KR101076925B1 - 메탈 시트의 유체 형성 방법 및 장치 - Google Patents

메탈 시트의 유체 형성 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 배기 가스 처리 부품(1)을 제조하기 위한 방법에 관한 것으로, 배기 가스 처리 부품은 시트 메탈(2)의 적어도 하나의 구조화된 피스를 포함하고, 이 경우에 시트 메탈(2)의 적어도 하나의 피스는 적어도 하나의 유체 스트림(3, 14)에 의해 성형된다. 또한, 시트 메탈(2)의 구조화된 피스를 생산하기 위한 장치가 제안된다.

Description

메탈 시트의 유체 형성 방법 및 장치 {FLUID FORMING OF METAL SHEETS}
본 발명은 적어도 하나의 구조화된 시트 메탈의 피스를 갖는 배기 가스 부품을 제작하기 위한 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 구조화된 시트 메탈의 피스를 생산하기 위한 장치에 관한 것이다.
배기 가스 처리 부품은 이들의 구조에 따라 거의 두 가지 서로 다른 변형으로 나눠질 수 있다: 사출되는 것과 조립되는 것(extruded and assembled). 사출 방법을 사용하여 제조되는 배기 가스 처리 부품에서, 세라믹 또는 금속 덩어리가 배기 가스 처리 부품의 요구되는 형상에 따라 성형될 수 있는 상태에서 형성되고, 이는 이후 단단해진다. 다수의 개별적인 부품으로 이루어진 배기 가스 처리 부품의 경우에, 개별적인 부품(시트 메탈의 피스, 매트(mats), 센서, 연결부, 하우징 등)은 일반적으로 개별적으로 제조되고 이들이 서로에 연결되기 전에 이후 조립된다. 이때 본 발명은 주로 배기 가스 처리 부품의 마지막으로 언급된 변형에 관한 것이다.
일반적 용어인 배기 가스 처리 부품은 자동차 배기 시스템에서 현재 사용되는 모든 부품에 적용되는 것으로 이해된다. 이는 특히 촉매 컨버터(catalytic converter), 필터, 파티클 트랩, 열 교환기, 혼합기, 흡수기, 및 이러한 장치의 혼 성 형태를 포함한다.
여기서 관련있는 배기 가스 처리 부품은 적어도 하나의 구조화된 시트 메탈의 피스를 갖는다. "시트 메탈(sheet metal)"은 여기서 메탈 스트립, 시트 메탈 플레이트 등에 대한 일반적인 용어로서 이해될 수 있다. 시트 메탈은 고온에서 견디고 내식성 재료로 이루어지는 것이 바람직하다. 특히 철에 기초를 두고 크롬, 니켈 또는 알루미늄 그룹의 요소 중 적어도 하나가 추가적으로 존재한다. 시트 메탈은 소위 무거운 시트 메탈일 수 있거나 또는 소위 가벼운 시트 메탈(경화된 후 한번 더 소프트 어닐된 것(soft annealed))일 수 있다. 시트 메탈의 두께는 150μm 미만의 범위가 바람직하고, 특히 110μm 미만 그리고 20μm 내지 80μm의 범위가 바람직하다.
배기 가스 처리 부품에서 이러한 구조화된 시트 메탈의 피스는 배기 가스 처리 부품을 통해 적어도 부분적으로 흐름 경로 또는 셀을 제한하는 기능을 일반적으로 충족시킨다. 이를 위해, 구조화된 시트 메탈의 피스는 서로에 대해 및/또는 추가의 시트 메탈의 피스에 대해 인접하며 연결될 수도 있다. 결과적인 흐름 경로 또는 셀은 배기 가스 처리 부품의 작동의 방법에 중요한 영향을 미친다. 예를 들어 배기 가스 처리 부품의 부피당 제공되는 표면, 배기가스 부품을 통한 유동이 있을 때 램 압력이 초래되고, 배기 가스 부품 등의 내부에 부품 흐름의 혼합이 결과적으로 영향을 받는다. 이런 상황에서 서로 다른 요구는 종종 서로 반대되고 이에 의해 한 성질을 향상시키는 것은 다른 것을 나쁘게 한다. 이 때문에, 중요한 연구 활동은 이미 시트 메탈의 피스의 구조적인 형상을 최적화하는데 초점이 맞춰져 있 다. 예를 들어 결과적인 유동 경로 또는 셀은 가파른 에지를 갖고 상대적으로 좁게 만들어져야만 한다. 이러한 결과로 시트 메탈의 피스의 구조는 더 이상 일반적인 사인 형상에 거의 대응될 필요는 없으나, 대신 서로 다른 구조를 갖는다. 또한, 예를 들어 매크로 구조(macrostructure) 및 마이크로 구조(microstructure)와 같은 서로 다른 구조의 제공은 유동 움직임에 있어 특히 유리한 것이 명백하다.
상기에서 언급된 요구는 특별한 집중이 구조를 형성하기 위해 이러한 시트 메탈의 피스의 제작에 가해져야 한다는 상황을 초래한다. 이러한 시트 메탈의 피스는 스트립의 형태로 섹션 롤러로 일반적으로 주입되고 섹션 롤러는 서로 맞물리고 시트 메탈의 피스를 변형시키거나 성형시킨다. 구조에 대한 서로 다른 파라미터가 시트 메탈의 피스의 서로 다른 응용 케이스에 대해 개별적으로 생산되어야 한다는 사실 때문에, 제조 가격이 비싼 다수의 비싼 도구가 섹션 롤러를 사용하여 제조할 때 필요하다. 또한 상대적으로 얇은 시트 메탈의 피스가 다른 편에서(in the other) 하나를 접촉하는 섹션 롤러를 통해 이끌어질 때, 시트 메탈의 피스가 섹션 롤러의 톱니에 걸쳐 부분적으로 끌어지기 때문에 재료는 손상을 입을 수 있다. 시트 메탈의 피스의 분열의 형성 또는 두께에서의 이러한 감소는 배기 가스 처리 부품의 이른 실패를 초래할 수 있는데, 이는 이러한 불완전함이 예를 들어 자동차의 배기 시스템에서 발생되는 높은 열적 및 동적 힘에 대한 공격 지점을 궁극적으로 구성하기 때문이다.
상기의 내용을 출발점으로 하여, 본 발명의 목적은 상기에서 언급된 기술적인 문제에 대한 해결법을 상술하는 것이다. 특히 목적은 구조화된 시트 메탈의 피스를 제작하기 위한 방법을 상술하는 것이고, 이는 다양한 방법으로 이용될 수 있고 가변성이 있으며 경제적이다. 동시에 구조화된 시트 메탈의 피스의 연속적인 생산의 요구가 충족될 수 있다. 또한, 의도는 이러한 구조화된 시트 메탈의 피스를 제조하기 위한 장치를 공개하는 것이고, 이는 설계가 간단하고 그 제작 및/또는 동작의 관점에서 비용 효과적이다.
이러한 목적은 특허 청구 범위 제 1 항의 특징을 갖는 배기 가스 처리 부품을 제작하기 위한 방법에 의해 이루어지고, 특허 청구 범위 제 12 항의 특징을 갖는 시트 메탈의 피스에서 구조를 생산하기 위한 장치에 의해 이루어진다. 추가적인 유리한 개량은 개별적인 종속 청구항에서 다루는 문제이다. 기본적으로 청구 범위에서 설명된 특징은 발명적인 생각으로부터 벗어나지 않는 적절한 방법으로 서로 결합될 수 있고 또한 상세한 설명에서의 특징과 결합될 수 있다는 점을 주목해야 한다.
