ES2319530T3 - Procedimiento y herramienta para producir capas de chapa estructuradas; cuerpo de soporte de catalizador. - Google Patents

Abstract

Procedimiento para fabricar láminas de chapa múltiplemente estructuradas (1), que comprende al menos los pasos siguientes: A) conformación de la lámina de chapa (1), en la que se genera una estructura primaria (4) con una primera anchura (5) de la misma; B) conformación de la lámina de chapa (1) provista de una estructura primaria (4), en la que se genera una estructura secundaria (6); C) conformación de la lámina de chapa estructurada (1) de modo que se genere una segunda anchura (7) de la estructura primaria que sea más pequeña que la primera anchura (5) de dicha estructura primaria, produciéndose antes del paso A) varios cantos de separación (2) en una zona interior (3) de la lámina de chapa sustancialmente plana (1).

Description

Procedimiento y herramienta para producir capas de chapa estruturadas; cuerpo de soporte de catalizador.

La presente invención concierne a un procedimiento para fabricar láminas de chapa múltiplemente estructuradas, a un cuerpo de soporte de catalizador para instalaciones de gas de escape de motores de combustión interna móviles, que comprende láminas de chapa múltiplemente estructuradas, y a una herramienta para fabricar láminas de chapa múltiplemente estructuradas.

En el tratamiento de los gases de escape de motores de combustión interna móviles, como, por ejemplo, motores Otto y Diésel, es conocido el recurso de disponer en la tubería de gas de escape unos componentes o estructuras que proporcionen una superficie relativamente grande. Estos componentes son provistos usualmente de un revestimiento adsorbente, catalíticamente activo o similar, materializándose, debido a la gran superficie de los componentes, un íntimo contacto con el gas de escape circulante a lo largo de ellos. Tales componentes son, por ejemplo, elementos de filtro para filtrar y extraer partículas contenidas en el gas de escape, adsorbedores para realizar un almacenamiento al menos temporalmente limitado de contaminantes (por ejemplo, NO_{x}) contenidos en el gas de escape, convertidores catalíticos (por ejemplo, catalizadores de tres vías, catalizadores de oxidación, catalizadores de reducción, etc.), difusores para influir sobre el flujo o turbulizar el gas de escape circulante a su través, o bien elementos de calentamiento que, justamente después del arranque en frío del motor de combustión interna, calientan el gas de escape hasta una temperatura prefijada. En vista de las condiciones de utilización en el sistema de gas de escape de un automóvil, se han acreditado fundamentalmente los substratos de soporte siguientes: cuerpos de nido de abeja cerámicos, cuerpos de nido de abeja extruidos y cuerpos de nido de abeja hechos de láminas metálicas. Debido al hecho de que estos substratos de soporte han de adaptarse siempre a sus funciones, las láminas de chapa resistentes a altas temperaturas y estables frente a la corrosión pueden servir de manera especialmente adecuada como material de partida.

Es conocido el recurso de fabricar cuerpos de nido de abeja con una pluralidad de láminas de chapa al menos parcialmente estructuradas que se introducen a continuación en una carcasa y forman así un cuerpo de soporte que puede ser provisto de uno o varios de los revestimientos anteriormente citados. Las láminas de chapa al menos parcialmente estructuradas se disponen aquí de modo que se formen unos canales dispuestos sustancialmente paralelos uno a otro. Para garantizar esto se tiene que, por ejemplo, una parte de las láminas de chapa está provista de una estructura primaria que se caracteriza, entre otras cosas, por una estructura regular repetitiva, especialmente una especie de ondulación sinusoidal, una estructura en dientes de sierra, una ondulación rectangular, una ondulación triangular, una ondulación en omega o similar. Estas láminas de chapa provistas de una estructura primaria se apilan después una sobre otra (eventualmente alternando con capas intermedias lisas), se unen una con otra y se introducen en una carcasa. Se forma de esta manera un cuerpo de nido de abeja que presenta canales sustancialmente paralelos uno a otro.

