(multiple separating edge)가 기본적으로 시트금속박(1)판의 내부 영역에 도입되었다면(단계 a)) 특히 이점이 있다.
반복을 피하기 위해, 상기 방법의 각 단계는 이하에는 단지 일치하는 알파벳에 의해 표시될 것이다.
본 발명은 가능한 한 많은 작업이 동시에 및/또는 하나의 기기로 수행되기 때문에 비용에 근거한, 제조방법 배열의 개념으로부터 출발하는 것을 시작으로 인식되어야만 한다. 이러한 점에서, 설명된 상기 단계 a), A) 내지 C)는 방법에 있어서 단계들로써 특히, 서로 독립적이고 분리적으로 운용되는 단계로써 고려된다. 특히, 또한 이것은 제1(단지 하나임) 분리엣지 그리고 상기 파형부는 상기 가이드부 다음에 오며, 그런 다음 상기 감소된 파형부 너비는 차례로 제조된다. 그 예로써, 상기 연속적인, 단계적 제조는 자동차의 배기시스템에서 작업중에 있는 동안에 상기 시트금속박(1)의 조기 악화를 피할 수 있다는 것을 의미한다. 상기 기기의 감소된 응력의 결과라는 것을 또한 알게 되며, 그래서 이것은 구부림용 및 형성용 엣지에 대한 마모가 현저하게 감소된다. 동시에, 단지 둘 또는 셋의 분리적으로 수행된 작업으로 다중구성된 시트금속박(1)을 제조하는 방법으로, 시트금속박(1)은 결국 제 2 파형부 너비(7)를 갖는 파형부 및 가이드부를 갖도록 제조된다. 이러한 이유 때문에, 상기 단계 a), A) 내지 C)의 어느 것도, 예컨대 한 기기에서 서로 다소 조합되거나 서로 동시에 수행되는 단계들을 결국 전체적으로 생략되도록 하지 않는다.
특히, 다중구성된 시트금속박(1)을 제조하기 위한 더 좋은 다른 방법은 이하에서 조합되거나 동시에 수행되는 단계를 표현하는 괄호로 묶인 알파벳 조합으로 설명될 것이다: a+A+B+C; (a+A)+B+C; (a+A)+(B+C); a+A+(B+C); (a+A+B)+C; a+(A+B)+C. 단계 a)와 관련해서, 이것은 아마 직접적으로 단계 B)로 통합될 수 있다는 것을 다시 지적되어야만 하며. 즉, 정확하게 상기 시트금속박(1)이 파형부로 제공될 때, 재료의 분리가 발생하는 상기 방법으로 형성되며, 즉 분리엣지(edge)가 가이드부로 동시에 제조된다. 이러한 경우에 다음의 다른 방법은 특히 발생 될 것이다: A+a/B+C; (A+a/B)+C, 분리엣지 및 가이드부로 동시제조를 나타내는 상기 용어"a/B". 원칙적으로 상기 개별 작업의 이층구조는 특히 더 좋으며, 그것의 정확한 핵심은 단계 B) 및 C)가 단일 작업으로 또는 단일 단계로 함께 착수되는 것이 아니라, 오히려 각 단계 B) 및 C)가 다른 상태에서 또는 다른 기기의 사용 또는 다른 시간에 수행되는 것이 보장되어야한다는 것이다.
다음의 상세한 핵심은 상기 방법에 있어서 단계에 관해 인식되어야만 한다.
a)에서, 이것과 관련해서, 기본적으로 형성되지 않은 시트금속박(1)이 가정되며, 이러한 시트금속박(1)은 바람직하게 직접적으로 코일로부터 뽑혀지게 되는 것을 의미한다. 상기 시트금속박(1)은 바람직하게 상대적으로 높은 비율의 알미늄, 크롬, 몰리브덴 또는 동등한 성분을 갖는 내열, 내식 재료를 포함한다. "판"이라는 용어는 이 문맥에서 구조는 아직 도입되지 않았다는 의미로 받아들여지며, 상기 시트금속박(1)은 그러므로 기본적으로 이차원으로 확장한다. 다중구성된 시트금속박(1)을 제조하기 위한 방법에 있어서 단계가 어떠한 방해없이 적어도 크게 수행된다는 사실의 관점에서, 시트금속박은 여기에서 소위 "연속적인" 시트금속박(1), 즉, 예를 들면 상기 금속박은 촉매적 활동 코팅을 위한 촉매담체로써 사용할 때 가지는 상기 차원을 아직 가지지않은 시트금속박을 함축하도록 의도되었다. 이러한 점에서, 분리엣지의 도입은 여기에서 이러한 "연속적인" 시트금속박(1)이 형체를 이루기 위해 자르는 의미로 받아들여지는 것이 아니라, 오히려 상기 시트금속박(1)이 길이를 크게 유지하는 의미로 받아들여진다. 상기 시트금속박(1)의 부분적 영역의 완전한 분리 대신에, 여기서는 내부영역에 다중 분리엣지를 제공하는 것이 제안되었다. 이것은 적어도 다소의 분리엣지가 완전하게 상기 시트금속박(1)의 재료에 의해 둘러쌓인다는 의미이며, 즉, 슬릿, 틈, 구멍, 홀 또는 기타등등의 형태를 형성하는 것이다. 상기 분리엣지는 바람직하게 동시에 규칙적인 패턴, 예컨대 규칙적인 간격의 선 또는 열로, 배열되는데, 상기 시트금속박(1)의 일부 절단부에서 이러한 패턴을 다르게 구성하는 것이 차례로 가능하게 되며, 그 예로써, 다른 절단부보다 일 절단부에서 상기 분리엣지 사이의 더 큰 거리를 허용하는 것이다.
상기 분리엣지 그들 스스로 서로 다른 기능을 갖는다. 그래서 이러한 분리엣지는 그 예로써, 상기 가이드부를 성형하기 위한 형성용기의 점진적인 연동상태를 보장하기 위해 제공된다. 상기 분리엣지는 추가적으로 연속형성용기기와 관련해서 상기 시트금속박(1)을 정렬시키는데 사용된다. 그러나, 분리제조는 매우 정밀하게 정렬되고 실행된 분리엣지로 귀착하는 것에 특히 장점이 있다. 이런 식으로, 차후의 기계구동에 있어서 상기 시트금속박(1)의 주름 및 변형은 피하게 된다.
A)에서, 제 1 파형부 너비(5)를 가지는 파형부가 제조되도록 하기 위한 상기 시트금속박(1)의 형성은 바람직하게는 연속적이다. 특히, 물결주름 롤링 및 구부림롤러의 두 제조방법은 스스로 상기 파형부의 제조를 위해 제공한다. 구부림 형성의 이러한 방법에 있어서, 회전 또는 세공 윤곽롤이 사용되며, 상기 시트금속박(1)으로 서로 맞물림이 회전 또는 세공 윤곽롤을 통해 공급된다. 물결주름 롤링에서 상기 시트금속박(1)은 형성과정 내내 윤곽톱니를 둘 다 상호 맞물리도록 측면을 접촉하고 있으며, 반면에 구부림롤러에서 상호접촉은 일반적으로 단지 윤곽톱니 외항(extreme)영역 또는 윤곽톱니 기저부의 영역에서 발생한다. 각 경우에, 파형부가 산출되며, 휨판은 기본적으로 회전기기의 축에 수직이다. 상기 방법에 있어서 이러한 단계는 일반적으로 만일 인장력이 상기 시트금속박(1)에 도입되면 매우 작은 상기 시트금속박(1)의 형성동안, 그로 말미암아 순수 휨에 크게 기여하게 되는 상기 방법으로 수행된다. 그 예로써, 이것은 간격이 상기 시트금속박(1)을 제공받는 것을 통한 기기 형성 사이에서 제공되는 것으로 달성되며, 상기 간격은 상기 시트금속박(1)의 두께보다 더 큰 넓이를 갖는다. 이것은 상기 시트금속박(1)을 소정의 지점에서 꽉 막히도록 함으로써, 공급을 차단하는 것을 막기 위해 제공된다. 그 결과로써, 상기 형성된 시트금속박(1)은 특히 촉매담체로써 사용될 때, 조기고장의 원인이 될 수도 있는 재료적 결점을 갖지 않게 될 것이다.