적어도 하나의 구조화된 시트 메탈의 피스를 포함하는 배기 가스 처리 부품을 제작하기 위한 방법과 관련하여, 본 발명은 적어도 하나의 시트 메탈의 피스가 적어도 하나의 유체 스트림에 의해 성형 된다는 점을 제안한다.
"성형"은 특히 시트 메탈의 피스의 순수 굴곡 응력을 의미하는 것으로 이해된다. 이에 대한 이유는 유체 스트림인데, 이는 시트 메탈 피스의 표면 상에 충돌하고 시트 메탈의 피스를 성형하며, 이는 시트 메탈의 피스의 표면에 충돌하는 각도가 매우 평평하거나 또는 성형되는 시트 메탈의 피스의 섹션이 카운터몰드로 완전히 가압되는 경우 동안 일어난다. 유체 스트림은 여기서 생산하고자하는 구조, 사용되는 유체, 도구 및/또는 시트 메탈의 재료에 따라 형성된다. 또한 유체 스트림은 언급된 요소 중 적어도 하나에 따라 기능으로서 규제되는 것이 바람직하고, 이는 이하의 파라미터 중 적어도 하나를 적용함에 의해 이루어진다: 압력, 질량 유동 속도, 유동 속도, 형상, 성형 힘(shaping force). 이런 경우에 하기의 파라미터 중 적어도 하나가 선택되는 것이 바람직하다:
압력: 50bar보다 크고 특히 60 내지 100bar;
부피 유동: 10mm 노즐 갭 폭 당 10 l/min 보다 크고 특히 15 내지 30 l/min;
유동 속도: 100m/s보다 크고 특히 150m/s보다 크게;
형상: 원뿔형, 선형 또는 갭-성형된 형태, 특히 수렴형(converging);
성형 힘: 약 350N 내지 500N.
상기값은 특히 소프트 어닐되지 아니한 시트 메탈의 피스("단단한 스트립"이라고 언급됨)에 특히 관한 것이고, 이 경우 약 50μm의 시트 메탈의 두께 및 75mm의 폭을 가지며, 단단한 스트립은 전체 폭에 걸쳐 동시에 그리고 균일하게 성형된다. 상기 파라미터가 이러한 유체 스트림을 만드는 유체 분배 장치에 크게 의존한다는 사실 때문에, 설명된 값은 일정한 상황 하에서 이 방법을 수행하기 위한 서로 다른 장치에 따라 다를 수 있다.
방법의 추가적인 개량에 따르면, 적어도 하나의 유체 스트림이 하기의 부품 중 적어도 하나를 가질 것을 제안한다: 물, 오일, 파티클, 첨가물. 거의 물로 이루어진 유체 스트림의 사용은 환경적인 태양 또는 비용-효과적인 처리 및 유체의 정화의 관점에서 특히 장점을 갖는다. 다른 응용 영역에서, 예를 들어 높은 정도의 성형에서, 주로 오일로 이루어진 유체 스트림을 사용하는 것이 유리할 수 있다. 또한, 유체 스트림이 이에 첨가된 파티클을 갖는 것이 가능하며, 이는 예를 들어 시트 메탈의 표면 처리에 도움을 준다(내재적 응력의 유도, 정화 등). 또한, 예를 들어 시트 메탈의 표면을 정화하는데 사용되는 특히 화학적 물질을 포함하는 첨가제를 첨가하는 것도 가능한데, 이는 유체 분배 장치 및/또는 구조화된 시트 메탈의 피스를 제작하기 위해 장치의 추가적인 부품을 정화한다.
또한 이 방법은 간헐적으로 일어날 것이 제안된다. 이는 처리 동안 시트 메탈의 전방 주입을 특히 목적으로 한다. 또한 방법은 연속적으로 수행될 수 있지만, 시트 메탈의 간헐적인 전방 주입이 바람직하다. 유체의 공급 또는 성형에 필요한 유체 스트림의 형성은 시트 메탈의 간헐적인 전방 주입에 의존하여 이루어질 수 있고, 이에 의해 유체 스트림의 형성은 그 위에 겹쳐진 전방 주입의 주파수를 가진다. 그러나, 또한 유체 스트림은 시트 메탈의 간헐적인 전방 주입 동안 연속적으로 또는 방해 없이 유지될 수 있다.
여기서 설명된 방법은 차량 공급 산업에서 연속적인 제작의 범위 내에서 사용될 수 있다는 사실 때문에, 적어도 10m/min, 특히 적어도 12m/min 및 바람직하게 적어도 15m/min의 시트 메탈의 전방의 주입이 맞춰진다. 생산되는 구조는 패턴에 따라 일반적으로 반복되고 시트 메탈의 피스가 움직이지 않을 때 각각의 경우에 구조 또는 구조화된 섹션은 유체 스트림에 의해 만들어지기 때문에 대응하는 시간 주파수가 일어난다. 예를 들어 시트 메탈 블랭크(blank)는 적어도 하나의 유체 스트림에 의해 처리되고 이에 의해 예를 들어 5mm의 길이를 갖는 구조화된 섹션을 생산한다면, 약 40Hz[1/second]의 시간 주파수가 발생하고, 약 12m/min의 시트 메탈의 피스의 전방 주입율이 추정된다. 이 방법은 적어도 20m/min, 특히 50m/min을 넘는 시트 메탈의 피스의 전방 주입 속도로 작동하는 것이 유리하다.
본 방법의 추가적이 개량에 따르면, 성형 이전에 적어도 하나의 시트 메탈의 피스가 시트 메탈의 커팅을 포함하는 단계를 거친다. 시트 메탈의 커팅은 예를 들어 수단(물, 연마제, 레이저 등)을 구비한 고-에너지 복사에 의해 커팅, 펀칭 또는 이 밖의 것의 제작 방법 중 하나에 의해 실행될 수 있다. 이 경우에서 커팅은 시트 메탈의 피스를 스트립 또는 코일로부터 완전한 분리를 의미한다고 이해되어서는 안되고 대신 시트 메탈의 피스의 특정한 내부 영역 안으로 시트 메탈을 커팅한다. 결과적으로 개구, 슬릿, 또는 컷아웃(cutout)은 시트 메탈의 피스에 형성된다(여전히 매끄러움). 이러한 컷은 차후에 수행되는 시트 메탈의 성형과 관련하여 적절히 위치하고, 이에 의해 한정된 돌출부가 시트 메탈에 형성될 수 있다. 또한 이러한 개구는 재료를 절약할 목적으로 사용될 수 있으며, 이 결과로, 예를 들어 감소된 열 용량이 발생된다. 이와 상관없이, 이 방법 단계는 시트 메탈에서 성형 단계 후 커팅 공정이 단순히 발생할 수 있으며, 예를 들어 이에 의해 요구하는 길이 또는 폭으로 시트 메탈의 피스를 커팅하게 되며, 이는 차후에 배기 가스 처리 부품에 가질 수 있다.