Asimismo, es conocido el recurso de aportar a tales láminas de chapa una segunda estructura que deberá impedir especialmente que se forme un flujo laminar inmediatamente después de la entrada del gas de escape en el cuerpo de nido de abeja, no teniendo lugar un intercambio de gas entre zonas del flujo parcial de gas de escape situadas en el centro de un canal de esta clase y las zonas de pared del canal realizadas, por ejemplo, como catalíticamente activas. Por consiguiente, esta estructura secundaria proporciona superficies de ataque de flujo que tienen como consecuencia una especie de turbulización de las corrientes parciales de gas de escape en el interior del tal canal. Esto conduce a un intenso mezclado de las propias corrientes parciales de gas de escape, de modo que se garantiza un íntimo contacto de los contaminantes contenidos en el gas de escape con la pared del canal. Asimismo, es posible formar con tales estructuras secundarias unos pasos de flujo transversales al canal que hacen posible un intercambio de gas de corrientes parciales de gas de escape en canales contiguos. Por este motivo, se conocen estructuras secundarias que comprenden, por ejemplo, superficies de guía, microestructuras, botones, salientes, aletas, orejetas, agujeros o similares. Por tanto, se obtiene una diversidad de variación netamente incrementada para la fabricación de tales cuerpos de nido de abeja metálicos en comparación con los compuestos de material cerámico, ya que aquí no se puede materializar una pared de canal tan compleja o sólo puede serlo con un coste técnico especialmente elevado.

En el documento GB 1 301 667 A se revela un dispositivo con el cual se produce una lámina metálica con una estructura ondulada de una primera separación de las crestas de onda o los valles de onda, reduciéndose esta separación en otro paso del procedimiento. Se cierra aquí en un lado la estructura ondulada abierta haciendo que los valles de onda vengan a aplicarse uno a otro.

Asimismo, se conoce por el documento DE 201 17 873 U un cuerpo de nido de abeja que está constituido por un gran número de láminas de chapa estructuradas. La estructura está realizada allí con paletas, proponiéndose que la relación de la anchura de la estructura a la altura de la misma se haga inferior a 2.

Se conoce por el documento US 4,275,581 A una herramienta que puede reducir, por medio de segmentos desplazables uno respecto de otro, las distancias de una estructura estampada en una lámina metálica.

Asimismo, en el tratamiento de gases de escape es de especial interés que se efectúe una conversión de los contaminantes contenidos en el gas de escape casi sin demora después del arranque del motor. Esto deberá tener lugar aquí según las disposiciones o directrices legales con una efectividad especialmente alta. Por este motivo, en el pasado se han utilizado láminas de chapa que se hacen cada vez más delgadas. Las láminas de chapa muy delgadas tienen la consecuencia de que se presenta una capacidad calorífica específica de la superficie que es muy pequeña. Esto quiere decir que se extrae relativamente poco calor del gas de escape circulante o que las propias láminas de chapa experimentan un aumento de temperatura con relativa rapidez. Esto es importante debido a que los revestimientos catalíticamente activos utilizados actualmente en el sistema de gas de escape comienzan con la conversión de los contaminantes únicamente a partir de una temperatura de arranque determinada que es aproximadamente igual a temperaturas de 230ºC a 270ºC. Con el objetivo de convertir ya al cabo de pocos segundos los contaminantes con una efectividad de al menos el 98% se han utilizado láminas de chapa que tienen un espesor, por ejemplo, inferior a 20 \mum.

Sin embargo, resulta de los objetivos antes citados una serie de problemas técnicos de fabricación y de aplicación. La producción de tales estructuras afiligranadas, especialmente las estructuras secundarias, requiere herramientas de trabajo especialmente preciso que usualmente son muy caras y, por consiguiente, deberán alcanzar largos tiempos de duración. Hay que tener en cuenta a este respecto que se han de realizar pasos de fabricación que, por un lado, conformen y, por otro, eventualmente también separen. Para ahorrar costes en herramientas se han integrado el mayor número posible de pasos de mecanización en una herramienta, habiéndose podido constatar un desgaste creciente en la herramienta a consecuencia de la configuración de la estructura secundaria. Asimismo, existe el problema de que las láminas de chapa relativamente delgadas tienen que ser alimentadas con una velocidad adecuada, a ser posible sin exponerlas a una deformación en frío no deseada. La consolidación en frío puede influir negativamente sobre el comportamiento de conformación de la lámina de chapa. Debido al pequeño espesor del material, existe, además, el riesgo de que se pueda constatar en grado reforzado una tendencia de la lámina de chapa a arrugarse o a arrollarse. Las arrugas tienen, por ejemplo, la consecuencia de que, en ciertas circunstancias, se obstruyen canales o se forman fisuras que, debido a las altas cargas térmicas y dinámicas, se propagan más tarde en el sistema de gas de escape de un automóvil y, por tanto, ponen en peligro la integridad estructural del cuerpo de nido de abeja. Asimismo, hay que tener en cuenta que las estructuras primarias y/o secundarias arrugadas o deformadas de esta manera se oponen al gas de escape de un modo no deseado, por lo que, en ciertas circunstancias, se puede constatar una elevada presión dinámica delante del cuerpo de nido de abeja, lo que puede conducir eventualmente a la reducción de la potencia del motor.