특히, 인장력 도입 없이 형성과정을 실시하는 바람직한 방법은, 잇따라 일어나는 단계 B) 및 C) 중 적어도 어느 하나를 수행할 때, 또한, 뒤따르게 되는 것이다.
B)에서, 단계 B)에 따라서, 이미 파형부로 제공된 상기 사전 처리된 시트금속박(1)이 지금 가이드부로 제공된다. 상기 가이드부는 상기 파형부에 겹쳐지는데, 즉, 파형부를 위치적으로 수정하거나, 또는 해체한다. 그래서, 그 예로써 상기 파형부는 적어도 부분적으로 행해지지 않게 되는 것, 서로 교체되는 것 및/또는 증강되는 것이 가능하다. 상기 시트금속박(1)에 또는 위의 상기 위치는 파형부 및 가이드부 사이의 구별을 위한 표준으로써 제공될 수도 있다. 상기 파형부는 일반적으로 평행을 상기 "연속적인" 시트금속박(1)의 방향으로 확장한 상기 시트금속박(1)의 엣지(edge)를 보는 것에 의해 간단하다고 인식될 수 있다. 기본형 또는 파형부는 일반적으로 이러한 엣지로부터 명백히 식별할 수 있다. 반면에, 상기 가이드부는 기본적으로 수평의 엣지로 수정함으로써 수직가동하는, 특히 때때로 중단되는 사실이 되는, 다시 말해서 가이드부를 지역적으로 반복하는 상기 금속박의 엣지로부터 종종 더욱 쉽게 구별할 수 있다.
C)에서, 이 형성단계에서, 지금 이미 두 파형부 및 가이드부로 제공된 상기 시트금속박(1)의 파형부는 이제 다시 가공된다. 이러한 형성단계의 결과로써, 상기 파형부는 제 2 파형부 너비(7)를 획득하며, 상기 제 2 파형부 너비(7)는 상기 형성단계 A)후의 제 1 파형부 너비(5)보다 적다. 즉, 상기 파형부는 함께 힘을 받거나, 한데 모이거나, 더욱 단단하게 압력받거나 또는 끼워지거나 기타 등등하게 된다. 파형부 너비는 여기서는 서로 인접한 두 개의 동일하게 정열된 상기 파형부의 외항 사이의 거리를 의미하는 것으로 받아들여진다. 그 예로써, 만약 파형부가 마루(peak) 및 골(valley)를 갖는 물결주름이라면, 상기 파형부는 물결주름의 진로에서 서로 직접적으로 연속된 두 개의 마루사이의 거리이다. 상기 파형부 너비 감소의 주요효과는 더욱 가파르게 오르내리는 상기 외항 사이에 놓인 상기 시트금속박(1) 영역들을 함께 더 가깝도록 외항을 이동시키는 것이다. 두 단계에서 상기 파형부의 제조은 특히 상기 가이드부의 겹침과 관련해서 특히 장점이 있다. 특히, 매우 작은 파형부 너비를 갖는 상기 파형부 및 상기 가이드부를 동시에 제조하는 것은, 가이드부가 상기 파형부의 외항 영역에서 크게 배열되기 때문에, 매우 정교한 기기를 요한다. 작은 파형부 너비는 또한 상대적으로 제한된 외항에서 끝나는데, 이는 추가적인, 분리 또는 형성단계는 상기 세선세공기기의 가느다란 끝단면에서 수행되어야만 하기 때문이다. 이것은 기기 끝단면 마모의 증가를 이끄며, 상기 높은 정도의 시트금속박(1) 변형 때문에, 위험의 증가를 피하게 한다. 뒤의 단계에서 서로 상기 파형부를 모으거나, 밀치는 것은, 더욱 견고한 기기가 상기 가이드부 제조에 사용될 수 있으며, 그것에 의해 상기 기기의 유효수명이 현저하게 증가한다는 것을 의미하는데, 그래서 현저하게 더 많은 시트금속박(1)이 같은 기기를 사용하는 것에서 규격화될 수 있다.
본 발명에 따른 일 실시예에 따르면, 상기 분리엣지의 도입이
A) 절삭
B) 프레싱
C) 압형
D) 드릴링
E) 에칭
생성방법 중 적어도 어느 하나의 사용에 의해 이루어지며 이에 따라 다중통로를 생성하는 것을 목적으로 한다. 명료하게 하기 위해, 상기 통로는 적어도 상기 분리엣지에 의해 부분적으로 정의된 것으로 여기서는 인식되어야 한다. 이러한 경우에, 상기 "통로"라는 용어는 바람직하게 기본적으로 원형의, 타원형의 또는 그와 유사한 것과 같이 상대적으로 큰 홀(hole)을 갖는 둥근 윤곽과 연관된다. 상기 통로는 바람직하게 분리엣지를 마주보게 하는 것과 관련해서 0.2로부터 6㎜까지의 최대 거리 범위를 갖는다. 특히 상기 시트금속박(1)의 재료 및 상기 통로의 크기 및/또는 개수에 따라 전술한 방법 중의 하나를 선택하는 것이 장점이다.
절삭에서, 상기 시트금속박(1)은 절삭펀치에 의해 절삭력의 적용을 받는데, 상기 절삭펀치는 상기 절삭펀치로부터 멀리 떨어진 면에 제공된 절삭판을 관통할 수 있다. 상기 시트금속박(1)에 작용하는 힘의 증가는 상기 절삭펀치가 유연하게 변형되는 재료인 상기 박으로 관통하도록 하는 원인이 된다. 상기 전단영역에서 재료의 유동성이 소모되었을 때, 일반적으로 절삭판으로부터 발산되는 균열이 발생하는데, 균열은 분쇄를 통해서 재료의 분리를 이끌며, 그럼으로써 분리엣지의 구조를 이끈다.
프레싱에서, 사용은 기본적으로 같은 원리로 행하지만, 프레싱에서 통로뿐만 아니라 분리엣지와 유사한 플렌지(flange)도 형성하는 것이 가능하다. 절삭과 압형사이에서의 차이는, 압형에서 동공(hollow)절삭펀치가 바람직하게 선택되며 상기 분리과정이 기본적으로 상기 절삭펀치가 관통되지않는 절삭판면에 형성된다는 것이다.
더 두꺼운 재료에, 또는 다중시트금속박(1) 모두가 분리엣지에 제공되는 곳에, 회전식 기기를 사용한 드릴링은 또한 제조방법으로써 사용될 수 있다.
특히 작은 통로가 특히 매우 얇은 박에서 제조된다면, 이것은 또한, 예컨대 시트금속박(1)에 위치된 홀마스크에 의해 행해질 수 있으며, 그리고 나서 에칭방법이 바람직한 영역에서 상기 시트금속박(1)의 화학적 변형의 결과로써, 상기 홀 마스크를 통해 상기 시트금속박(1)에 적용된다.
상기 기술에서 당업자는 이러한 제조방법에 익숙해질 것이며, 적용하기 위해 적절한 제조방법 A 내지 E 특정을 선택하기 위한 위치에 있을 것임을 상기와 관련해서 인식되어야 한다.