특히 바람직하게는 시트 메탈의 거의 매끄러운 피스가 하나 이상의 유체 스트림에 의해서 하나 이상의 카운터몰드 내로 가압되고, 이에 의해서 시트 메탈의 하나 이상의 구조화된 피스의 구조가 형성된다. "카운터몰드"는 특히 스웨이지(swage), 바닥 다이(bottom die), 섹션 롤러, 톱니를 가진 휠(toothed wheel) 등으로 이해된다. 이는 네가티브 몰드의 형태를 구성하고, 이 안으로 시트 메탈의 피스가 유체 스트림을 이용하여 가압되며, 이에 대해 거의 꼭 맞고 이러한 방법으로 영구히 구조를 추정한다. 이 경우에, 시트 메탈의 피스의 뚜렷한 소성 변형이 발생한다. 이후 카운터몰드는 표면을 가지고, 이는 시트 메탈의 피스의 요구한 구조와 거의 대응한다. 최초 테스트는 형상의 관점에서 매우 작은 정도의 편향이 이루어질 수 있고 따라서 시트 메탈의 피스가 카운터몰드의 외형 윤곽을 매우 상세히 추정하는 것을 보여준다. 카운터몰드는 여기서 하나의 피스 또는 다수의 피스일 수 있고, 이는 마지막으로 언급된 변형이 가능하며, 특히 표면 구조의 유사한 형태 또는 언더커트(undercut)를 형성한다. 유체 스트림에 의해 시트 메탈의 피스를 가압하거나 또는 성형하는 것은 이런 복잡한 카운터몰드가 재생되는 것을 가능하게 한다.
이 방법의 한 개량에 따르면, 적어도 두 개의 유체 스트림이 사용되고, 제 1 유체 스트림은 시트 메탈을 성형하며, 제 2 유체 스트림은 적어도 하나의 카운터몰드에 대해 시트 메탈의 피스를 고정시킨다. 시트 메탈의 피스가 시트 메탈의 성형 동안 카운터몰드에 대해 한정된 위치를 잃지 않는 것을 보장하기 위해, 구조화된 방법으로 이미 성형된 시트 메탈의 피스의 부품이 제 2 유체 스트림을 사용함에 의해(유체 스트림을 유지함) 카운터몰드에 대해 대체로 형상 결합되는 방법으로(in a positively locking fashion) 이미 성형된 시트 메탈의 피스의 부분이 제안된다. 이는 이미 처리된 부분이 제 1 유체 스트림과 관련하여 다시 뒤로 당겨지는 것을 방지하는 것을 가능하게 한다.
하나 이상의 카운터몰드의 관점에서, 특히 바람직하게는 하나 이상의 카운터 몰드가 동시에 전방 주입 방향으로 시트 메탈의 하나 이상의 구조화된 피스를 운반한다. 이것이 의미하는 것은, 카운터몰드 자체가, 시트 금속의 피스가 상기 시트 금속의 피스 내 구조를 생성하기 위한 장치를 거치도록, 상기 시트 금속의 피스를 운반하는 드라이브 또는 운반 요소를 구성한다는 것이다. 이러한 경우에 시트 메탈의 피스 내에 생성된 구조 및 카운터몰드의 표면은 서로 접촉하고 유체 분배 장치에 대한 카운터몰드의 표면의 상대적인 움직임은 또한 유체 분배 장치에 대해 적어도 하나의 구조화된 시트 메탈의 피스의 상대적인 움직임을 발생시킨다. 상대적인 움직임은 선형 및/또는 회전형일 수 있다. 본 방법의 다른 개량에서, 시트 메탈의 피스의 수송은 적어도 하나의 유체 스트림에 의해 지지될 수 있으며, 또는 이에 의해 수행될 수 있다. 또한, 적어도 하나의 유체 스트림은 전방 주입을 일으킬 수 있으며, 카운터몰드가 적어도 하나의 유체 스트림에 의해 발생되는 전방 주입을 브레이킹 함에 의해 이미 정해진 범위 내에서 전방 주입율을 유지시킬 수 있다.
본 방법의 한 개량에 따르면, 시트 메탈의 성형에 앞서서, 시트 메탈을 커팅하는 것에 의해서 시트 메탈의 하나 이상의 피스에 다수의 슬릿을 형성하고, 슬릿을 제어된 방식으로 카운터몰드 상에 대해 위치시키는 것이 제안된다. 이를 달리 표현하면 시트 메탈의 피스를 성형이 일어날 때 시트 메탈의 피스에서 생성되는 슬릿이 카운터몰드 상의 기결정된 위치 상에 위치되는 것이 보장됨을 의미한다. 슬릿은 시트 메탈의 피스에서 만들어지고, 특히 이에 의해 돌출부(protrusion), 방해면 또는 유사한 사출부(projection)를 부분적으로 제한한다. 이러한 목적에 적당한 카운터몰드에서 특별한 사출부에 의해 형성된 이런 돌출부 등은 슬릿이 개별적인 사출부의 위치에 위치하는 것을 보장한다. 예를 들어 시트 메탈의 커팅을 수행하기 위한 장치에 대해 그리고 시트 메탈의 성형을 수행하기 위한 장치에 대해, 이는 특별한 센서 시스템 및/또는 결합된 드라이브(기계적, 전기적, 전자적 데이터 처리 드라이브 등)에 의해 보장된다.
본 방법의 추가적인 개량에 따르면, 적어도 하나의 구조화된 시트 메탈의 피스는 성형 후 정화 공정을 거친다. 이 정화 공정은 적절하게 다수의 스테이지로 만들어질 수 있으며, 이는 유체 스트림의 부품을 또는 시트 메탈의 피스 등의 표면 상에 위치한 오염 물질을 제거하는 것이 주로 바람직하다. 따라서, 물 유체 스트림에서 시트 메탈의 피스 또는 그 표면은 오븐 또는 블로우어(blower)를 사용하여 건조될 수 있다. 적절한 측정은 오일 및/또는 오염 물질에 대해 가능하다. 이는 브러슁(brushing), 에칭 또는 다른 정화 공정을 포함할 수 있다.
본 방법의 한 유리한 개량에 따르면, 적어도 하나의 구조화된 시트 메탈의 피스는 다수의 셀을 갖는 벌집 모양의 요소를 형성하는 방법으로 배열된다. 이 경우에서, 다수의 시트 메탈의 피스는 쌓이고, 둘러싸이고, 및/또는 서로 말리는 것이 바람직하며, 이들 중 적어도 일부는 구조화된다. 이는 시트 메탈의 피스가 구조가 없는 영역 및 구조를 가진 영역을 가질 수 있는 것을 의미하고, 분리된 매끄럽고 구조화된 시트 메탈의 피스는 벌집 모양의 요소를 생산하기 위해 서로 배열된다. 이와 연결하여 또는 대안으로, 적어도 하나의 구조화된 시트 메탈의 피스는 추가의 부품, 예를 들어 파이버 매트(fiber mats), 구멍이 있는 플레이트, 절연시키는 매트, 시일링(sealing) 필름 등과 결합될 수 있다.
