專利名稱：用于制造一具有一用于一測量傳感器的法蘭件的蜂窩體的方法和相應的蜂窩體的制作方法
技術領域：
本發明涉及一用于制造一具有一蜂窩結構、一套管和一用于一測量傳感器的法蘭件的蜂窩體的方法，本發明還涉及一具有一用于一測量傳感器的法蘭件的蜂窩體。
背景技術：
在汽車制造中，蜂窩體常常在用于內燃機的燃燒廢氣的催化轉換的設備的范圍內用作催化劑基體。在對于內燃機的排放至環境中的廢氣的允許的有害物質濃度日益嚴格的法定的極限值的范圍內，需要采用廢氣凈化設備，該設備根據例如廢氣的組分對其工作性能進行適配。這通常通過一受調節的在例如催化劑基體的范圍內有一測量傳感器的廢氣凈化設備來實現，所述測量傳感器的信號用于調節廢氣凈化設備。
在制造這種具有將測量傳感器固定在蜂窩體上的可能性的蜂窩體時，迄今都需要不同的附加加工步驟。在蜂窩體的套管上形成一孔以后，安裝上例如一法蘭件，該法蘭件在一附加的加工步驟中與套管連接，尤其是焊接。這在制造這類蜂窩體中會導致附加的成本。

發明內容
由此出發，本發明的目的是，提供一種用于制造一可連接一測量測量傳感器的蜂窩體的方法，該方法可以用盡可能少的加工步驟完成且成本低廉，本發明的目的還在于提供一種相應地設計的蜂窩體。
按照本發明，所述目的將通過具有權利要求1的特征的方法和具有權利要求11的特征的蜂窩體來實現。該方法和蜂窩體的其它有利的實施形式為各從屬權利要求的內容并可單獨地或按不同的組合使用。
按照本發明的用于制造一具有一蜂窩結構、一套管和一在套管上的用于一測量傳感器的法蘭件的蜂窩體的方法包括下列步驟a)用一金屬薄板制造套管；b)在金屬薄板中在預定的位置做出由一孔緣限定的孔；c)在套管中的孔緣上安裝所述法蘭件；d)將蜂窩結構放置在套管中；以及e)進行共同的熱處理過程，以使套管與蜂窩體和法蘭件連接，其中，步驟a)、b)和c)可按任意的順序進行。
該方法這樣就允許以唯一的熱處理過程制造一具有一用于一測量傳感器的法蘭件的蜂窩體。在共同的熱處理過程中，蜂窩結構的薄板層與套管連接，法蘭件與套管連接，而在必要時，蜂窩結構的薄板層相互連接。這就省去了其它的使法蘭件與套管連接的加工步驟。
在此，按照本發明，步驟a)至c)是否保持給定的順序或方法的各部分是否按其它的順序進行并不重要。例如，在金屬薄板成型為套管以前，在其中做出一由一孔緣限定的孔，同樣是有利的而且符合本發明的。
按照本方法的一種有利的實施形式，孔緣與法蘭件設計成在熱處理過程之前和熱處理過程之中保持不分離。這例如可這樣實現，即這樣形成孔緣，使它與法蘭件進行彈性連接或卡鎖連接。這可以保證，法蘭件通過彈性力或卡鎖作用保持在套管上。當蜂窩體被直立地熱處理時，這特別有利。
為了有助于在下面的處理步驟中和在最終連接之前的熱處理中使套管和法蘭件保持在一起，也可以單獨地或組合地采用各種其它的措施。例如，在安裝法蘭件時，至少一處點焊對預固定是一種簡單而有效的措施。安裝一種特別是可重復使用安裝夾也是有利的。
按照本發明的另一個有利的而且完全特別優選的實施形式，熱處理過程為釬焊過程。在制造蜂窩體時，釬焊屬于使用最為廣泛的熱處理過程中的一種，因此將法蘭件與套管的連接也一體地結合到現有的釬焊過程中，是成本特別低廉且在制造技術方面合理的。按照本發明，唯一一次的釬焊過程就足以連接法蘭件與套管和連接蜂窩結構與套管，并在必要時相互連接蜂窩結構的薄板層。