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본 발명에 따른 다른 실시예에 따르면, 제 1 형성단계 A)동안 프로파일 톱니를 서로 맞물리게 하는 것에 의해 상기 시트금속박(1)이 구부러지도록 하여, 기본적으로 규칙적이고, 반복적인 주름이 파형부로써 제조되도록 하는 것이 제안된다. 이러한 서로 맞물리는 프로파일 톱니는 바람직하게 회전식기기의 일부이며, 주름 롤링 또는 주름 감기 제조방법에 의해 파형부를 제조한다. 기본적으로 주름의 사인형 모양은 바람직하게 상기 과정에서 제조된다.
단계 a) 및 A)는 제 1 기기에 의하여 성형되는 것이 추가적으로 제안되며, 상기 파형부 단계 a)는 바람직하게 상기 절삭 제조방법 및/또는 주름 롤링 제조방법에 의해 단계 A)에서 제조되는 기본구조를 포함한다. 상기 단계 a)및 A)의 조합은 여기서 비용 및 시간의 관점으로부터 특히 이득이 있다. 동시 과정 수행에도 불구하고 여기서 어떠한 원하지 않는 상기 시트금속박(1)의 변형없이 높은 정도의 정확성을 얻을 수 있기 때문에, 상기 단계의 어느 것도 상기 시트금속박(1)의 어느 정도의 형성을 요구하지 않으며, 증가하는 경향을 이끌지도 않는다.
본 발명에 따른 또 다른 실시예에 따르면, 특히 80%보다 적고, 바람직하게는 55%보다 작은 제 1 파형부 너비(5)보다 작은 파형부 너비를 갖는 가이드부는 제 2 단계 B)형성 동안 제조된다. 이것은 상기 가이드부가 전체 파형부 너비 이상으로 확대되지 않는다는 것을 의미하며, 여기서는 상기 파형부 너비 및 상기 가이드부 너비가 서로 평행으로 배열된다는 것이 가치가 없다는 것을 의미한다. 이것은 특히 입사플로, 배플, 베인 기타 등등을 위해 분리엣지를 형성하는 가이드부와 관련있다.
본 발명에 따른 또 다른 실시예에 따르면, 상기 가이드부는 바람직하게 상기 파형부의 외항을 따라 확장하는 홈을 갖는 설계이다. 외항을 따라 확장하는 상기 홈을 갖는, 즉 마루 또는 골을 갖는 가이드부는 예를 들면 구조적 완전성을 증가시키는 것에, 서로 인접하게 배열된 금속박의 위치를 세트하는 것에, 또는 코팅영역을 나타내는 것에 도움이 된다.
만약, 상기 가이드부가 간헐적으로 바람직하게는 상기 파형부의 외항에 평행으로 확장하는 설계이라면, 또한 이점이 있다. 이것은 하나 이상 특히, 바람직하게는 서로 등거리에 있도록 배열되는, 복수의 가이드부는 상기 파형부의 하나의 끝단에 놓여진다는 것을 의미한다. 평행배열은 여기서는 직접적으로 양 외항을 따른 배열 및 인접 외항 사이에 있는 상기 시트금속박(1)의 영역에 또한 평형인 것의 모두를 의하는 것으로 여기선 받아들여진다. 상기 간헐적인 가이드부는 특히 시트금속박(1)이 촉매담체를 제조하는데 사용되는 때에 상기 부분적 배기가스유입에 영향을 미치는 것에 기여한다.
본 발명에 따른 또 다른 실시예에 따르면, 상기 가이드부는 이것이 상기 시트금속박(1)에 통로를 형성하도록 설계되었다. 이것은 한편으로 상기 가이드부가 비록 통로가 상기 가이드부의 내부에 위치되는 것이 가능하지만, 적어도 부분적으로 통로에 의해서 나타나게 된다는 것을 의미한다. 예를 들면, 이것을 도시하기 위해, 참고문헌은 도 1에 도시된 것과 같이 가이드부가 만들어져야 한다. 상기 가이드부는 배플의 형태를 가지고 있으며, 통로를 형성하는 것으로 도시되었다. 상기 경우에 상기 가이드부에 의해 적어도 부분적으로 나타난 통로가 있다. 상기 가이드부에서 통로는 홀 또는 기타 등등으로 다시 제공된 것으로 도시된 상기 배플을 만들게 된다. 제조방법과 관련해서, 상기의 경우에 분리엣지가 단계 a)동안 궁극적으로 상기 배플자체에서 발생하는 홀들을 구성하도록 제조될 가능성이 있으며, 반면에 도 1에서 도시된 추가적인 통로는 실제적인 가이드부를 형성할 때 형성된다.
본 발명에 따른 또 다른 실시예에 따르면, 상기 형성단계 C)는 제 1 파형부 너비의 80%보다 작은, 특히 60%인 제 2 파형부 너비(7)를 형성한다. 상기 형성단계 C)는 제 2 파형부 높이의 80%보다 작은, 특히 60%인 제 1 파형부 높이를 제조하는 더 추가적인 이점이 있다. 상기 변형의 정도는 상기 제 1 파형부 너비(5) 및 상기 파형부 높이에서의 변화에 기초해서 결정된다. 상기 같거나 또는 다른 퍼센트 변용은 상기 바람직한 제 2 파형부 너비(7) 또는 제 2 파형부 높이에 따라 각 경우에 발생한다.
본 발명에 따른 또 다른 실시예에 따르면, 형성단계 C)동안 제 2 기기의 새그먼트는 상기 외항에 의해 형성된 상기 파형부에서 맞물린다. 특히, 이것은 상기 파형부 너비의 유도된 압착 또는 감소가 여기서 발생한다는 것을 의미한다. 이것은 특히 상기 시트금속박(1)의 점진적인 형성을 가능케 한다.
상기 형성단계 C)는 바람직하게 단지 하나의 제 2 기기에 의해서 상기 형성단계 B)와 동시에 수행되어야 한다는 것을 제안한다. 이것은 상기 방법의 단계 a)및 A) 조합을 위해 주어진 것과 유사한 이유 때문에 이점이 있다. 참고문헌은 상기 설명을 위한 것이므로 만들어져야한다.
본 발명에 따른 또 다른 실시예에 따르면, 상기 다중구성된 시트금속박(1)은 0.05㎜보다 작은, 특히 0.03㎜보다 작은, 바람직하게는 0.015㎜보다 작은박 두께를 갖는 높은 내열 및 내식 재료로부터 제조된다. 더욱이, 여기에서 제안된 상기 방법은 3㎜보다 작은,특히 2.6㎜보다 작은, 바람직하게는 2.2㎜보다 작 은제 1 파형부 너비(5)를 갖는 다중구성된 시트금속박(1)을 제조할 시에 특히 이점이 있다. 더욱이 상기 방법은 1.5㎜이상, 특히 1.8㎜이상, 바람직하게는 2.0㎜이상의 제 2 파형부 높이를 갖는 다중구성된 시트금속박(1)을 제조하기 위해 사용된다. 여기서 인용된 상기 파라미터들은 특히 다중구성된 시트금속박(1)을 묘사하며, 자동차 내연기관의 배기시스템에서 넓고도 다양하게 코팅하기위한 촉매담체를 제조하는 데 사용된다.
