專利名稱：催化凈化器殼體的外殼形中間部件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種由薄金屬板構(gòu)成的、催化凈化器殼體的外殼形中間部件，特別是用于內(nèi)燃機(jī)排氣系統(tǒng)，該外殼形中間部件在插入一層由補(bǔ)償材料制成的中間層的情況下、在徑向預(yù)應(yīng)力下包圍含有起催化作用的材料的塊體，其中，用于加工形成外殼形中間部件的薄金屬板的邊緣區(qū)域相互搭接并且相互牢固地連接。
背景技術(shù)：
這種用于內(nèi)燃機(jī)排氣系統(tǒng)的中間部件，特別是在機(jī)動(dòng)車中是已知的(EP0818615A2)。殼體是通過(guò)以下方式制造的，即，薄金屬板纏繞由作為補(bǔ)償材料的膨脹材料包圍的陶瓷塊體，同時(shí)使薄金屬板的邊緣區(qū)域相互搭接。然后用夾緊箍將這樣被加工成外殼形的薄金屬板沿徑向牢固地壓在陶瓷塊體或金屬塊體上，使得在徑向預(yù)應(yīng)力狀態(tài)下可以把相互搭接的邊緣區(qū)域相互焊接在一起。接著，為了完成催化凈化器殼體在外殼形中間部件的兩端焊上漏斗形的末端部分。
已經(jīng)證明，在加工時(shí)陶瓷塊體在相互搭接的邊緣區(qū)域區(qū)域內(nèi)受到可能導(dǎo)致塊體損壞或破壞的高負(fù)荷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)是，創(chuàng)造一種開(kāi)頭所述類型的催化凈化器殼體的外殼形中間部件，在這種中間部件中，塊體在薄金屬板相互搭接的邊緣區(qū)域的區(qū)域內(nèi)不受危險(xiǎn)的高壓力負(fù)荷。
這個(gè)任務(wù)按照本發(fā)明通過(guò)開(kāi)頭所述類型的催化凈化器殼體的中間部件解決，外殼形中間部件的邊緣區(qū)域在搭接區(qū)域內(nèi)具有相對(duì)于其余的薄金屬板這樣減小的板厚，并且垂直于薄金屬板的外側(cè)面這樣相互偏移，使邊緣區(qū)域的外或內(nèi)側(cè)面與厚度沒(méi)有減小的鄰接區(qū)域的外或內(nèi)側(cè)面分別位于相同的外殼面內(nèi)。
在本發(fā)明中，由于相互搭接的邊緣區(qū)域的特別構(gòu)造，不僅在制造時(shí)而且在工作時(shí)即使有徑向的壓力負(fù)荷，也不會(huì)出現(xiàn)對(duì)壓力敏感的塊體的局部集中的負(fù)荷，而是塊體在它的整個(gè)圓周上受到均勻的負(fù)荷。因此導(dǎo)致不僅在制造時(shí)而且在工作時(shí)較少的故障。
在本發(fā)明中，兩個(gè)邊緣區(qū)域的減少的板厚總和與整個(gè)板厚相等。優(yōu)選兩個(gè)邊緣區(qū)域的板厚分別減少到薄金屬板整個(gè)板厚的一半。
邊緣區(qū)域板厚的減少和邊緣區(qū)域的偏移可以通過(guò)不同的方法和方式實(shí)現(xiàn)。按照第一種構(gòu)造，兩個(gè)邊緣區(qū)域相對(duì)的面偏移。也可以按照彈簧-槽-配合(Feder-Nut-Passung)方式形成邊緣區(qū)域。但最簡(jiǎn)單的制造技術(shù)是第一種方案。它可以通過(guò)焊接按照定制-坯件-制造(Tailored-Blanks-Fertigung)方式制造的較薄邊緣條、通過(guò)軋制邊緣區(qū)域或通過(guò)機(jī)械加工實(shí)現(xiàn)。