按照本方法的又一有利的實施形式，在法蘭件放置在孔緣上之前或之后向孔緣和/或法蘭件施加焊料。這允許實現一非常靈活的操作程序，特別是考慮到在現存的操作步驟的范圍內在法蘭件和/或孔緣上施加焊料。
按照本方法的又一有利的實施形式，作為焊料粉、焊料膏或焊料箔施加焊料，優選作為焊料粉或焊料箔，特別優選作為焊料粉。根據法蘭件或孔緣的設計，可各自單獨地選擇在此情況下最好地適合于在孔緣和/或法蘭件上施加焊料的焊料形式。通過將焊料的類型與施加焊料的時間相組合也會得到各種各樣的可能性。在必要時，在采用例如焊料粉時還必須有一其它的步驟，例如考慮在兩個構件之一上設置一膠層和/或鈍化層。根據孔的制造方式，可能還需要首先對孔緣進行加工處理，以便為其它步驟準備好所述孔緣。所述加工處理特別可以是去飛邊(Entgraten)、平整(Gltten)或表面處理，以改善釬焊過程。
按照本方法的又一有利的實施形式，蜂窩結構具有一空的空間/體積以接納測量傳感器。這使之有可能直接制造一其中集成有測量傳感器的蜂窩體。此時，法蘭件與蜂窩體內空的體積這樣相配合，以使測量傳感器可通過法蘭件裝入蜂窩體中。例如通過螺釘或夾子將測量傳感器與法蘭件連接，然后使其伸入蜂窩結構中。
按照本方法的又一有利的實施形式，通過一頸肩部使孔引入套管中。這使得不需要其它的加工步驟而可在法蘭件與套管之間形成一彈性連接，這是因為，頸肩部的向上彎曲的端部起彈性元件的作用。由此，可以以有利的方式避免法蘭件與套管在例如通過釬焊或焊接連接之前相互分開。通過形成頸肩部還可防止法蘭件從套管上脫落。當直立地運輸和/或釬焊蜂窩體時，這也可以得到保證。
按照本方法的另一個有利的實施形式，法蘭件套插在頸肩部上，然后與其連接。由于頸肩部的向上彎曲的端部的彈性力，法蘭件通過從內向外力作用而被固定。
按照本方法的另一個有利的實施形式，法蘭件套插在頸肩部中，然后與其連接。在此情況下，頸肩部的彎曲的端部的彈性力從外向內作用。通過這種結構，在法蘭件的相應設計中也可以實現法蘭件在套管上的固定。
按照本發明思想的另一方面，建議一蜂窩體，它具有一蜂窩結構、一有一由一孔緣限定的孔的套管，該孔用于一用于一測量傳感器的法蘭件，其中，法蘭件與孔緣釬焊在一起。這種蜂窩體可以廉價地制造，并使得可以通過測量傳感器與固定在套管上的法蘭件連接以有利的方式使測量傳感器與套管連接。
按照蜂窩體的一種有利的構形，孔有一頸肩部區。此時，如果法蘭件按照插接的方式至少部分地圍繞頸肩部區作用或作用在頸肩部中，則是有利的，因為這使得便于制造和精確定位。這種蜂窩體可用有利的方式設置一測量傳感器，并用在一如汽車的內燃機的排氣系統中。


在下面根據附圖較詳細地說明本發明的其它優點和特別優選的實施形式，其中，本發明并不限于所示的實施形式。圖中圖1示出按照本發明的蜂窩體的第一實施例；圖2詳細示出按照本發明的與一套管連接的法蘭件；圖3示出法蘭件與孔緣之間的連接的放大圖；圖4示出按照本發明的蜂窩體的第二實施例；圖5示出形成用于接納一測量傳感器的空的體積的例子。
具體實施例方式
圖1示出一蜂窩體1，它有一套管2和一蜂窩結構3。蜂窩結構3由薄板層4組成，它們至少部分地形成這樣的結構，以形成一用于流體流過的體積。為了清晰起見，在圖中省去了薄板層4的結構。在蜂窩體1中安裝一固定在一法蘭件6中的測量傳感器5。此法蘭件6與一做在套管2中的孔16的孔緣7連接。蜂窩結構3有一無薄板層4的用于接納測量傳感器5的體積11。