본 발명의 추가적인 일 양태에 따르면, 자동차 내연기관의 배기시스템을 위한 촉매담체가 제안되며, 상기 촉매담체는 적어도 부분적으로 다중으로 구성된 시트금속박(1) 및 케이싱을 갖는 적어도 하나의 하니콤 모놀리스와, 적어도 하나의 파형부 및 가이드부로 다중구성된 시트금속박(1)을 갖는 상기 하니콤 모놀리스를 포함한다. 상기 촉매담체의 형상 구분은 상기 파형부가 2보다 작은, 특히 1.5보다 작은 파형부 높이에 대한 파형부 너비의 비율을 갖는다는 것이다. 상기 다중구성된 시트금속박(1)은 다중구성된 시트금속박(1) 제조을 위한 상기 방법의 밑그림이 된 개발 중 어느 하나에 따라서 특히 제조된다.
이미 서론부에서 설명된 것처럼, 비록 배기가스가 유입된다 하더라도 상기 촉매담체는 기본적으로 서로 평행하여 배열된 다수의 덕트를 일반적으로 갖는다. 상기 덕트를 형성하기 위해, 다중구성된 및/또는 매끄러운 시트금속박(1)은 서로 연결되어 있으며, 케이싱에 투입된다. 상기 시트금속박(1)은 나선형으로 감겨지거나, 또는, S-형 또는 다소 비슷한 방법으로 감겨지기 전에 쌓아올려져 첫번째로 형성된다. 상기 끝단면으로부터 보이는 적어도 후미부에서, 시트금속박(1)과 접하고 있는 것은 일반적으로 특유한 횡단면 형태를 갖는 완결된 덕트를 형성한다. 상기 덕트의 횡단면 형태는 기본적으로 상기 영역 또는 바람직한 덕트밀도에 짙게 의존하는 상기 덕트 직경을 자유롭게 선택할 수 있다. 덕트밀도라는 용어는 여기에서 상기 촉매담체의 횡단면 영역의 단위마다 덕트의 수를 의미하는 것으로 받아들여진다. 상기 덕트밀도는 일반적으로 200cpsi이상, 특히 400cpsi이상, 바람직하게는 600cpsi의 상태에 있다. 상기 단위 "cpsi"는 "인치 스퀘어 당 셀"을 의미하며, 1cpsi는 대략 6.4516㎠당 1개의 덕트와 일치한다.
상기 덕트를 묘사하는 다른 가능성 있는 방법은 상기 덕트들을 정의하는 상기 시트금속박(1)의 파라미터를 상술하는 것이다. 여기서, 상기 파형부 높이에 대한 상기 파형부 너비의 비율이 2보다 적어야 한다는 것이 제안된다. 즉, 상기 파형부 너비는 상기 파형부 높이의 단지 2배이다. 상대적으로 좁은 덕트가 형성된,주어진 상기 파형부의 윤곽은, 즉 상기 파형부의 외항은 상대적으로 서로 결합하도록 위치된다. 이것은 또한 상기 외항사이에서 상기 시트금속박(1)의 영역은 상대적으로 가파르게 그어진다는 것을 의미한다.
이것의 특유한 하나의 결과는 단지 매우 작은 거싯(gusset)이 상기 인접한 시트금속박(1)의 접촉영역에 결합하도록 형성된다는 것이다. 촉매담체의 제조에서 이러한 거싯은 바람직하게 솔더재료의 균등분배를 위해 사용된다. 이러한 목적을 위해, 바람직한 설계의 상기 하니콤 모놀리스는 상기 하니콤 모놀리스의 끝단면에 의해 액체솔더에 잠기며, 중력의 힘과 반대로 모세관 작용 때문에 상기 전체 하니콤 모놀리스를 통해 곧게 상기 거싯을 적시는, 상기 거싯에 있는 상기 솔더는 이러한 모세관 작용을 방해하는 패시베이션 에이젼트가 사용되지 않도록 제공된다. 상기 파형부의 개발은 여기서 상기 모세관이 매우 작다는 것을 의미하며, 그래서 단지 상대적으로 작은 솔더의 양은 대략 서로 인접하게 배열된 상기 시트금속박(1)의 접촉 영역에 모인다. 솔더의 더 작은 양은 그것에 의해서 궁극적으로 상기 하니콤 모놀리스의 내부로 분포된다. 비용이득뿐만 아니라, 이것은 또한 하니콤 모놀리스 또는 극도의 부식조건하에서 특히 긴 내용년수(service life)를 갖는 촉매담체는 높게 신뢰성있는 과정에서 제조될 수 있다는 긍정적인 효과를 가진다. 이러한 것에 대한 이유는 작은양의 솔더가 일반적으로 상기 시트금속박(1)의 합금성분을 위한 친화력에 기인하여 발생함으로써 상기 시트금속박(1)을 공격하지 않으며, 그것에 의해 상기 시트금속박(1)에 합금의 지역고갈을 이끈다. 그 예로써, 20㎛보다 작은 박 두께를 갖는 시트금속박(1)이 사용될 때, 더 명료하게 명백한 이러한 효과는 여기서 제안된 다중구성된 시트금속박(1)에 의해서 피하게 된다.
그러나, 상기 더 작은 거싯은 기술적 결합으로 효과이득을 가질 뿐만 아니라 상기 촉매담체의 양을 감소하기 위해 또한, 제공될 수 있다. 상기 코팅은 상기 액체솔더에 유사한 방법으로 담체구조의 표면에 적용된다. 더 작은 모세관 때문에, 감소된 워시의 양이 코트하며, 촉매적으로 활동하는 요소(플레티넘, 로듐 등)들이 같은 시간에, 균등하게 얇은 코팅을 여전히 제조하며, 역으로 상기 배기가스에 함유된 오염물질의 전환과 관련한 효율에 영향이 없는 동안에 또한 여기서 충분하다.
대신에 상술한 효과는 다른 효과를 일으키는데, 즉 감소된 압력손실 또는 역압은 상기 촉매구조를 업스트림한다. 솔더 및 코팅 모두가 상기 덕트 내에 위치된다는 사실은 같은 덕트밀도를 위한 더 큰 덕트 유입 횡단면으로 귀착한다. 이것은 또한, 예컨대, 상기 덕트로 사출하는 상기 가이드부는 압력을 덜 받는데, 다시 말하면, 상기 배기시스템에서 더 긴 상기 순환조건에 잘 견딘다. 상기 가이드부가 또한 상기 덕트의 상기 상대적으로 좁은 설계에 의해 보조되는 것과 나란히, 같은 시간에, 상기 덕트벽을 갖는 상기 배기가스의 강한 접촉은 촉매적 활동 물질로 코트된다. 상기한 바에 대한 이유는 상기 덕트 내부의 각 부분적 배기가스 유입이 사실상 평행하여 이동하는 하나 또는 두 개의 마주보는 덕트벽에 상대적으로 근접하게 지나면서 또는 서로 얕은 각에서 흐른다. 이것은 변환의 결과 상기 배기가스에 함유된 상기 오염물질 및 상기 촉매 사이에서 접촉할 확률을 크게 증가시킨다.