為了避免在外殼形中間部件圍繞由于加工偏差可能有不同的圓周尺寸的塊體加工，特別是變形和夾緊時(shí)，沒(méi)有由于厚度突變的搭接引起的局部壓力集中的一致的大的圓周應(yīng)力，按照本發(fā)明另一種構(gòu)造規(guī)定，在包圍塊體的中間部件中，在邊緣區(qū)域的邊緣和相對(duì)的臺(tái)階形過(guò)渡部分之間有間隙，其中所述過(guò)渡部分位于邊緣區(qū)域和厚度沒(méi)有減少的區(qū)域之間。這使得在不改變?cè)谶吘墔^(qū)域的搭接區(qū)域內(nèi)的厚度比例的情況下邊緣區(qū)域能相互移動(dòng)，使間隙在理想的情況下一直減小到零，然后中間部件的外和內(nèi)側(cè)面在搭接區(qū)域內(nèi)也無(wú)空隙和臺(tái)階地相互過(guò)渡。
此外，本發(fā)明對(duì)象還是一個(gè)帶有固定在相對(duì)邊緣上的邊緣條的平的薄金屬板，該邊緣條垂直于薄金屬板外或內(nèi)側(cè)面，并且在相反的方向上這樣相互偏移，并且在板厚上這樣被減小，使它們的總厚度等于薄金屬板厚度，并且它們的外側(cè)面位于薄金屬板外側(cè)平面內(nèi)，以便用作為上述結(jié)構(gòu)的催化凈化器殼體的外殼形中間部件。


在下面借助示出一個(gè)實(shí)施例的附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明。附圖中圖1帶有封閉的陶瓷塊體的催化凈化器殼體的中間部件在用纏繞的夾緊箍夾緊前的橫截面圖，以及圖2按照?qǐng)D1中X的局部放大視圖。
具體實(shí)施例方式
圍繞一個(gè)圓柱形的含有起催化作用的材料的塊體(Monolithen)3，由一塊平的薄金屬板形成一個(gè)帶一個(gè)搭接區(qū)域2的外殼形中間部件1并作為補(bǔ)償材料，其中塊體3通常由陶瓷材料制成并帶有一個(gè)由補(bǔ)償材料制成的中間層4。補(bǔ)償材料通過(guò)塊體3和外殼部件1不同的熱膨脹把塊體固定住。中間部件1有兩個(gè)軸向延伸的邊緣區(qū)域5、6，它們的板厚是普通的薄金屬板板厚的一半。它們相互高度偏置地(Hoehenversetzt)被固定到外殼形中間部件1的厚度沒(méi)有減少的中間部分上。優(yōu)選它們通過(guò)激光焊接在一起。
特別如圖2所示，邊緣區(qū)域5的外側(cè)面1a位于中間部件1的外殼外側(cè)面1a內(nèi)，而邊緣區(qū)域6的內(nèi)側(cè)面位于中間部件1的外殼內(nèi)側(cè)面1b內(nèi)。
除了按照本發(fā)明的在外殼形中間部件1的圓周上、以及在搭接區(qū)域2內(nèi)不變的板厚的特點(diǎn)外，另外一個(gè)特點(diǎn)在于，在相互搭接的邊緣區(qū)域5、6的邊緣和臺(tái)階形過(guò)渡部分9、10之間有間隙7、8，其中臺(tái)階形過(guò)渡部分9、10由邊緣區(qū)域5、6和外殼形中間部件1的具有板薄厚度的鄰接區(qū)域構(gòu)成。設(shè)有這些間隙7、8，以便在借助于纏繞中間部件1的夾緊箍夾緊時(shí)，邊緣區(qū)域5、6能相向移動(dòng)，而不會(huì)形成頂鍛(Stauchung)。在這樣拉緊之后，通過(guò)此拉緊在理想情況下間隙7、8減小為零，可以把邊緣區(qū)域5、6相互焊接在一起。
附圖標(biāo)記清單1 外殼形中間部件5 邊緣區(qū)域1a外殼外側(cè)面6 邊緣區(qū)域1b外殼內(nèi)側(cè)面7 間隙2 搭接區(qū)域 8 間隙3 塊體 9 臺(tái)階形過(guò)渡部分4 中間層10臺(tái)階形過(guò)渡部分
權(quán)利要求