該空的體積11可以用不同的方式和方法做出，例如孔可在堆疊或卷繞之前甚至之后通過已知的切割/分離技術例如沉降蝕刻(Sinkerodieren)、激光切割、水噴射/高壓水切割等做出。此外，也可以在由不同的堆疊建造蜂窩結構3時，將這些堆疊中的至少一個沿軸向分開/切分。為此，圖5示出一個例子。通過盤繞三個堆疊構成蜂窩體5，所述堆疊各自由交替地堆疊的平滑的薄板層14和波紋薄板層構成。為了清晰起見，只示出平滑的薄板層14。在此例子中，蜂窩結構3由三個彼此均勻地盤繞的堆疊組成。一個堆疊15沿軸向被分割成沿軸向彼此隔開一段距離的一第一部分堆疊16和一第二部分堆疊17中，由此形成一用于接納一未示出的測量傳感器的空的體積11。這樣就可以以簡單的方式形成一個空的體積11，而不必例如在卷繞薄板疊之后進行另一個加工處理步驟。
圖2示出從圖1得到的放大的局部視圖，圖中示出法蘭件6與孔緣7的連接的細節。孔12通過一頸肩部區8形成，其中，套管2做出一頸肩部。法蘭件6套插在該頸肩部區8上。在套裝法蘭件6之前，在必要時，還可以對其再進行一次加工處理，特別是對孔緣7進行去飛邊或平整。
頸肩部區8的端部起彈性元件的作用，該彈性元件在熱處理過程—優選為釬焊過程—之前或期間固定相應地成型的法蘭件6。可以在插入法蘭件8這一生產步驟和進行釬焊過程之間例如運輸和儲存設有這樣固定在頸肩部區8上的法蘭件6的蜂窩體1，而不會使法蘭件6與套管2分離或改變法蘭件相對于套管2的位置。焊接也可以直立—也就是法蘭件6向側面伸出—地進行，而不改變法蘭件6相對于套管2的位置。即使在直立地釬焊時，這也能保證法蘭件6與套管2中的孔緣7之間的良好釬焊連接。如果制造工藝需要，也可以例如通過點焊13或安裝夾將法蘭件6預固定在套管2上。
在插裝之前或之后，在孔緣7和/或法蘭件6相應的支承表面10上設置焊料9。在一共同的釬焊過程之后，法蘭件6與孔緣7緊密地連接。此釬焊過程與使蜂窩結構3與套管2連接的是同一釬焊過程。在必要時，此時也可以進行板層4的彼此連接，以形成蜂窩結構3。這就省去一個加工步驟，如果不采用按照本發明的方法，為了將法蘭件6固定在孔緣7上，該加工步驟是必需的。這會加速生產過程，并在批量生產具有用于固定測量傳感器5的法蘭件6的蜂窩體1時使成本降低。
在結束釬焊過程之后，可將測量傳感器5裝入法蘭件6中。測量傳感器5可通過合適的結構與法蘭件6連接，例如用螺紋連接或夾緊連接的形式。測量傳感器5可例如是一λ探測器或一碳氫化合物測量傳感器(HC測量傳感器)。
圖3示出又一從圖2得出的放大的局部視圖。在頸肩部區8的孔緣7和法蘭件6的支承表面10上可以看到一在釬焊過程之后將法蘭件6與孔緣7連接起來的焊料層9。該焊料9可在將法蘭件6套裝在頸肩部區8上之前或之后優選地以焊料粉、焊料箔或焊料膏的形式施加在孔緣7和/或支承表面10上。在必要時，可以設置一膠層或形成一鈍化層，以防止在施加焊料之前在預定的區域中形成不希望的釬焊連接。
圖4示出按照本發明的蜂窩體1的另一實施例的局部視圖。此處，帶孔緣7的孔12并未通過形成一頸肩部而形成。孔緣7或法蘭件6的相應的(未示出的)支承表面10未設有焊料9。在進行釬焊過程之后，在法蘭件6與孔緣7之間形成一連接。蜂窩結構3有一空的用于接納測量傳感器5的體積11。測量傳感器5通過合適的結構例如以螺紋連接或夾緊連接的形式與法蘭件6連接。
按照本發明的方法允許以簡化的方式制造蜂窩體1，它的套管2有一用于接納一測量傳感器5的法蘭件6。法蘭件6在熱處理過程之前或期間這樣固定在套管2上，以不會出現法蘭件6的相對于套管2的位置變化，因而在法蘭件6和套管2之間形成可靠的連接。