본 발명의 추가적인 일 양태에 따르면, 다중구성된 시트금속박(1)을 제조하기 위한 기기가 제안되며, 그것에 의해 파형부를 갖는 시트금속박(1)이 기기에 제공될 수 있다. 이러한 경우에 기기는 새그먼트를 가지며, 파형부의 방향으로 서로로부터 간격을 두고 그리고 바람직하게 평행하게 배열되며, 상기 기기는 상기 간격을 조정하기 위한 수단을 포함한다. 즉, 다시 말해서, 상기 기기는 이미 사전에 구성된 시트금속박(1)을 수용하고, 처리하기에 적합하다. 여기서 새그먼트로 설계된 상기 수용 또는 처리는 상기 기기를 통해서 다른 것들 사이에서 상기 시트금속박(1)을 진출 또는 운반하도록 한다. 이미 상기 방법을 참조해서 상술된 바와 같이, 상기 기기는 이미 구성된 시트금속박(1)의 제 1 파형부 너비(5)보다 작은 제 2 파형부 너비(7)가 제조된 상기 방법으로 이미 구성된 시트금속박(1)을 형성한다. 여기서 설명된 상기 새그먼트는 상기 존재하는 파형부를 고용하도록 하며, 즉 다시 말해서, 특히 상시 새그먼트는 다수의 외항 특히, 상기 시트금속박(1)의 특이한 구간인 하나의 평면선형에서 각 외항(예컨대, 주름 마루 또는 주름 골) 또는 바람직하게는 상기 시트금속박(1)의 한 구간에서 상기 파형부의 각 외항(주름 마루 및 주름 골)과 접촉한다. 특히 상기 새그먼트를 상기 시트금속박(1)의 두 면으로부터 파형부를 고용하도록 하는 이점이 있는데, 이러한 방법에서 특히 균형적인 압력 및 균일한 변형이 제조되기 때문에, 만약 상기 새그먼트가 대신 마루 및 인접한 골로 각각 서로 다른 면으로부터 접촉한다면 이러한 효과가 현저한 정도로 성취된다.
상기 파형부 너비를 감소하기 위해, 상기 새그먼트가 서로 상대적으로 평면선형으로 변하기 쉽기 때문에 기기에서 배열된다. 상기 변화간격의 기능은 지금 간단하게 상기 기기의 특유한 실시예를 위해 설명될 것이다. 기본적으로 평면판, 예컨대, 상기 주름진 시트금속박(1)이 미끄러져 움직이는 그리고 상기 각 새그먼트가 상기로부터 상기 시트금속박(1)의 파형부 주름 골에 작용하는 평면판을 포함하는 상기 기기를 보면, 이러한 것들이 기본적으로 상기 시트금속박(1)의 제 1 파형부 너비(5)와 일치하는 간격에 있음을 보게 될 것이다. 구동, 스프링, 가이드 또는 제어장치와 같은 다양한 수단의 도움으로, 상기 새그먼트는 서로에게로 이동되며, 그래서, 상기 새그먼트 사이에서 간격은 감소된다. 여기서 상기 제 1 간격은 기본적으로 상기 제 1 파형부 너비(5)와 일치하도록 나타난 상기 경우에, 상기 간격이 상기 파형부 너비로 소망하는 감소와 같은 범위로 감소한다. 다시 말하면, 상기 형성단계 후 상기 새그먼트는 기본적으로 제 2 파형부 너비(7)와 일치하는 서로로부터의 간격에 있다. 이러한 예로부터 상기 다수의 제 1 파형부 너비(5) 또는 극히 일부의 상기 제 1 파형부 너비(5)를 갖는 형성단계 전의 상기 새그먼트의 배열이 주어진 서로로부터의 상기 간격은 또한 일치하게 변화할 것이라는 것이 명백해질 것이다.
이러한 방법으로, 특이하게 가파른 덕트벽을 갖는 시트금속박(1) 또는 촉매담체를 얻는 것이 특히 가능하며, 이미 상술한 바와 같은 이점을 갖는다. 상기 처리된 부분적으로 맞물린 상기 파형부 너비의 감소는 특히 점진적이며, 그래서 이러한 형성단계는 특히 얇은 시트금속박(1), 상세하게는 30㎛ 보다 작은 박 두께를 갖는 시트금속박(1)에 사용될 수 있다.
상기 기기의 개발에 따르면, 상기 새그먼트 사이의 간격은 적어도 15%까지 상세하게는 적어도 25%, 그리고 바람직하게는 적어도 35%까지 감소될 수 있다. 다시 말하면, 상기 형성단계 동안 상기 새그먼트는 서로의 방향으로 이동할 수 있으며, 특히 중요하게 상기 제 2 파형부 높이에 대한 상기 제 2 파형부 너비(7)의 더 작은 비율, 예컨대 1.0 으로부터 1.3 까지의 범위가 또한 제조될 수 있기 때문에 같은 시간에 상기 간격의 더 큰 감소는 상기 구성된 시트금속박(1)의 더 큰 변형을 제조한다.
상기 기기의 유리한 개발에 따르면, 상기 새그먼트는 새그먼트 넓이 이상으로 서로로부터 같은 간격에 있다. 다시 말하면, 예컨대, 상기 새그먼트의 중심축은 서로 평행으로 배열되며, 그러므로 서로 같은 간격에 있는다. 동시에, 상기 새그먼트는 상기 중심축이 접촉영역에서 상기 시트금속박(1)으로 수직으로 수렴되기 때문에 바람직하게 정렬된다.
상기 추가적인 개발에 따르면, 상기 기기, 바람직하게는 적어도 다소의 새그먼트는 이미 파형부로 제공된 상기 시트금속박(1)에서 가이드부를 제조하기 위한 적어도 하나의 엠보싱 요소를 갖는다. 이것은 여기서 설명된 상기 기기가 특히 동시에 전술한 방법의 단계 B)및 C)를 수행할 수 있다는 것을 의미한다. 특히 이것은 상기 가이드부가 파형부의 외항의 영역으로 배열되는 곳에 이용하는데, 이러한 영역에서 상기 새그먼트는 이미 상기 시트금속박(1)과 접촉하고 있기 때문이다. 비록 상기 새그먼트와 관련해서 상대적 이동을 허용하는 특수한 핀, 스터드, 펀치 또는 몇몇의 유사한 요소들이 또한 제공될 수 있지만, 상기 엠보싱 요소 스스로 사출, 돌출 또는, 상기 기기 또는 상기 새그먼트의 재료에서 다른 높이의 형태을 갖는다. 예컨대, 이것은 제 1 단계에서 상기 펀치가 상기 가이드부를 형성하기 위해 가로질러 지나가기 전에 상기 새그먼트가 상기 파형부에 도입되며, 상기 시트금속박(1)의 상기 파형부의 너비가 그리고 나서 마지막으로 감소된다는 것을 의미한다.
본 발명은 이하의 도면을 참조하여 더 상세하게 설명될 것이다. 상기 도면은 특히 더 바람직한 실시예를 나타내지만 본 발명은 이것에 한정되지 않는다는 것이 지적되어야만 한다.
도 1은 다중구성된 시트금속박(1)의 제 1 실시예를 도시한 도면.
도 2는 다중구성된 시트금속박(1)을 제조하기 위한 방법에 따른 연속 형성도.
도 3은 시트금속박(1)에서 파형부를 제조하기 위한 제 1 기기의 실시예의 개략적인 사시도.
도 4는 자동차의 배기시스템의 대표도.
도 5는 배기가스의 처리를 위한 촉매담체 실시예의 사시도.