Partiendo de esto, el cometido de la presente invención consiste en superar los problemas técnicos anteriormente descritos. En particular, un cometido consiste en indicar un procedimiento para fabricar láminas de chapa múltiplemente estructuradas que sea barato, se pueda realizar preferiblemente en forma continua, evite una consolidación excesiva en frío de las láminas de chapa, permita la configuración de estructuras secundarias muy diferentes y genere una estructura primaria que sea adecuada para la fabricación de sistemas de gas de escape de motores de combustión interna móviles, debiendo presentar este cuerpo de soporte una resistencia muy pequeña al flujo, especialmente en el caso de altas densidades de canales y de una estructura secundaria integrada. Asimismo, se pretende indicar una herramienta para fabricar láminas de chapa múltiplemente estructuradas que sea adecuada para producir o variar estructuras especialmente complejas y reotécnicamente favorables en láminas de chapa delgadas.

Estos problemas se resuelven por medio de un procedimiento para fabricar láminas de chapa múltiplemente estructuradas según las características de la reivindicación 1, así como por medio de una herramienta para fabricar láminas de chapa múltiplemente estructuradas según las características de la reivindicación 21. En las respectivas reivindicaciones subordinadas se describen ejecuciones especialmente ventajosas, pudiendo combinarse las características allí reveladas unas con otras de cualquier manera conveniente.

El procedimiento según la invención para fabricar láminas de chapa múltiplemente estructuradas comprende al menos los pasos siguientes:

A)

conformación de la lámina de chapa, con lo que se genera una estructura primaria con una primera anchura de dicha estructura;

B)

conformación de la lámina de chapa provista de una estructura primaria, con lo que se genera una estructura secundaria;

C)

conformación de la lámina de chapa estructurada de modo que se genere una segunda anchura de la estructura primaria que sea más pequeña que la primera anchura de dicha estructura primaria.

Asimismo, antes del paso A) se producen varios cantos de separación en una zona interior de la lámina de chapa sustancialmente plana (paso a)).

En lo que sigue se designan los distintos pasos del procedimiento únicamente con la letra correspondiente a fin de evitar repeticiones.

Cabe consignar, en primer lugar, que la invención se aparta de la idea de configurar el procedimiento de fabricación, por motivos de costes, de modo que tengan lugar el mayor número posible de pasos de conformación simultáneamente o en una herramienta. Por tanto, los pasos a), A) a C) citados han de interpretarse como pasos de procedimiento individuales, especialmente independientes, que se desarrollan por separado uno de otro. Esto significa especialmente también que se generan en secuencia cronológica, en primer lugar, (solamente) los cantos de separación, seguidamente la estructura primaria, después la estructura secundaria y a continuación de esto la anchura reducida de la estructura primaria. Esta fabricación secuencial paso a paso tiene, por ejemplo, la consecuencia de que se evita una fatiga prematura de la lámina de chapa justamente durante la utilización en el sistema de gas de escape de un automóvil, ya que la consolidación en frío se presenta en una medida netamente menor a consecuencia de altos grados de deformación. Hay que tener en cuenta también a este respecto que esto tiene como consecuencia un esfuerzo reducido de la herramienta, de modo que se reduce netamente el desgaste de los cantos de curvado o de conformación. Hay que clarificar todavía a este respecto que incluso en un procedimiento para fabricar láminas de chapa múltiplemente estructuradas con solamente dos o tres pasos realizados por separado se genera en último término una lámina de chapa que tiene una estructura primaria con una segunda anchura de esta estructura y una estructura secundaria. Por este motivo, no se suprimen completamente en último término ninguno de los pasos de trabajo a), A) a C) citados, sino que se combinan unos con otros o se realizan simultánea o conjuntamente unos con otros, por ejemplo en una herramienta.