參考符號表1蜂窩體2套管3蜂窩結構4薄板層
5測量傳感器6法蘭件7孔緣8頸肩部區9焊料10 支承表面11 空的體積12 孔13 點焊14 平滑的薄板層15 被分割的堆疊16 第一部分堆疊17 第二部分堆疊
權利要求
1.用于制造一蜂窩體(1)的方法，該蜂窩體有一蜂窩結構(3)、一套管(2)和一用于套管(2)上的一測量傳感器(5)的法蘭件(6)，該方法包括下列步驟a.用一金屬薄板制造套管(2)；b.在金屬薄板中在一預定的位置做出由一孔緣(7)限定的孔(12)；c.在套管(2)中的孔緣(7)上安裝法蘭件(6)；d.將蜂窩結構(3)裝入套管(2)中；以及e.進行一共同的熱處理過程，以使套管(2)與蜂窩結構(3)和法蘭件連接，其中，步驟a)、b)和c)可按任意的順序進行。
2.如權利要求1的方法，其特征為，所述孔緣(7)與法蘭件(6)設計成在熱處理過程之前和期間保持在一起。
3.如權利要求1或2的方法，其特征為，在最終的連接處理之前的在操作中通過至少一個附加措施特別是點焊(13)協助將孔緣(7)和法蘭件(6)保持在一起。
4.如前述權利要求的任一項的方法，其特征為，所述熱處理過程為一個釬焊過程。
5.如權利要求4的方法，其特征為，在將所述法蘭件(6)安裝在所述孔緣(7)上之前或之后，向孔緣(7)和/或法蘭件(6)施加焊料。
6.如權利要求4或5之一的方法，其特征為，作為焊料粉、焊料膏或焊料箔施加所述焊料(9)，優選是作為焊料粉或焊料箔，特別優選地作為焊料粉。
7.如前述權利要求的任一項的方法，其特征為，所述蜂窩結構(3)有一用于接納測量傳感器(5)的空的體積(11)。
8.如前述權利要求的任一項的方法，其特征為，所述孔通過形成一頸肩部形成。
9.如權利要求8的方法，其特征為，所述法蘭件(6)套裝在所述頸肩部上，然后與其連接。
10.如權利要求8的方法，其特征為，所述法蘭件(6)插裝在所述頸肩部中，然后與其連接。
11.一種蜂窩體，它具有一蜂窩結構(3)、一套管(2)，該套管有一用于一法蘭件(6)的由一孔緣(7)限定的孔(12)，該法蘭件用于一測量傳感器(5)，其特征為，所述法蘭件(6)與所述孔緣(7)釬焊在一起。
12.如權利要求11的蜂窩體，其特征為，所述孔(12)被一頸肩部區(8)包圍。
13.如權利要求12的蜂窩體，其特征為，所述法蘭件(6)圍繞作用在所述頸肩部區(8)上。
14.如權利要求12的蜂窩體，其特征為，所述法蘭件(6)伸入所述頸肩部區(8)中。
全文摘要
用于制造一蜂窩體(1)的方法，該蜂窩體有一蜂窩結構(3)、一套管(2)和用于一套管上的測量傳感器(5)的法蘭件(6)，該方法包括下列步驟用一金屬薄板制造套管(2)；在金屬薄板中在一預定的位置做出由一孔緣(7)作邊緣的孔(12)；將法蘭件(6)安裝在套管(2)中的孔緣(7)上；將蜂窩結構(3)放入套管(2)中；以及進行共同的熱處理過程，以使套管(2)與蜂窩結構(3)和法蘭件(6)連接。可以以有利的方式將法蘭件(6)與套管(2)的連接一體地結合到已經存在的熱處理過程中，這使得制造簡單而快速，并從而降低成本。
文檔編號F16L41/08GK1639501SQ03804983
公開日2005年7月13日 申請日期2003年2月21日 優先權日2002年3月1日
發明者R·布呂克, K·阿爾特赫費 申請人:排放技術有限公司