도 6은 상기 파형부 너비를 감소시키기 위한 제 2 기기의 대표도.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
1. 시트금속박 2. 분리엣지 3. 내부영역
4. 파형부 5. 제 1 파형부 너비(5) 6. 가이드부
7. 제2 파형부 너비 8. 통로 9. 윤곽톱니
10. 주름 11. 제 1 기기 12. 가이드부 너비
13. 제 1 파형부 높이 14. 외항 15. 제 2 파형부 높이
16. 새그먼트 17. 제 2 기기 18. 금속두께
19. 하니콤 모놀리스 20. 내층 21. 덕트
22. 구멍 23. 케이싱 24. 코팅
25. 워시코팅 26. 촉매담체 27. 배기시스템
28. 내연기관 29. 간격 30. 스프링
31. 가이드 32. 드라이브 33. 제어장치
34. 범위 35. 엠보싱요소 36. 스트로크
37. 다이 38. 핀 39. 회전방향
40. 자동차 41. 배기라인 42. 시동촉매적변환기
43. 필터 44. 변환기 45. 거싯
46. 중심축 47. 배플 48. 화살표
49. 엣지 50. 롤 51. 헤드
52. 플랭크 53. 풋
도 1은 다중구성된 시트금속박(1)의 실시예의 사시도인, 개략도를 보여준다. 도시된 상기 시트금속박(1)은 파형부(4)를 가지며, 주름(10)의 형상을 갖는다. 이러한 주름(10)은 특히 사인모양 형태를 가지며, 여러가지의 외항(14), 주름 골 다음에 배열되는 주름 마루를 갖는다. 이러한 주름(10)에 더하여, 상기 시트금속박(1)은 가이드부(6)를 갖는다. 이것은 여기서 배플(47)에 의해 형성되며, 부분적으로 통로(8)에 의해 나타나게 된다. 상기 배플(47) 및 통로(8)는 분리엣지(2)를 갖는다. 상기 가이드부(6)는 파형부 너비보다 작은 가이드부 너비(12), 즉 다시 말해서, 상기 파형부의 두 인접한 주름 마루의 너비로 형성된다.
도시된 상기 시트금속박(1)의 경우에, 상기 가이드부(6)의 서로 다른 방향들이 각 라인에 대해 선택된다. 도 1의 하단에 도시된 상기 가이드부는 가이드부의 배플(47)이 위쪽 외항(14) 또는 상기 주름 마루로부터 아래쪽으로 향하기 위해서 설계되었지만, 도 1의 상단에 도시된 상기 가이드부(6)는 상기 배플(47)의 반대 방향을 가지며, 상기 낮은 외항(14) 또는 상기 주름 골로부터 위쪽으로 향하게 된다. 이것은 후에 상기 가이드부(6)가 각 덕트로 사출하고 부분적 배기가스유입의 소용돌이 또는 이탈을 발생시키도록 하는 것을 보장한다. 상기 배기가스의 유입 방향을 나타내는 화살표(48)가 설명으로써 도시된다. 그러므로 이러한 방법으로 형성된 시트금속박(1)에 의해 나타나게 된 상기 배기가스가 상기 덕트를 통해 유입될 때, 상기 부분적 배기가스 유입은 상기 배플(47)에 의해 상기 통로(8)를 통하여 인도되거나 또는 이탈되고, 그럼으로써, 인접한 덕트들을 통과할 것이다. 이러한 방법에서, 소위 전달덕트(communicating duct)가 형성되며, 배기가스의 촉매적 변환과 관련해서 상대적으로 높은 효율을 가능케 한다.
형성 개략도인 도 2는 다중구성된 시트금속박(1) 제조를 위한 방법의 개발을 도시한다. 상기 단계 a)는 기본적으로 시트금속박(1) 판(1)의 내부영역(3)으로 다중 분리엣지(2)의 도입을 포함한다. 도시된 상기 실시예에서, 비록 이 경우에 필수적이진 않지만, 상기 분리엣지(2)는 기본적으로 상기 시트금속박(1)의 상기 엣지(49)에 평행으로 배열된다. 분리엣지(2)는 서로에 대해 상대적인 배열로 제공될 수 있다. 상기 분리엣지(2)는 여기서는 홀 또는 기타 등등의 형태로 도시되지 않았지만, 슬릿 또는 유사 배열로써 도시되었다. 단계 A)에서, 상기 시트금속박(1)은 제 1 파형부 너비(5)를 갖는 파형부(4)를 제조하는 것이 첫 번째로 형성된다. 이미 분리엣지(2)로 제공된 상기 시트금속박(1)은 이후에 예컨대 주름롤(roll)에 의하여 파형부로 제공된다. 상기 파형부는 상기 제 1 파형부 너비(5)를 설명한 두 유사한 인접 외항들을 상기 엣지(49)에 의해 쉽게 알아볼 수 있다. 상기 파형부(4)를 설명하기 위한 추가적인 기준은 파형부 높이, 제 1 파형부 높이(13)를 발생하는 제 1 형성단계, 및 2.5 또는 그 이상이 되도록 일치하는 상기 제 1 파형부 높이(13)에 대한 상기 제 1 파형부 너비(5)의 비율이다.
추가적인 형성단계 B)에서 상기 가이드부(6)는 상기 시트금속박(1)으로 도입된다. 차례로 도시된 상기 가이드부(6)는 통로(8) 및 배플(47)을 가지며, 반대방향으로 향한다. 상기 가이드부(6)는 상기 시트금속박(1)에 겹쳐진다.
추가적인 형성단계 C)에서, 상기 시트금속박(1)은 상기 제 1 파형부 너비(5)보다 작은 제 2 파형부 너비(7)가 제조되기 위해 모이거나, 또는 형성된다. 상기 파형부 너비의 감소는 상기 파형부 높이, 다시 말해서 상기 제 2 파형부 높이(15)보다 작은 상기 제 1 파형부 높이(13)의 확대를 일치시킨 결과라는 것을 상기 도면으로부터 볼 수 있다. 다중구성된 시트금속박(1)을 제조하기 위해 여기서 도시된 방법으로, 2보다 작은 제 2 파형부 높이에 대한 제 2 파형부 너비(7)의 비율을 갖는, 파형부(4)를 갖는 시트금속박(1)을 제조할 수 있다.
도 3은 특히 제 1 파형부 너비(5)를 갖는 파형부(4)를 제조하기 위해 사용되는 제 1 기기(11)의 사시도를 도시한다. 상기 제 1 기기(11)는 윤곽톱니(9)를 갖는 두 개의 롤(50)을 포함하는데, 상기 롤(50)은 상기 두 개의 롤(50)의 상기 윤곽톱니(9)가 서로 맞물리도록 하기 위해서 배열된다. 처음에는 상기 기본적인 판 또는 두 치수의 시트금속박(1)은 다른 방향으로 상기 금속박을 구부리게 하는 상기 롤(50)들의 맞물리는 윤곽톱니 사이로 밀려 움직여진다.
상기 과정에서 상기 시트금속박(1)의 상기 외항은 상기 하나의 롤(50)의 헤드(51) 및 상기 다른 롤(50)의 풋(53) 사이에서 형성된다. 상기 윤곽톱니(9)의 상기 헤드(51) 및 풋(53)사이에서 상기 윤곽톱니(9)는 예컨대, 중심축(46)에 평행으로 정렬되거나 인벌류트 설계 형태인 측면(52)을 갖는 플랭크(52)를 갖는다. 상기 시트금속박(1)(여기서 도시되지 않은)은 상기 롤(50)의 회전 움직임에 의해 스스로, 또는 분리공급장치에 의해 상기 롤(50)을 통과하여 운반된다. 더욱이 여기서 도시된 상기 롤(50)은 상기 윤곽톱니(1)의 상기 헤드(51)에 상기 시트금속박(1)과 접촉하면서 동시에 분리엣지(2)를 상기 시트금속박(1)로 도입하는 핀(38)을 갖는다. 이것은 특히 상기 어느 하나 롤의 윤곽톱니(9)의 상기 헤드(51)가 직접 상기 다른 롤(50)의 풋(53)과 마주볼 때 발생한다. 상기 과정에서, 비록 단지 상기 재료에 자국을 내는 것, 즉 다시 말해서 상기 분리엣지(2)를 단지 상기 박 두께의 부분을 통과하도록 하는 것이 가능하지만 상기 분리엣지(2)는 완전하게 통과시키게 하는 즉, 다시 말해서 상기 시트금속박(1)의 전체 재료를 정확하게 통과하도록 한다.
