[发明专利]可调节的金属薄板生产

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于在金属薄板段中产生重叠结构的方法和设备。这种金属薄板段优选用于构造蜂窝体，所述蜂窝体例如用作内燃机的排气系统中的废气处理部件。

背景技术

在移动式内燃机例如汽油机和柴油机的废气处理中，已知在排气管内设置至少一个废气处理部件，该部件提供较大的表面面积(例如所谓的蜂窝体)。这些部件必要时配有专用(例如吸附的、催化活化的和/或其它的)涂层，其中由于该部件的较大表面积实现与流过的废气的密切接触。这些部件例如是用于过滤含在废气中的颗粒的过滤器部件、用于以至少有限的时间储存含在废气中的有害物质(例如氮氧化物)的吸附器、催化转化器(例如三路催化器、氧化催化器、还原催化器等)、用于对通流废气施加通流影响或漩流的扩散器或者也可以是加热部件，它们使废气直接在内燃机冷启动以后加热到所期望的温度。在汽车废气系统中的使用条件方面，下面的载体基材一般已证明是合适的：陶瓷的蜂窝体、挤出的蜂窝体和由金属薄板制成的蜂窝体。根据这些载体基材必需总是适配于其功能这一事实，耐高温且耐腐蚀的金属薄板是特别适合于其生产的原材料。

已知利用许多至少局部形成结构的薄板生产蜂窝体，接着将它们安装在外壳内并由此形成可设有一个或多个上述涂层的载体。在此将至少局部形成结构的薄板设置为形成基本相互平行的通道。为了保证这一点，使部分薄板配有结构，例如波纹结构、锯齿形结构、矩形结构、三角形结构、Ω结构或类似结构的形状。

还已知在这种薄板中加入第二结构，该第二结构尤其用于防止在废气进入蜂窝体以后直接形成层流，该层流使位于这种通道中心的分废气流区域不能与例如催化活化的通道壁区域充分地进行气体交换。这种第二结构或微结构提供迎流面，该迎流面使得分废气流在这种通道内部产生漩流。这导致分废气流本身强烈的混合，由此保证含在废气中的有害物质与通道壁密切接触。此外能够通过这种第二结构形成垂直于通道的通流通道，从而允许分废气流在相邻通道中进行气体交换。因此已知使用微结构，该微结构包括例如导向面、榫舌、凸起、叶片、衬板、小孔或类似结构。因此在生产这种金属蜂窝体时比由陶瓷材料制成的蜂窝体存在明显更多的变化形式，因为这种复杂的通道壁不能或只能以特别高的方法费用通过陶瓷材料实现。

然后将这种带有结构的薄板(必要时交替地通过光滑的中间层)堆叠、相互卷绕并且加入到外壳内，由此形成具有基本相互平行的通道的蜂窝体。

此外，对于废气处理特别感兴趣的是，几乎无延迟地在内燃机起动后进行含在废气中的有害物质的转化。这一点应该按照法律的规定或准则特别高效地进行。因此在过去总是使用较薄的薄板。这些较薄的板具有非常小的表面热容比，即，从通流的废气中回收的热量较少或者说薄板自身温度上升较快。这是重要的，因为目前在废气系统中使用的催化活化涂层只从某个起始温度开始才开始转化有害物质，该温度为约230℃至270℃。为在几秒钟以后已经使有害物质以至少98％的效率置换，使用具有例如小于0.1mm尤其是小于0.05mm的板厚的薄板。

但是，上述目的引起一系列生产方法和应用技术的问题。例如，应当指出，为了有目的地调节废气在蜂窝体中的通流特性可能需要微结构在通道中的精确取向。此外要注意，这种金属薄板通过拼接技术互连，尤其是相互软钎焊(硬钎焊，必要时在真空条件下)和/或焊接。但其前提是金属薄板相互间存在确定的接触范围。因此要保证重叠结构尽可能准确地对准。但是目前不能以足够的精度保证这一点。由于在生产结构时的外部影响，例如金属薄板的振动激励，该金属薄板会出现牵引特性和/或变形特性的偏差。工具内的生产不精确性或误差(例如偏心误差、位置误差、形状误差等)导致结构位置相互间的不期望的周期性变化的偏差。此外金属薄板材料的不均匀性可能导致结构相互间的其它偏差。

发明内容

本发明的目的是至少部分地减轻在现有技术中所述的技术问题。尤其是提供一种用于生产这种多次形成结构的金属薄板的方法，它保证尽可能准确地使重叠的结构相互对齐。本方法还满足批量生产这种金属薄板的要求并指出节省时间和成本的途径。此外，还提供一种用于产生这种金属薄板的设备。通过本方法或设备生产的金属薄板使得重叠的结构特别精确地对准并且尤其用于生产可以在内燃机废气系统(排气系统)中持久使用的蜂窝体。