특히 금속의 벌집 모양의 요소에 대한 두 전형적인 설계는 구별된다. 먼저 나온 서례는 독일 특허 29 03 779 A1가 전형적인 예를 나타내며, 이는 나선형의 설계이고, 여기서 거의 하나의 매끄러운 시트 메탈의 층 및 하나의 주름진 시트 메탈의 층이 서로 위 아래로 놓이고 나선형으로 감긴다. 다른 설계에서, 벌집 모양의 요소는 다수의 교대적으로 배열된 매끄럽고 주름진 또는 다르게 주름진 시트 메탈의 층으로 이루어지며, 시트 메탈의 층은 처음엔 서로 트위스트된(twisted) 하나 이상의 스택(stack)을 형성한다. 이 공정에서 시트 메탈의 모든 층의 단부는 외부에서 끝나고 하우징 또는 케이싱 튜브에 연결될 수 있으며, 이 결과 다수의 연결이 생산되고 이는 벌집 모양의 요소의 내구성을 증가시킨다. 이러한 설계의 전형적인 예는 유럽 특허 제 0 245 737 B1 또는 국제 특허 제 90/03320호에서 설명된다. 오랫 동안 추가적인 구조를 가진 시트 메탈의 층을 갖추는 것이 알려져 왔으며 이에 의해 개별적인 유동 셀 사이의 교차-혼합을 일으키고 및/또는 유동에 영향을 미쳤으며, 이는 예를 들어 국제 특허 제 91/01178에서 설명된다. 모든 이러한 설계는 여기서 설명된 방법으로 생산되며 후에 설명되는 장치에 의해 생산된다. 이 때문에 상기 언급된 공개 공보에서 개시된 내용은 여기서 설명의 일부로서 완전히 인용되며 설명적 목적을 위해 적당하게 사용될 수 있다.
이러한 셀의 숫자와 관련하여 "셀 밀도"로서 언급되는 것이 사용되고 이는 얼마나 많은 셀이 벌집 모양의 요소의 단위 단면적 당 존재하는지를 설명한다. 바람직하게 형성된 벌집 모양의 요소는 100cpsi("셀 퍼 스퀘어 인치"(cells per square inch)) 내지 1600cpsi의 셀 밀도를 가진다. 셀은 서로 거의 평행하게 되어 있고 셀 벽에 의해 둘러싸인 적어도 부분적으로 분리된 유동 경로를 형성한다. 시트 메탈의 피스 또는 추가의 부품은 개구 및/또는 방해 구조를 가질 수 있으며, 방해 구조는 서로 옆에 배열된 셀 사이에 연결을 제공하고, 이에 의해 벌집 모양의 요소 내의 셀 내에 위치한 부분적인 유동이 서로 혼합될 수 있다. 이러한 셀은 벌집 모양의 요소의 일단부면으로부터 타단부로 거의 선형으로 확장하는 것이 일반적이다. 그러나, 유동 경로가 이와 서로 다른 프로파일을 갖는 벌집 모양의 요소, 예를 들어 나선형 또는 계단 모양의 프로파일 등도 공지되어 있다.
이 경우에 이러한 방법으로 형성된 벌집 모양의 요소를 하우징과 접촉하도록 놓고 이후에 열적 접합 공정을 수행하는 것이 특히 유리하다. 하나의 하우징에 이러한 벌집 모양의 요소의 다수를 배열시키는 것은 기본적으로 가능하고, 하나의 벌집 모양의 요소는 다수의 하우징과 접촉할 수 있거나 또는 반경 방향으로 다수의 하우징에 의해 적어도 부분적으로 둘러싸일 수 있다. 벌집 모양의 요소가 하우징에서 요구한 위치로 배열된 후, 열적 접합 공정이 제안되고 이에 의해 벌집 모양의 요소의 부품이 서로 연결되며, 벌집 모양의 요소는 적어도 하나의 하우징에 연결된다. 이러한 열적 접합 공정은 확산 연결, 용접 연결 및/또는 납땜 연결을 일으킬 수 있다. 또한, 이 경우에 적어도 하나의 시트 메탈의 피스 또는 벌집 모양의 요소의 다른 부품 위에 코팅을 입힐 수 있고, 이는 이후의 코팅 공정에서 추가적으로 또는 대안적으로 수행될 수 있다.
본 발명의 추가의 태양에 따르면, 시트 메탈의 피스에서 구조를 만들기 위한 장치는 유체 조절 장치, 적어도 하나의 유체 분배 장치 및 적어도 하나의 카운터몰드를 갖는 것이 제안된다. 이 장치는 적어도 하나의 유체 분배 장치가 적어도 제 1 유체 스트림 및 제 2 유체 스트림을 조절하는 것을 특징으로 한다. 여기서 설명된 장치는 본 발명에 따라 상기에서 언급된 방법 중 하나에 따라 시트 메탈의 피스에서 구조를 만드는데 특히 적당하다. 두 유체 스트림은 이 경우에 시트 메탈의 성형에서 서로 다른 기능을 한다고 추정하는 것이 바람직하다. 예를 들어 제 1 유체는 주로 시트 메탈의 피스를 성형하는 반면에, 제 2 유체 스트림은 카운터 몰드에서 성형된 시트 메탈의 피스를 유지하거나 또는 이를 카운터 몰드로 가압하는 작용을 주로 하는 것이 바람직하다. 결과적으로 카운터몰드에 대해 시트 메탈의 피스의 한정된 위치가 항상 보장되고 이에 의해 카운터몰드의 구조의 정확한 표시가 시트 메탈의 피스에 형성된다. 제 2 유체 스트림은 또한 이후의 칼리브레이션(calibration) 또는 제 2 성형 단계(예를 들어 언더커트의 경우 등에서)를 위해 사용될 수 있다. 제 1 유체 스트림 및 제 2 유체 스트림은 공정 동안 적어도 부분적으로 동시에 만들어지는 것이 유리하나 서로 다른 시작 시간 및 종료 시간도 시트 메탈의 피스의 형성을 고려하여 적절하게 선택될 수 있다. 유체 분배 장치는 시트 메탈의 피스와 접촉한 유사한 형태의 메디아(media)을 위치시킬 수 있고, 교대적으로 제 1 유체 스트림 및 제 2 유체 스트림도 서로 다른 메디아 또는 다른 방법으로 구체화된 메디아로부터 형성될 수 있다. 유체 조절 장치는 적절한 유체(물, 오일 등)를 유체 분배 장치에 공급하는 기능을 하고, 이에 의해 유체 스트림이 요구하는 파라미터를 구비한 채 만들어질 수 있다. 이 유체 조절 장치는 파이프라인, 펌프, 밸브, 측정 장치 등을 부품으로서 포함할 수 있다.
이 경우에 적어도 하나의 유체 분배 장치는 적어도 제 1 유체 스트림 또는 제 2 유체 스트림에 대하여 하기의 파라미터 중 적어도 하나를 변경시키기 위한 수단을 갖는 것이 특히 유리하다:
a) 압력
b) 유량율
c) 부피 유동
d) 형상
장치는 다수의 유체 분배 장치를 기본적으로 갖출 수 있고, 유체 분배 장치는 예를 들어 시트 메탈의 피스의 특정 폭에 걸쳐 다른 것 옆에서 동시에 작동하거나 또는 시트 메탈의 피스의 전방 주입 방향으로 서로 앞뒤로 나란히 배열되며 적절하다면 하나의 시트 메탈의 피스에서 서로 다른 구조를 형성하는 기능을 한다(예를 들어 매크로 구조/마이크로 구조). 이러한 유체 분배 장치 중 적어도 하나, 바람직하게 이런 유체 분배 장치의 각각은 유체 스트림의 파라미터를 변경하기 위한 수단을 갖는다. 변경은 유체 스트림 장치의 각각 개별적인 유체 스트림에 대해 독립적으로 수행될 수 있으며, 또한 제 1 유체 스트림 및 제 2 유체 스트림의 공통적인 변경도 가능하다. 또한 전술한 파라미터 a) 내지 d)의 적어도 두 개를 변경시킬 수 있는 것이 유리하다.