도 4는 자동차(40) 배기시스템(27)의 바람직한 실시예의 대표도를 도시한다.
상기 내연기관(28)에서 발생되는 상기 배기가스는 배기라인(41)을 통해 상기 배기가스의 처리를 위한 다양한 구성요소에 제공된다. 상기 배기시스템(27)에서 다음은 상기 배기가스의 유입방향으로 서로 연속되는 것으로 도시되어있다. : 상기 내연기관(28)의 출발시동 후 단지 매우 짧은 시간에 오염물질을 변환하기 시작하는 시동촉매적변환기(42), 상기 배기가스에 함유된 분진을 모으기 위한 필터(43), 설명된 상기 시트금속박(1)에 제공되는 촉매담체(26), 및 마지막으로 촉매적변환기(44),특히 3원 촉매적변환기.
도 5는 촉매담체(26)의 실시예의 사시도를 도시한다. 상기 촉매담체(26)은 케이싱(23)과 함께 다수의 적어도 부분적으로 구성된 시트금속박(1)(1, 20)을 갖는 적어도 하나의 하니콤 모놀리스(19)를 포함하며, 상기 하니콤 모놀리스는 파형부(4) 및 가이드부(6)에 적어도 하나의 다층구성된 시트금속박(1)을 갖는다. 상기 파형부(4)는 상기 끝단면(54)로부터 촉매담체(26)의 관찰에서 매우 명백하게 알게 될 수 있다. 도시된 상기 실시예에서 유연한 내층(20)과 함께 다중구성된 시트금속박(1), 바람직하게 또한 시트금속박(1)은 원통형 하니콤 모놀리스로 나선형으로 감겨져 있다. 그러나, 원칙적으로 상기 하니콤 모놀리스(19)의 다른 절단면 형상은 다각형 및 타원체 기둥형상과 같이 가능하다. 상기 시트금속박(1) 및 내층(20)의 상기 근접배열은 기본적으로 서로 평행하여 배열된 그리고 바람직하게 상기 하니콤 모놀리스(19)의 전체길이로 확장된 덕트(21)를 형성한다. 상기 시트금속박(1)(1, 20)에 의해 형성된 상기 덕트(21)의 벽은 촉매적으로 활동하는 코팅(24)에 제공되며, 상기 코팅(24)은 비싼 금속으로 주입되는 워시코팅(25)을 포함한다. 상기 확대상세도에서, 상기 시트금속박(1) 및 상기 내층(20)을 합치는 기술에서 및 뒤의 코팅과정에서 중심적인 역할을 할 수 있는 상기 거싯(45)을 볼 수 있다.
검사에서, 상기 다중구성된 시트금속박(1)은 기본적으로 파형부(4)를 주름지게 하며, 이것은 상대적으로 도시의 목적을 위해 여기서는 얕게 된다. 가이드부(6)로써 구멍(22) 기타등등은 여기서 상기 하니콤 모놀리스를 통해 배기가스 유입을 제 1 덕트(21)로부터 다른 덕트(21)로 흐르도록 제공된다. 상기 하니콤 모놀리스(19)는 바람직하게 300cpsi이상, 특히 650cpsi이상의 덕트밀도와, 상기 다중구성된 시트금속박(1) 및 0.01로부터 0.05㎜ 범위의 금속두께(18)을 갖는 내층(20)을 갖는다.
도 6은 상기 방법의 단계 B)및 C)단계를 수행하기 위한 제 2 기기(17)의 구조에 대한 대표도이다. 상기 기기(17)는 따라서 상기 기기에 제공되는 파형부(4)(대쉬선으로 표현된)를 갖는 시트금속박(1)인 다중구성된 시트금속박(1) 제조를 위해 제공된다. 이러한 점에서, 상기 세 새그먼트(16)가 상기 외항(14)에 접촉해 있기 때문에 상기 시트금속박(1)의 파형부에 도입된 것으로 도시되었다. 상기 파형부를 감소시키기 위해 상기 기기(17)는 두 개의 인접한 새그먼트(16) 사이에 상기 간격(29)의 변화하는 배열을 가능케 하는 다양한 수단을 갖는다. 이러한 간격(29)이 변화되는 방법은 이하에서 설명될 것이다. 도시된 실시예에서 상기 새그먼트(16)는 중심축(46)을 나타내는 상대적으로 가느다란 설계이다. 여기서 상기 새그먼트(16)는 전체 범위(34)에 같은 간격(29)으로 제공되며, 상기 새그먼트(16)의 중심축(46)은 기본적으로 서로 평행으로 배열된다. 상기 간격(29) 변화를 만족시키는 것은 드라이브(32), 스프링(30), 또한 가능한 댐퍼, 가이드(31) 및 가능한 한 변화를 제한하기 위한 가능한 제어장치(33)이다.
전술한 바와 같이, 파형부(4) 및 제 1 파형부 너비(5)를 갖는 상기 시트금속박(1)은 상기 기기(17)에 제공된다. 도 6 상단에 도시된 상기 새그먼트(16)는 도시된 상기 주름진 시트금속박(1)의 상기 낮은 지점에 관계된다. 이러한 것에 관해서 오프셋이 있으며, 도 6에서 낮은 영역에 도시된 상기 새그먼트(16)은 높은 지점 또는, 상기 시트금속박(1)의 주름마루에 관계된다. 상기 시트금속박(1)의 한쪽에 배열된 상기 새그먼트(16)는 기본적으로 제 1 파형부 너비(5)와 일치하는 간격(29.1)을 갖는다. 상기 파형부 너비 감소에서, 상기 새그먼트(16)는 새로운 간격(29.2)이 배치되도록 하기 위해 서로의 방향으로 이동된다. 상기 과정에서 상기 시트금속박(1)의 상기 외항은 서로 더 가깝게 이동되며, 상기 용어 "더 가깝게"는 상기 외항이 상기 주름형상의 방향으로 서로 더 가깝게 잇따라 이어진다는 것을 의미한다.
도시된 상기 실시예에서, 상기 가이드부(6)는 동시에 도입된다. 상기 최초로 변형된 시트금속박(1)에 의해 묘사된 상기 표면을 적어도 부분적으로 구멍뚫는 스트로크(36)을 수행하는 것은 상기 새그먼트(16)에 엠보싱요소(35)를 제공하는 것에 의해 행해진다. 상기 과정에서 상기 가이드부(6)가 특히 상기 분리엣지(2)가 사전에 도입된 상기 시트금속박(1)에 있는 지점에 형성된다. 상기 목적을 위해, 상기 엠보싱요소(35)로부터 떨어진 상기 시트금속박(1)의 한 쪽에 상기 가이드부(6)의 일치시키는 실시를 가능케 하는 다이(37) 또는 매트릭스가 제공되는 것이 필요할 수 있다.