En lo que sigue se indicarán variantes especialmente preferidas del procedimiento para la fabricación de láminas de chapa múltiplemente estructuradas, en donde las combinaciones de letras puestas entre paréntesis representan pasos combinados o ejecutados al mismo tiempo: a + A + B + C; (a + A) + B + C; (a + A) + (B + C); a + A + (B + C); (a + A + B) + C; a + (A + B) + C. Respecto del paso a), cabe señalar todavía que, en ciertas circunstancias, éste puede estar integrado directamente en el paso B), es decir, exactamente cuando se conforme la lámina de chapa provista de una estructura primaria de modo que se produzca la separación del material, es decir que se obtengan los cantos de separación al mismo tiempo que la estructura secundaria. En este caso, se preferirían especialmente las variantes siguientes del procedimiento: A + a/B + C; (A + a/B) + C, en donde la designación "a/B" representa la generación simultánea de los cantos de separación y la estructura secundaria. En principio, se prefiere especialmente una descomposición en dos etapas de los distintos pasos de trabajo, debiendo asegurarse justamente entonces que los pasos B) y C) no se realicen conjuntamente en un paso o en una operación de trabajo, sino que más bien cada uno de los pasos B) y C) se realice en otra etapa o con otra herramienta o en otro momento.

Respecto de los pasos del procedimiento, es de hacer notar en particular lo siguiente:

Respecto de a). Hay que partir en este punto de una lámina de chapa sustancialmente no tratada por técnicas de conformación, con lo que se quiere dar a entender que esta lámina de chapa se retira de preferencia directamente de una bobina. La lámina de chapa comprende un material resistente a la temperatura y estable frente a la corrosión, preferiblemente con proporciones relativamente altas de aluminio, cromo, molibdeno o constituyentes equivalentes. Con "plano" se quiere dar a entender en este contexto que no se ha producido todavía ninguna estructura, es decir que la lámina de chapa se extiende en forma sustancialmente plana. En atención al hecho de que los pasos del procedimiento para fabricar láminas de chapa múltiplemente estructuradas se realizan al menos predominantemente en forma continua, se quiere dar a entender aquí con el término de una lámina de chapa una llamada lámina de chapa "sinfín", es decir, una lámina de chapa que no presenta todavía las dimensiones que ella tiene durante su utilización final, por ejemplo como cuerpo de soporte para revestimientos catalíticamente activos. Por tanto, la producción de cantos de separación no ha de entenderse en el sentido de que esta lámina de chapa "sinfín" se corta aquí debidamente, sino que más bien la lámina de chapa conserva sustancialmente su longitud. En contraste con la separación completa de zonas parciales de la lámina de chapa, se propone aquí prever varios cantos de separación en una zona interior. Esto significa que al menos una parte de los cantos de separación están completamente rodeados por el material de la lámina de chapa, es decir que se forma una especie de hendidura, fisura, abertura, agujero o similar. Los cantos de separación están dispuestos aquí preferiblemente según un modelo regular, por ejemplo en filas, columnas, con distancia regulares de unos a otros, pudiendo estar ejecutados estos modelos a su vez en forma diferente en tramos parciales de la lámina de chapa, es decir que, por ejemplo, en un tramo están previstas separaciones mayores entre los cantos de separación que en otro.

Los propios cantos de separación pueden tener funciones diferentes. Así, por ejemplo, es posible que estos cantos de separación garanticen una intervención cuidadosa de la herramienta de conformación para obtener la estructura secundaria. Asimismo, el canto de separación puede aprovecharse para orientar la lámina de chapa con respecto a las herramientas de conformación subsiguientes. Sin embargo, es especialmente ventajoso que la fabricación separada tenga como consecuencia cantos de separación orientados o realizados con especial precisión. De esta manera, se evitan arrugas o deformaciones de la lámina de chapa en los pasos de mecanización subsiguientes.