1.由薄金屬板制成的、催化凈化器殼體的外殼形中間部件(1)，特別是用于內(nèi)燃機(jī)排氣系統(tǒng)，所述中間部件在插入一層由補(bǔ)償材料構(gòu)成的中間層(4)的情況下、在徑向預(yù)應(yīng)力下地包圍含有起催化作用的材料的塊體(3)，其中，用于加工形成外殼形中間部件(1)的薄金屬板的邊緣區(qū)域(5、6)相互搭接且并相互牢固地連接，其特征在于，中間部件(1)的邊緣區(qū)域(5、6)具有相對(duì)于其余的薄金屬板這樣減小的板厚，并且垂直于薄金屬板的外側(cè)面(1a)這樣相向偏移，使邊緣區(qū)域(5、6)的外或內(nèi)側(cè)面與中間部件(1)的厚度沒(méi)有減小的鄰接區(qū)域的內(nèi)或外側(cè)面分別位于相同的外殼面上。
2.按照權(quán)利要求1所述的催化凈化器殼體的中間部件，其特征在于，兩個(gè)邊緣區(qū)域(5、6)的板厚被減小到薄金屬板整個(gè)板厚的一半。
3.按照權(quán)利要求1所述的催化凈化器殼體的中間部件，其特征在于，兩個(gè)邊緣區(qū)域(5、6)被移向相對(duì)的面。
4.按照權(quán)利要求1所述的催化凈化器殼體的中間部件，其特征在于，按照彈簧-槽-配合的形式設(shè)計(jì)邊緣區(qū)域(5、6)。
5.按照權(quán)利要求1至4之一所述的催化凈化器殼體的中間部件，其特征在于，被焊接的板條的邊緣區(qū)域(5、6)按照定制-坯件-制造方式構(gòu)成。
6.按照權(quán)利要求1至5之一所述的催化凈化器殼體的中間部件，其特征在于，在邊緣區(qū)域(5、6)的邊緣和相對(duì)的臺(tái)階形過(guò)渡部分(9、10)之間有間隙(7、8)，其中所述臺(tái)階形過(guò)渡部分(9、10)位于邊緣區(qū)域(5、6)與厚度沒(méi)有減小的區(qū)域之間。
7.一種帶有被固定在相對(duì)邊緣上的邊緣條的平的薄金屬板，所述邊緣條垂直于金屬板的外或內(nèi)側(cè)面、在相反的方向上這樣相向偏移，并且板厚這樣減小，使它們的總厚度等于薄金屬板的厚度，并且它們的外側(cè)面位于薄金屬板的外側(cè)面內(nèi)，用于按照權(quán)利要求1所述的催化凈化器殼體的外殼形中間部件。
8.按照權(quán)利要求7所述的薄金屬板，其特征在于，邊緣條被焊接。
全文摘要
本發(fā)明涉及特別是用于機(jī)動(dòng)車內(nèi)燃機(jī)排氣系統(tǒng)的催化凈化器殼體的外殼形中間部件(1)。該外殼形中間部件(1)包括一個(gè)薄金屬板，它在插入一層由補(bǔ)償材料構(gòu)成的中間層(4)情況下、圍繞一個(gè)陶瓷塊體并且在徑向預(yù)應(yīng)力下包圍這個(gè)塊體，其中，外殼形中間部件(1)的邊緣區(qū)域(5、6)相互搭接并且相互焊接在一起。搭接的邊緣部分在板厚上這樣減小，并且垂直于薄金屬板外側(cè)面地這樣相互偏移，使外殼形中間部件在整個(gè)圓周上、也包括在搭接區(qū)域(2)內(nèi)有相同的板厚。
文檔編號(hào)F01N3/28GK1522337SQ02813126
公開(kāi)日2004年8月18日 申請(qǐng)日期2002年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月29日
發(fā)明者托馬斯·弗萊米希, 馬丁·基賓, 于爾根·費(fèi)德維施, 阿蒂拉·貝納, 弗雷德·埃姆德, 弗蘭克·諾伊拉特, 魯?shù)稀べ囈蛱勾? 埃姆德, 諾伊拉特, 貝納, 費(fèi)德維施, 基賓, 托馬斯 弗萊米希, 賴因坦茨 申請(qǐng)人:蒂森克魯伯鋼鐵股份公司, 大眾汽車公司