지금까지 설명된 다중구성된 시트금속박(1)을 제조하기 위한 방법은 최신기술과 관련하여 설명된 문제를 극복하였으며, 경제적이고 더더욱 신뢰할 만한 방법이 극히 얇은 시트금속박(1)을 제조하기 위해 상술되었다. 상기 목적을 위해, 다중구성된 시트금속박(1)으로 기본적인 시트금속박(1) 판을 형성하는 과정을 상기 시트금속박(1)에서 발생하는 원하지 않는 주름 또는 균열을 방지하기 위한 분리된 단계로 나누는 것이 필요하다. 상기 주름 및 균열은 상기 배기가스에 함유된 오염물질을 변환하기 위해 촉매를 위한 담체에 표면을 형성하는데 사용되는 상기 시트금속박(1)의 유효수명 감소를 초래할 수 있다. 이러한 면에서 상기 목적된 방법은 특히 2보다 작은 파형부 높이에 대한 파형부 너비에 대한 비율을 갖는 특별하게 형성된 촉매담체의 제조을 밝혔다. 여기서 상기 시트금속박(1)이 그것의 파형부 위로 유도되도록 하는 특별한 기기를 사용함으로써 상기 파형부 너비의 감소를 보장하는 이점을 증명했다. 이러한 각각 요소들 모두는 상기 기관의 출발시동 후 단지 짧은 시간에 기능을 시작할 수 있는 지점으로 가열되며, 및 낮은 역압을 발생하고, 작은양의 코팅을 요구하며, 같은 시간에 현저히 긴 유효수명을 갖는 촉매담체가 궁극적으로 배기방출제어를 위해 사용될 수 있다는 것을 의미한다.

Claims (26)

  1. A) 제 1 파형부 너비(5)를 갖는 파형부(4)를 만들기 위하여, 시트금속박(1)을 성형하는 단계;
    B) 가이드부(6)를 만들기 위하여, 상기 파형부(4)가 제공된 상기 시트금속박(1)을 성형하는 단계;
    C) 제 2 파형부 너비(7)가 상기 제 1 파형부 너비(5)보다 작게 만들어지도록, 다중 구성된 시트금속박(1)을 성형하는 단계
    를 적어도 포함하는 다중 구성된 시트금속박(1)의 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 단계 A) 이전에 다중 분리엣지(2)가 평평한 시트금속박(1)의 내부 영역(3)에 도입되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    다수의 통로(8)를 만들기 위하여, 상기 분리엣지(2)의 도입이
    A) 절삭
    B) 프레싱
    C) 압형
    D) 드릴링
    E) 에칭하는 생성 방법 중 하나의 방법을 사용하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 제조방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    첫번째의 상기 단계 B) 동안에, 규칙적이고 반복적인 파형(10)이 파형부(4)로 만들어지도록, 프로파일 톱니(9)를 서로 맞물리게 함으로써 상기 시트금속박(1)이 구부러지는 것을 특징으로 하는 제조방법.
  5. 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 단계 A)와 상기 단계 B)는 제 1 기기(11)에 의하여 수행되며, 상기 단계 A)는 절삭 제조방법을 포함하거나 상기 파형부는 주름 롤링 제조방법에 의해 상기 단계 B)에서 생성되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
  6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    두번째의 상기 단계 C)에 의해, 제 1 파형부 높이(13)보다 작은 가이드부 너비(12)를 갖는 가이드부(6)가 생성되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
  7. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가이드부(6)는 상기 파형부(4)의 외항(14)을 따라 뻗어있는 홈을 갖도록 설계된 것을 특징으로 하는 제조방법.
  8. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가이드부(6)가 상기 파형부(4)의 외항(14)과 평행하게 단속적으로 뻗어있도록 설계된 것을 특징으로 하는 제조방법.
  9. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가이드부(6)는 상기 시트금속박(1)에 통로(8)가 형성되도록 설계된 것을 특징으로 하는 제조방법.
  10. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 단계 D)는 상기 제 1 파형부 너비(5)의 80%보다 작은 제 2 파형부 너비(7)를 형성하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
  11. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 단계 D)는 제 2 파형부 높이(15)의 80%보다 작은 제 1 파형부 높이(13)를 생성하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
  12. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 단계 D)동안에, 제 2 기기(17)의 새그먼트(16)는 상기 외항(14)에 의해 형성된 상기 파형부(4)를 통해 맞물리는 것을 특징으로 하는 제조방법.
  13. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 단계 D)는 단지 하나의 제 2 기기(17)에 의해서 상기 단계 B)와 동시에 수행되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
  14. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 다중 구성된 시트금속박(1)은 0.01mm - 0.05㎜ 범위의 박 두께(18)를 갖는 높은 내열 및 내식 재료로부터 제조되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
  15. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 다중 구성된 시트금속박(1)은 1.5mm - 3㎜ 범위의 제 2 파형부 너비(7)를 갖도록 생성되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
  16. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 다중 구성된 시트금속박(1)은 1.5㎜ - 3.0㎜ 범위의 제 2 파형부 높이(15)를 갖도록 생성되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
  17. 하니콤 모놀리스(19)가 파형부(4)에 의해 부분적으로 또는 전체적으로 형성된 복수의 덕트(21)를 갖도록 형성되기 위하여, 시트금속박(1, 20)이 청구항 제1항에 의해 생성되고, 적층되거나 굴곡되는 것을 특징으로 하는 부분적으로 또는 전체적으로 구성된 시트금속박(1, 20)을 포함하는 금속 하니콤 모놀리스 제조방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 가이드부(6)는 인접한 덕트(22)에 구멍(22)이 형성되도록 설계된 것을 특징으로 하는 제조방법.
  19. 제 17 항에 있어서,
    300cpsi 이상의 유닛영역당 덕트 밀도를 생성하도록, 상기 시트금속박(1, 20)은 적층되거나 굴곡되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
  20. 제 17 항에 있어서,
    상기 하니콤 모놀리스(19)를 형성하는 상기 시트금속박(1, 20)이 솔더링 방법에 의해 상기 하니콤 모놀리스(19)를 부분적으로 또는 전체적으로 둘러싸는 케이싱(23)과 결합되되거나 서로 결합되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
  21. 제 17 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하니콤 모놀리스(19)를 형성하는 상기 시트금속박(1, 20)에는 촉매적 작용하며, 워시코팅(24)을 포함하는 코팅(25)이 부분적으로 또는 전체적으로 제공되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
  22. 다수의 부분적으로 또는 전체적으로 구성된 시트금속박(1, 20) 및 케이싱(23)을 갖는 하니콤 모놀리스(19)를 포함하고, 상기 하니콤 모놀리스(19)는 파형부(4) 및 가이드부(6)를 갖는 다중 구성된 시트금속박(1)을 가지며, 상기 파형부(4)는 2보다 작은, 파형부 높이에 대한 파형부 너비(7)의 비율을 갖는 것을 특징으로 하는 자동차 내연기관(28)의 배기가스시스템(27)용 촉매담체(26).
  23. 파형부(4)를 갖는 시트금속박(1)이 기기(17)로 이송될 수 있도록, 상기 기기(17)는 상기 파형부(4)의 방향으로 서로에 대해 평행하고 서로 간격(29)을 두고 배열된 새그먼트(16)를 구비하며, 상기 기기(17)는 상기 간격(29)을 변경하기 위한 수단(30, 31, 32, 33)을 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 구성된 시트금속박(1)을 제조하기 위한 기기(17).
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 새그먼트(16) 사이의 상기 간격(29)은 15% 이상 감소 될 수 있는 것을 특징으로 하는 다중 구성된 시트금속박(1)을 제조하기 위한 기기(17).
  25. 제 23 항 또는 제 24 항에 있어서,
    상기 새그먼트(16)는 새그먼트(16)의 전체 범위(34)에 걸쳐 서로에 대해 같은 간격(29)으로 배치되는 것을 특징으로 하는 다중 구성된 시트금속박(1)을 제조하기 위한 기기(17).
  26. 제 23 항 또는 제 24 항에 있어서,
    상기 기기(17)는 파형부(4)가 미리 제공된 상기 시트금속박(1)에 가이드부(6)를 생성하기 위한 하나 이상의 엠보싱요소(35)를 갖는 것을 특징으로 하는 다중 구성된 시트금속박(1)을 제조하기 위한 기기(17).
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