Respecto de A). La conformación de la lámina de chapa de modo que se genere una estructura primaria con una primera anchura de esta estructura se efectúa de preferencia continuamente. Para producir esta estructura primaria se ofrecen especialmente los procedimientos de fabricación por laminación onduladora o curvado por laminación. En estos procedimientos de conformación por curvado se utilizan rodillos perfilados rotativos o giratorios que encajan uno en otro, conduciéndose la lámina de chapa a través de ellos. En la laminación onduladora la lámina de chapa se encuentra siempre, durante el proceso de conformación, en contacto de los flancos de dos dientes perfilados que encajan uno en otro, mientras que en el curvado por laminación tiene lugar casi siempre tan sólo un contacto bilateral en la zona del pie de los dientes perfilados o de la cabeza de estos dientes perfilados. Se genera así en cada caso una estructura primaria cuyo plano de curvado es sustancialmente perpendicular al eje de las herramientas rotativas. La realización de este paso del procedimiento se efectúa aquí de tal manera que durante la conformación de la lámina de chapa no se introduzcan fuerzas de tracción en dicha lámina de chapa o bien se introduzcan en ésta fuerzas de tracción muy pequeñas, es decir que el proceso de conformación puede atribuirse sustancialmente a un curvado puro. Esto se consigue, por ejemplo, previendo entre las herramientas conformadoras una rendija a través de la cual se conduzca la lámina de chapa y la cual tenga una medida que sea mayor que el espesor de la lámina de chapa. Se puede impedir con ello que la lámina de chapa sea aprisionada en un sitio y se vea así impedida de pasar por dicha rendija. Esto tiene la consecuencia de que la lámina de chapa conformada no presenta daños en el material que pudieran ocasionar un fallo prematuro justamente al utilizarla como cuerpo de soporte de catalizador. La realización preferida de procesos de conformación sin la aportación de fuerzas de tracción ha de tenerse en cuenta o realizarse especialmente también en al menos uno de los paso B) y C) siguientes.

Respecto de B). Según el paso B, la lámina de chapa ya tratada previamente y provista de una estructura primaria es provista ahora de una estructura secundaria. La estructura secundaria se superpone a la estructura primaria, es decir que, en otras palabras, modifica o disuelve la estructura primaria en un área localmente limitada. Así, por ejemplo, es posible anular nuevamente la estructura primaria al menos en parte, sustituirla por otra y/o reforzarla. Como criterio de diferenciación entre estructura primaria y estructura secundaria puede servir su situación o posición en o sobre la lámina de chapa. Usualmente, la estructura primaria se puede reconocer de manera sencilla observando el canto de la lámina de chapa que se extiende paralelamente a la dirección de la lámina de chapa que discurre "sinfín". En este canto se puede reconocer usualmente con claridad la forma básica o la estructura primaria. Por el contrario, es frecuente que la estructura secundaria sea visible de manera más sencilla, en los cantos de la lámina metálica que discurren perpendicularmente a ella, como una modificación del canto que discurre en dirección sustancialmente recta, aplicándose esto especialmente en estructuras secundarias intermitentes, es decir que se repiten siempre localmente.

Respecto de C). En el paso de conformación aquí citado se mecaniza nuevamente la estructura primaria de la lámina de chapa ya provista ahora de dos estructuras. Este paso de conformación tiene la consecuencia de que la estructura primaria tiene después una segunda anchura de la misma que es más pequeña que la primera anchura de dicha estructura primaria según el paso de conformación A). En otras palabras, esto significa que la estructura se recalca consigo misma, se frunce, se compacta más fuertemente, se invagina consigo misma o similar. Por anchura de estructura primaria se entiende aquí la separación entre dos extremos de la estructura dispuestos contiguos uno a otro y dirigidos en el mismo sentido. Cuando la estructura primaria es, por ejemplo, una ondulación con puntos altos y puntos bajos, la anchura de la estructura primaria es la separación de dos puntos altos que se siguen directamente uno a otro en el recorrido de la ondulación. La reducción de la anchura de la estructura primaria tiene especialmente la consecuencia de que los extremos se aproximan más uno a otro, descendiendo o ascendiendo con mayor pendiente las zonas de la lámina de chapa situadas entre los extremos.