이러한 파라미터는 구조화된 시트 메탈의 피스의 제조 동안 모니터 되는 것이 바람직하고 적절하게 재조정되는 것이 바람직하다. 전술한 것은 유체 분배 장치 자체의 부품일 수 있고, 또한 이들이 유체 분배 장치에 간접적으로 연결될 수 있다. 압력 및 부피 유동은 모니터될 수 있고 수정될 수 있으며 및/또는 예를 들어 유체 조절 장치와 함께 세트(set)될 수 있다. 예를 들어, 유체 스트림의 유동 속도 및 형상은 유체 스트림 장치의 배출 개구의 형상에 의해 영향을 받는다. 유체 스트림의 "형상"은 유체가 유체 분배 장치를 떠나는 방법을 특히 언급할 의도이고 예를 들어 유체 스트림이 가늘게 되는지, 넓어지는지, 이것이 점형태의(punctiform)의 방식, 선형 또는 표면에 걸쳐 시트 메탈의 피스에 가해지는지 이다.
본 장치의 한 개량에 따르면, 적어도 하나의 유체 분배 장치는 갭을 구비한 적어도 하나의 노즐을 포함한다. 기본적으로 노즐은 설계에 따라 매우 다를 수 있고 사용의 개별적이 목적 또는 구조화된 시트 메탈의 피스의 요구되는 형상에 적합한 방식으로 구체화될 수 있다. 이 경우에 "노즐"은 예를 들어 파이프라인을 죄기 위해 관형 피스를 원뿔형태로 뾰족하게 하는 것으로 이해될 수 있다. 노즐은 이를 통해 유체 유동을 가속시키는 성질을 일반적으로 가지고 이는 일반적으로 압력의 하락을 포함한다. 노즐은 다양한 유체 또는 다른 부품의 분산 혼합을 위해 그리고 다른 목적을 위해 유체를 세분화하는데(atomize) 사용될 수 있다. 여기서 갭을 형성하도록 뾰족하게 되는 라인 구조가 제안되는 것이 바람직하다. 이는 생산될 수 있고 셀의 일반적인 선형 설계에 의해 설계에서 선형인 구조에 특히 관련되어 행해진다. 노즐의 갭은 시트 메탈의 피스 또는 카운터몰드의 구조 상에서 최대 또는 최소 지점의 라인에 거의 평행하게 배열되는 것이 바람직하고, 이에 의해 시트 메탈이 섹션이 가능한 균일하게 성형되는 것을 가능하게 한다. 이와 서로 다른 구조가 만들어진다면 또는 시트 메탈의 피스의 특정 영역에 국부적으로 제한되는 추가적인 구조가 형성된다면, 다른 형태의 노즐이 사용되거나 제공될 수 있다. 갭은 1.0mm 미만, 특히 0.5mm 미만의 갭 폭을 갖는 것이 바람직하다. 갭의 길이는 처리될 수 있는 시트 메탈의 피스의 폭에 의해 거의 결정된다. 100mm에 이르는 폭을 갖는 시트 메탈의 피스는 하나의 갭 노즐을 구비한 채 처리되도록 일반적으로 제안되고 이때 시트 메탈의 피스의 폭에 대응하는 갭 길이를 갖는다.
적어도 하나의 유체 분배 장치가 중앙 웹에 대향하여 놓여있고 각각 갭을 갖는 두 노즐을 갖는 것이 특히 유리하다. 이러한 구조는 노즐의 갭이 서로 옆으로 매우 가깝게 배열되는 것을 가능하게 한다. 인느 특히 작은 구조가 시트 메탈의 피스에서 만들어지는 것을 가능하게 하고, 이는 유체 스트림이 시트 메탈의 피스 또는 카운터 몰드이 인접 구조를 직접 목표로 할 수 있기 때문에 쉽게 재생산 가능하고 손상을 입히지 아니한다. 두 갭 또는 두 노즐은 중앙 웹에 거의 대칭적으로 만들어질 수 있고, 또한 이들은 서로 다른 방법으로 구체화될 수 있으며 특히 갭 근처에서 이들의 서로 다른 기능을 고려한다.
본 장치의 추가적인 개량에 따르면, 적어도 하나의 유체 분배 장치는 시트 메탈 케이싱과 접촉한 후 유체를 제거하기 위한 수단을 포함하는 것이 제안된다. 시도는 시트 메탈의 피스에 가해진 유체 스트림이 시트 메탈의 피스의 매끄러운 부분의 표면에 유착되고 이를 따라 유동하는 것을 보여준다. 이 공정에서 유체는 공정 포인트로부터 매우 멀리 떨어져 움직이고, 이 결과로 유체의 처분 또는 재이용이 상당히 어렵게 이루어진다. 이런 이유 때문에 유체 스트림이 공정 포인트 근처에서 편향되거나 제거되는 것을 보장할 것을 제안한다. 이를 위해 필요한 수단은 예를 들어 유체 분배 장치에서 수용관, 방해 플레이트, 블로우어, 흡입 라인 등이 될 수 있다. 이는 유체 분배 장치 그 자체의 부품 또는 부품을 통해 유체 스트림을 안내하는 특별한 수단을 구성하는 것이 바람직하다. 이러한 방법으로 추가의 활성화된 메디아(예를 들어 압축된 공기, 진공)의 사용이 피해질 수 있다.
또한, 적어도 하나의 카운터몰드가 회전 가능한 외형 윤곽을 갖는 휠인 것이 제안된다. 외형 윤곽을 갖는 휠은 거의 원형인 것이 바람직하고 드라이브에 의해 규제된 방식으로 회전될 수 있는 것이 바람직하다. 외형 윤곽을 갖는 휠은 하나의 부품으로 또는 다수의 부품으로, 예를 들어 디스크 배열과 같이 구체화될 수 있다. 외형 윤곽을 갖는 휠은 그 폭에 걸쳐 요구하는 표면을 갖고, 상기 표면은 시트 메탈의 피스에서 생산되는 구조를 위한 네거티브 몰드를 궁극적으로 나타낸다. 사용되는 외형 윤곽은 갈퀴(prong), 톱니(teeth), 볼트(bolt), 사출부 등이고, 이는 외형 윤곽을 갖는 휠의 주변에 걸쳐 균일하게 나와있는 것이 바람직하다.
이 경우에 이 장치는 하기의 요소 중 적어도 하나의 기능으로서 제어된 방법으로 외형 윤곽을 갖는 휠을 구동하기 위한 수단을 갖는 것이 특히 유리하다:
- 시트 메탈의 피스의 전방 주입;
- 유체 분배 장치에 의해 유체 스트림의 조절;
- 이 장치의 부품의 신호를 모니터링;
- 시트 메탈 피스의 성형.