La producción de la estructura primaria en dos pasos tiene claras ventajas justamente también en lo que respecta a la superposición con la estructura secundaria. Precisamente en el caso de anchuras muy pequeñas de la estructura primaria son necesarias herramientas muy afiligranadas para la generación simultánea de la estructura primaria y la estructura secundaria, ya que la estructura secundaria está dispuesta predominantemente en la zona de los extremos de la estructura primaria. Las pequeñas anchuras de la estructura primaria tienen también como consecuencia unos extremos limitados en el espacio de forma relativamente estrecha, con lo que se pueden realizar pasos de separación o conformación adicionales en los esbeltos lados frontales de las herramientas afiligranadas. Esto conduce a un desgaste incrementado de los lados frontales de la herramienta y, debido a los altos grados de conformación en la lámina de chapa, alberga el riesgo del arrugamiento. Como consecuencia del fruncido o invaginación posterior de la estructura primaria, se pueden utilizar herramientas de mayor masa para la producción de la estructura secundaria, siendo netamente más altos los tiempos de duración de las mismas, es decir que se puede mecanizar un número netamente mayor de láminas de chapa con la misma herramienta.

Según otra ejecución del procedimiento, se propone que la producción de los cantos de separación se realice con ayuda de al menos uno de los procedimientos de fabricación siguientes

A)

corte,

B)

embutición,

C)

troquelado,

D)

taladrado,

E)

ataque químico

produciéndose una pluralidad de conductos de paso. Cabe hacer notar aquí como aclaración que los conductos de paso están limitados al menos parcialmente por los cantos de separación. Con el término de conductos de paso se quiere dar a entender aquí de preferencia unos contornos sustancialmente redondeados, como, por ejemplo, agujeros redondos, agujeros elípticos o agujeros similares, relativamente grandes. Los conductos de paso presentan preferiblemente una distancia máxima en el intervalo de 0,2 a 6 mm con respecto a los cantos de separación opuestos. Particularmente en función del material de la lámina de chapa, del tamaño de los conductos de paso o de su número, es ventajoso seleccionar uno de los procedimientos anteriormente citados.

En el corte se solicita la lámina de chapa con fuerzas de corte por medio de un troquel de corte, estando prevista en el lado alejado del troquel de corte una placa de corte en la que puede penetrar el troquel de corte. Al aumentar la fuerza actuante sobre la lámina de chapa, el troquel de corte penetra en ésta, siendo deformado plásticamente el material. Cuando se ha agotado el poder de fluencia del material en la zona de cizalladura, se originan en general unas fisuras que parten de la placa de corte y que conducen a la separación del material por rotura y, por tanto, a la formación de cantos de separación.

En la embutición se hace uso sustancialmente del mismo principio, pero en la embutición no sólo se puede formar un conducto de paso, sino eventualmente también un collar cerca del canto de separación. La diferencia entre corte y troquelado estriba en que en el troquelado se elige preferiblemente un troquel de corte hueco y el proceso de separación se realiza en una placa de corte sustancialmente plana en la que no penetra el troquel de corte.

En materiales bastante gruesos o para el caso de que varias láminas de chapa deban proveerse conjuntamente unas con otras de cantos de separación, se puede utilizar también el procedimiento de fabricación por taladrado con una herramienta rotativa.

Si se deben producir conductos de paso especialmente pequeños, particularmente en láminas muy delgadas, esto se puede generar también, por ejemplo, por medio de una máscara agujereada que se coloque sobre la lámina de chapa, pudiendo aplicarse sobre la lámina de chapa, a través de esta lámina agujereada, un medio corrosivo que tenga la consecuencia una descomposición química de la lámina de chapa en una zona deseada.

Cabe hacer notar a este respecto que el experto conoce los procedimientos de fabricación aquí citados y está en condiciones de seleccionar específicamente según la aplicación un procedimiento de fabricación A a E adecuado.

Según otra ejecución, se propone que la lámina de chapa se curve durante el primer paso de conformación A) por medio de dientes perfilados que engranan uno con otro de modo que se genere como estructura primaria una ondulación repetitiva sustancialmente regular. Estos dientes perfilados que engranan uno con otro son preferiblemente parte de herramientas rotativas que producen la estructura primaria según el procedimiento de fabricación consistente en laminación onduladora o curvado ondulador. Es preferible aquí una configuración de la ondulación en forma sustancialmente sinusoidal.