시트 메탈의 피스의 전방의 주입에 대한 제어된 드라이브의 의존은 외형 윤곽을 갖는 휠이 시트 메탈의 피스 자체의 전방 주입에 대한 운반 요소로서 사용되는 경우에 보장될 수 있다. 다른 표현으로 원뿔형 기어는 시트 메탈의 피스의 요구되는 전방 주입이 유지되는 방법으로 구동되는 것을 말한다. 이는 특히 20Hz 보다 큰 시간 주파수를 가지고 간헐적으로 수행되는 것이 유리하다. 또한, 원뿔형 기어의 구동이 예를 들어 가해진 유동 속도, 가해진 압력, 가해진 부피 유동 또는 유체 스트림의 형상과 같은 유체 스트림의 적어도 하나의 파라미터에 의존하게 만드는 것이 가능하다. 이 장치는 다양한 위치에서 픽업(pickup)을 측정하는 센서를 가질 수 있고, 이러한 센서 특정 측정값을 가지게 되며, 이들을 기준값과 비교한다. 이는 일정환 상황 하에서 드라이브의 변화라는 결과를 가져오는 신호를 모니터링하는 결과를 가져온다. 시트 메탈의 피스는 예를 들어 동일한 장치로 서로 다른 변형들을 제조할 때, 미리 한정된 간격에서 또는 미리 한정된 섹션에서 서로 다르게 배치되는 것이 가능하다. 서로 다른 처리 시간이 요구되는 것이 필요할 수 있는데 이에 의해 시트 메탈의 피스의 서로 다른 전방 주입율 또는 외형 윤곽을 갖는 휠의 회전 스피드가 시트 메탈의 피스의 형상의 기능으로서 세트되어야 한다. 이 수단은 상기에서 언급된 요소의 적어도 둘, 바람직하게는 모든 요소의 기능으로서 외형 윤곽을 갖는 휠의 드라이브를 제어하거나 규율할 수 있는 것이 바람직하다.
또한 이 장치는 시트 메탈을 커팅하기 위한 장치와 결합되는 것이 제안된다. 이는 시트 메탈을 커팅하기 위한 장치의 드라이브 및 외형 윤곽을 갖는 휠의 드라이브가 서로 동시에 발생될 수 있음을 특히 의미하며, 이에 의해 슬릿, 개구 및 이와 유사한 것은 시트 메탈의 피스에서 형성되고, 이들이 요구되는 구조를 갖는다면 시트 메탈의 피스는 외형 윤곽을 가지는 휠 또는 카운터몰드 상의 요구되는 위치에서 구조화된다.
본 장치의 추가의 개량에 따르면, 이 장치는 적어도 하나의 센서 및 적어도 하나의 평가 유닛을 갖추고 있다. 이러한 센서는 기능적인 모니터링을 위해 또는 작동 결과를 국한하기(localizing) 위해 사용될 수 있다. 적어도 하나의 센서로 발생하는 신호는 상위의 평가 유닛에서 결합되는 것이 바람직하여, 예를 들어 서로 다른 장치의 드라이브를 다른 것과 조화시키는 것이다.
본 발명은 이하에서 도면과 함께 더욱 자세히 설명된다. 도면은 본 발명의 특히 바람직한 개량 및 환경을 도시하나, 본 발명은 상기 개량에 제한되지 아니한다.
도 1은 시트 메탈의 피스에서 구조를 생산하기 위한 유체 분배 장치의 예시적인 실시예를 도시한다.
도 2는 도 1에서 도시된 유체 분배 장치의 상세도를 도시한다.
도 3은 시트 메탈의 피스에서 구조를 생산하기 위한 방법을 수행하기 위한 장치의 실시예를 도시한다.
도 4는 시트 메탈의 피스 및 카운터몰드(countermold) 사이의 접촉 영역의 상세도를 도시한다.
도 5는 배기 가스 처리 부품의 예시적 실시예의 개략적인 사시도이다.
도 6은 시트 메탈의 피스에서 구조의 다양한 예시적 실시예를 도시한다.
도 1은 구조(5)를 구비한 시트 메탈의 피스(2)를 생산하기 위해 유체 분배 장치(13)의 가능한 실시예의 개략적인 부분 단면도이다. 유체 분배 장치(13)는 두 파트로 이루어지는데 상부 파트(22) 및 하부 파트(23)를 갖는다. 상부 파트(22)에는 두 개의 유입관(24)이 제공되고, 제 1 유입관(24)은 제 1 유체 스트림(3)을 위해 제공되고(검은색 화살표로 표시됨), 제 2 유입관(24)은 제 2 유체 스트림(14)을 위해 제공된다(흰색 화살표로 표시됨). 두 유입관(24)은 중앙의 웹(17)에 대해 거의 대칭적으로 연장된다. 여기서 설명되는 유체 분배 장치(13)의 실시예에서 유입관(24)은 또한 하부 파트(23)에 의해 부분적으로 한정된다. 하부 파트(23)의 영역은 상부 파트(22)의 중앙 웹(17)을 갖고 갭 노즐(15)을 형성한다. 시트 메탈의 피스(2)는 이 노즐 갭(15)을 지나서 처리되고 유체 스트림(3, 14)이 이에 가해진다. 이 공정에서, 시트 메탈의 피스(2)는 카운터몰드(4)로 가압되는데, 카운터몰드는 여기서 외형 윤곽을 갖는 휠(contoured wheel, 18)로서 나타난다. 이 경우에 유체 분배 장치(13)는 시트 메탈의 피스(2)의 일 측부에 배열되고, 외형 윤곽을 갖는 휠(18)로 구체화되는 카운터몰드가 타 측부 상에 대향적으로 배치된다. 외형 윤곽을 갖는 휠(18)은 간헐적으로 돌고, 이는 공정에서 시트 메탈의 피스(2)의 방향을 전방으로 진행시킨다.
공정 동안, 유체 스트림(3, 14)은 시트 메탈의 피스(2)을 향해 흐르고 외형 윤곽을 갖는 휠(18)의 외형 윤곽으로 시트 메탈의 피스를 가압하고, 유체 스트림(3, 14)은 흐름의 방향에서 볼 때 편향된다. 시트 메탈의 피스(2)와 접촉한 후, 유체 스트림은 유체 분배 장치(13)의 하부 파트(23)에 제공된 유출관(25)으로 흐른다. 유체 스트림은 조절되고 다시 이 유출관(25)으로부터 시작하고, 유체 분배 장치(13)로 다시 주입될 수 있으며, 이에 의해 시트 메탈의 피스(2)를 처리한다.
도 2는 갭(16)이 각각 형성되어 있는 노즐(15)을 자세히 도시한 개략도이다. 도시된 것처럼, 제 1 유체 스트림(3)(검은색 화살표) 및 제 2 유체 스트림(14)(흰색 화살표)이 중앙 웹(17)을 향해 처음에 흐르고 개별적인 갭(16)의 방향으로 흐른다. 여기서 유체 스트림(3, 14)이 나타나고 밑에 배열된 시트 메탈의 피스(2)와 접촉하게 된다. 공정에서, 이들은 시트 메탈의 피스(2)를 대향하여 배열된 외형 윤곽을 갖는 휠(18)의 외형 윤곽으로 가압하고, 시트 메탈의 피스(2)에 적어도 부분적으로 소성 변형이 일어나고 외형 윤곽을 갖는 휠(18)에 거의 대응하는 요구된 구조(5)를 추정한다. 외형 윤곽 또는 구조(5) 때문에, 유체 스트림은 편향되고, 이 공정 동안 이들은 이들의 개별적인 유출관(25)으로 유도된다. 노즐(15) 및 유출관(25)은 흐름의 편향에 대응하도록 배열되고, 이는 구조(5) 및 카운터몰드(4)에 의해 일어난다. 이런 방법으로, 사용되는 유체 스트림(3, 14)의 매우 큰 부분이 시트 메탈의 피스(2)과 접촉한 후 다시 직접 제거될 수 있다.
도 3은 배기 가스 처리 부품을 제조하기 위해 제작 시스템에 대한 가능한 설 계의 개략도이고, 또한 시트 메탈의 피스(2)에서 구조(5)를 생산하기 위해 본 발명에 따른 장치를 포함한다. 시트 메탈의 피스(2)는 시트 메탈 커팅 장치(19)로 주입 방향(6)의 전방으로 처음으로 주입된다. 시트 메탈의 피스(2)의 전방으로의 주입은 카운터몰드(4)에 의해 이루어진다. 시트 메탈 커팅 장치(19)는 슬릿(7), 개구(40) 또는 시트 메탈의 피스(2)의 재료에 다른 컷아웃(cutouts)을 만든다. 시트 메탈의 피스(2)는 이후 센서(20)를 거쳐서 안내되고, 센서는 예를 들어 시트 메탈 커팅 장치(19)의 기능을 모니터한다. 센서(20)로 얻어지는 신호는 평가 유닛(21)으로 전달된다.
카운터몰드(4)를 회전시킴에 의해, 시트 메탈의 피스(2)는 유체 분배 장치(13)의 방향으로 이동된다. 이를 위해 카운터몰드(4)는 시트 메탈의 피스(2)의 간헐적인 전진을 가능하게 하는 드라이브(26)를 장착하고 있다. 유체 분배 장치(13)에는 유체가 제공되고, 이는 시트 메탈의 피스(2)를 유체 조절 장치(12)에 의해 처리하는데 필요하다. 상기 유체는 시트 메탈의 이전의 매끄러운 피스(2)를 카운터몰드(4) 또는 외곽 윤곽으로 가압하고, 이에 의해 시트 메탈의 피스(2)에 소성 변형이 일어난다.
이제 구조화된 시트 메탈의 피스(2)는 정화 장치(8)로 수송되는데, 이때 예를 들어 유체 잔여물 및 오염 물질이 제거된다. 정화 장치(8)는 연속적인 오븐, 블로우어(blower) 또는 이들의 조합으로 구체화될 수 있다. 이후 정화되고 건조화된 시트 메탈의 구조화된 피스(2)는 스트립(strip)으로서 구체화되는 커팅 장치(27)로 마지막으로 주입된다. 도시된 시스템에서, 평가 장치(21)는 다양한 부품, 특히 유체 조절 장치(12), 시트 메탈 커팅 장치(19), 및 여기서 수송 요소로서 동시에 구체화된 카운터몰드(4)의 드라이브(26)와 같은 부품을 조절하는 기능을 가능하게 한다.
도 4는 카운터몰드(4) 및 이에 꼭 맞게 끼워진 시트 메탈의 피스(2)의 예시적인 실시예의 개략적인 상세도이다. 카운터몰드(4)는 제 1 외형 윤곽(29) 및 그 위에 겹쳐진 제 2 구조(30)를 갖는다. 시트 메탈의 피스(2)는 시트 메탈 커팅 장치(19)로 처음에 잘리고, 이에 의해 슬릿(7)은 시트 메탈의 피스(2)의 내부 영역에 형성된다. 슬릿(7)은 카운터몰드(4)의 제 2 외형 윤곽(30)에 대응하도록 배열된다. 제 1 유체 스트림(3)은 여기서 시트 메탈의 피스(2)의 형상을 결정적으로 일으키고, 이는 선형 형상으로 구체화되며 0.5mm 미만이 바람직한 폭(31)을 갖는다. 시트 메탈의 피스(2)에 대한 제 1 유체 스트림(3)의 충돌에 의해, 한편 제 1 외형 윤곽(29)에 대응하는 구조(5)가 형성되나 또한 돌출부(32)도 형성되며 이는 슬릿(7) 및 제 2 외형 윤곽(30)을 제공함에 의해 성형된다.
도 5는 배기 가스 처리 부품(1)의 예시적인 실시예를 도시하고, 이는 상기 방법이 수행된 후에 궁극적으로 생산될 수 있다. 배기 가스 처리 부품(1)은 하우징(11)을 갖고, 하우징은 서로 나란히 배열되고 서로 공간적으로 분리된 3 개의 벌집 모양 부품(9)을 동시에 포함한다. 벌집 모양의 요소(9)는 다수의 셀(10)을 가지고 이를 통해 배기 가스가 흐를 수 있다. 셀(10)은 시트 메탈의 구조화된 피스(2) 및 매끄러운 스트립(33)에 의해 형성된다. 확대된 도로부터 매끄러운 스트립(33)은 다공성의 필터 층으로 구체화되는 것을 관찰할 수 있다. 또한, 코팅(34)이 매끄러운 스트립(33) 및 시트 메탈의 피스(2) 상에 제공된다. 시트 메탈의 피스(2)는 110μm 미만의 시트 메탈 두께(35)를 갖는다.
도 6은 시트 메탈의 피스(2)의 구조(5)의 서로 다른 4 개의 예의 개략적인 사시도이다. "A"로 표시된 변형 형태는 폭(36) 및 높이(37)에 의해 설명될 수 있는 사이너스(sinus) 같은 구조(5)를 나타낸다. 폭에 대한 높이의 비가, 특히 1.5 내지 1.3의 영역에 있는 2 미만의 영역에 있는 상대적으로 좁은 구조가 특히 바람직하다.
"B"는 제 2 의, 소위 미세구조(38)가 그 위에 겹쳐있는 구조(5)를 나타낸다. 여기서 구조(5) 및 미세구조(38)는 서로에 대해 거의 수직으로 형성되나 또한 이들은 서로에 대해 비스듬히 확장할 수 있다.
변형예 "C"의 구조(5)는 거의 직사각형 프로파일(profile)을 가진다. 변형예 "D"는 소위 오메가(omega) 구조를 갖는데, 롤링 방법(rolling method)에 의해서는 통상 용이하게 만들어질 수 없는 언더커트(undercut, 39) 및 개구(40)를 추가적으로 구비한다.
여기서 설명된 방법 및 본 발명에 따른 장치는 구조의 다양한 실시예가 특히 단순하고 비용 효과적인 방법으로 시트 메탈의 피스에서 형성되는 것을 가능하게 한다. 이러한 조립 단계는, 이전에는 고려되지 아니하였던 배기 가스 처리 부품의 제조를 위한 요구를 만족시킬 수 있다.
* 참조 번호 리스트
1 배기 가스 처리 부품 2 시트 메탈의 피스
3 제 1 유체 스트림 4 카운터몰드
5 구조 6 전방 주입 방향
7 슬릿 8 정화 장치
9 벌집 모양의 요소 10 셀
11 하우징 12 유체 조절 장치
13 유체 분배 장치 14 제 2 유체 스트림
15 노즐 16 갭
17 중앙 웹 18 외형 윤곽을 갖는 휠
19 시트 메탈 커팅 장치 20 센서
21 평가 유닛 22 상부 파트
23 하부 파트 24 유입관
25 유출관 26 드라이브
27 커팅 장치 28 호일
29 제 1 외형 윤곽 30 제 2 외형 윤곽
31 선형 구조의 폭 32 돌출부
33 매끄러운 스트립 34 코팅
35 시트 메탈 두께 36 폭
37 높이 38 미세구조
39 언더커트 40 개구

Claims (20)

  1. 배기 가스 처리 부품(1)을 제조하기 위한 방법으로서,
    크롬, 니켈 및 알루미늄으로 구성된 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 원소들을 포함하는 철 계열의 시트 메탈(2)의 하나 이상의 피스를 제공하는 단계 - 상기 시트 메탈(2)의 피스는 폭을 가짐; 및
    하나 이상의 유체 스트림(3, 14)에 의한 성형(shaping)에 의해서 상기 시트 메탈(2)의 하나 이상의 피스를 전체 폭에 걸쳐 성형된 구조로 구조화하는 단계를 포함하는,
    배기 가스 처리 부품을 제조하기 위한 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 유체 스트림(3, 14)이 하기의 성분 중 하나 이상을 갖는 것을 특징으로 하는,
    - 물,
    - 오일,
    - 파티클,
    - 첨가물,
    배기 가스 처리 부품을 제조하기 위한 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 성형은 간헐적으로(intermittently) 일어나는,
    배기 가스 처리 부품을 제조하기 위한 방법.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 성형에 앞서서 상기 시트 메탈(2)의 하나 이상의 피스가
    상기 시트 메탈을 커팅하는 것을 거치는,
    배기 가스 처리 부품을 제조하기 위한 방법.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 시트 메탈(2)의 하나 이상의 구조화된 피스의 구조(5)가 형성되도록 시트 메탈(2)의 매끄러운 피스가 상기 하나 이상의 유체 스트림(3, 14)에 의해서 하나 이상의 카운터몰드(4) 내로 가압되는,
    배기 가스 처리 부품을 제조하기 위한 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    둘 이상의 유체 스트림이 이용되고,
    제 1 유체 스트림(3)에 의해서 시트 금속의 성형이 이루어지고, 후속하는 제 2 유체 스트림(14)에 의해서 상기 시트 메탈(2)의 피스가 상기 하나 이상의 카운터몰드(4)에 대해 고정되는,
    배기 가스 처리 부품을 제조하기 위한 방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 카운터몰드(4)가, 상기 구조(5)를 형성하는 역할을 하는 것과 동시에, 전방 주입 방향(6)으로 상기 시트 메탈(2)의 하나 이상의 구조화된 피스를 운반하는 역할을 하는,
    배기 가스 처리 부품을 제조하기 위한 방법.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 시트 메탈의 성형에 앞서서, 상기 시트 메탈을 커팅하는 것에 의해서 상기 시트 메탈(2)의 하나 이상의 피스에 다수의 슬릿(7)이 만들어지고,
    상기 슬릿(7)이 상기 카운터몰드(4) 상의 기결정된 위치(location)에 위치하게 되는,
    배기 가스 처리 부품을 제조하기 위한 방법.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 시트 메탈(2)의 하나 이상의 구조화된 피스가 상기 성형에 후속하여 정화 프로세스를 거치는,
    배기 가스 처리 부품을 제조하기 위한 방법.
  10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 시트 메탈(2)의 하나 이상의 구조화된 피스가 다수의 셀(10)을 갖는 벌집 모양의 요소(9)가 형성되는 방식으로 배열되는,
    배기 가스 처리 부품을 제조하기 위한 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 벌집 모양의 요소(9)가 하우징(11)과 접촉한 채로 위치하고 열 접합 프로세스가 후속하여 수행되는,
    배기 가스 처리 부품을 제조하기 위한 방법.
  12. 시트 메탈(2)의 하나 이상의 피스에 구조(5)를 만들기 위한 장치로서,
    상기 시트 메탈(2)의 하나 이상의 피스는, 크롬, 니켈 및 알루미늄으로 구성된 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 원소들을 포함하는 철 계열의 피스로서 폭을 가지고,
    상기 장치는, 유체 조절 장치(12), 하나 이상의 유체 분배 장치(13) 및 하나 이상의 카운터몰드(4)를 포함하고,
    상기 하나 이상의 유체 분배 장치(13)가 적어도 제 1 유체 스트림(3) 및 제 2 유체 스트림(14)을 조절하여서, 상기 제 1 유체 스트림(3) 및 제 2 유체 스트림(14)에 의한 성형에 의해서 상기 시트 메탈(2)의 하나 이상의 피스를 전체 폭에 걸쳐 성형된 구조로 구조화하는 것을 특징으로 하는,
    시트 메탈의 피스에 구조를 만들기 위한 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 유체 분배 장치(13)가 적어도 상기 제 1 유체 스트림(3) 또는 상기 제 2 유체 스트림(14)과 관련된 하기의 파라미터 중 하나 이상을 변경시키는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는,
    a) 압력,
    b) 유동 속도,
    c) 부피 유동,
    d) 형상,
    시트 메탈의 피스에 구조를 만들기 위한 장치.
  14. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 유체 분배 장치(13)가 갭(16)을 구비한 하나 이상의 노즐(15)을 포함하는 것을 특징으로 하는,
    시트 메탈의 피스에 구조를 만들기 위한 장치.
  15. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 유체 분배 장치(13)가 두 개의 노즐(15)을 가지고, 상기 두 개의 노즐(15)이 중앙 웹(17)에 대향하여 놓이고 상기 두 개의 노즐(15)의 각각이 갭(16)을 구비하는 것을 특징으로 하는,
    시트 메탈의 피스에 구조를 만들기 위한 장치.
  16. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 유체 분배 장치(13)가 상기 시트 메탈(2)의 피스와 접촉한 후에 유체를 제거하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는,
    시트 메탈의 피스에 구조를 만들기 위한 장치.
  17. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 카운터몰드(4)가 회전 가능한 외형 윤곽을 갖는 휠(contoured wheel, 18)인 것을 특징으로 하는,
    시트 메탈의 피스에 구조를 만들기 위한 장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 장치가 하기의 요소 중 하나 이상에 따라 제어된 방법으로 상기 외형 윤곽을 갖는 휠(18)을 구동하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는,
    - 상기 시트 메탈(2)의 피스의 전방 주입;
    - 상기 유체 분배 장치(13)에 의한 유체 스트림(3, 14)의 조절;
    - 상기 장치의 부품의 신호를 모니터링; 및
    - 상기 시트 메탈(2) 피스의 성형,
    시트 메탈의 피스에 구조를 만들기 위한 장치.
  19. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
    상기 장치가 시트 메탈 커팅 장치(19)와 결합되는 것을 특징으로 하는,
    시트 메탈의 피스에 구조를 만들기 위한 장치.
  20. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
    상기 장치가 하나 이상의 센서(20) 및 하나 이상의 평가 유닛(21)을 구비하는 것을 특징으로 하는,
    시트 메탈의 피스에 구조를 만들기 위한 장치.
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