Asimismo, se propone que los pasos a) y A) se realicen por medio de una primera herramienta, comprendiendo el paso a) preferiblemente el procedimiento de fabricación por corte y/o produciéndose la estructura primaria en el paso A) por medio del procedimiento de fabricación consistente en laminación onduladora. La combinación aquí propuesta de los pasos de procedimiento a) y A) es de interés especial particularmente atendiendo a criterios técnicos de costes y de tiempo. Ambos pasos no requieren un grado de conformación de la lámina de chapa que conduciría ya a una tendencia al arrugamiento, de modo que, a pesar de la realización simultánea, se proporcionan aquí altas precisiones y no se origina ninguna destrucción no deseada de la lámina de chapa.

Según otra ejecución del procedimiento, se genera durante el segundo paso de conformación B) una estructura secundaria que tiene una anchura de la misma que es más pequeña que una primera anchura de la estructura primaria, especialmente más pequeña que un 80% y preferiblemente más pequeña que un 55%. Esto significa que la estructura secundaria no se extiende por toda la anchura de la estructura primaria, pudiéndose establecer aquí que la anchura de la estructura primaria y la anchura de la estructura secundaria están dispuestas en posiciones paralelas una a otra. Se quieren dar a entender con esto especialmente estructuras secundarias que forman cantos separados de ataque de flujo, superficies de guía separadas, pequeñas aletas separadas o similares.

Según otra ejecución, la estructura secundaria está configurada en forma de tira, extendiéndose ésta preferiblemente a lo largo de extremos de la estructura primaria. Tales estructuras secundarias configuradas en forma de tira que se extienden a lo largo de los extremos o puntos altos o puntos bajos sirven, por ejemplo, para aumentar la integridad estructural, para ajustar posiciones de materiales dispuestos contiguos uno a otro o para definir zonas de revestimiento.

Asimismo, es también ventajoso que la estructura secundaria esté configurada en forma intermitente, extendiéndose ésta preferiblemente en dirección paralela a extremos de la estructura primaria. Esto significa que en un extremo de la estructura primaria se encuentran varias y especialmente una multitud de estructuras secundarias que están dispuestas preferiblemente con una distancia constante de una a otra. Por disposición paralela se entiende aquí tanto la disposición directamente a lo largo de los extremos como también paralelamente a éstos en una zona de la lámina de chapa comprendida entre extremos contiguos. Tales estructuras secundarias intermitentemente configuradas sirven especialmente para influir sobre corrientes parciales de gas de escape cuando una lámina de chapa de esta clase se utilice para la fabricación de un cuerpo de soporte de catalizador.

Según otra ejecución del procedimiento, se configura la estructura secundaria de modo que ésta forme conductos de paso en la lámina de chapa. Esto puede significar, por un lado, que la estructura secundaria está limitada al menos en parte por los conductos de paso, pero es posible también que los conductos de paso se encuentren en una zona interior de la estructura secundaria. A fines de ilustración cabe remitirse aquí a la estructura secundaria tal como ésta se representa, por ejemplo, en la figura 1. La estructura secundaria allí mostrada está configurada como una superficie de guía, formando ésta un conducto de paso. En este caso, se puede hablar de un conducto de paso que limita la estructura secundaria al menos en parte. Se presentaría un conducto de paso en la propia estructura secundaria cuando la superficie de guía representada esté provista una vez más de un agujero o similar. En cuanto al procedimiento de fabricación, es posible aquí que los cantos de separación generados durante el paso a) representen los agujeros que en último término están presentes en la propia superficie de guía, mientras que durante la generación de la propia estructura secundaria se forma otro conducto de paso, concretamente el conducto de paso representado en la figura 1.

Según otra ejecución ventajosa del procedimiento, se presenta después del paso de conformación C) una segunda anchura de la estructura primaria que es más pequeña que un 80% y especialmente un 60% de la primera anchura de la estructura primaria. Asimismo, es también ventajoso que, después del paso de conformación C), se presente una primera altura de la estructura primaria que sea más pequeña que un 80% y especialmente un 60% de la segunda altura de la estructura primaria. Sobre la base de la variación de la anchura de la estructura primaria o de la altura de la estructura primaria se puede determinar el grado de conformación. Conforme a la segunda anchura deseada de la estructura primaria o la segunda altura deseada de la estructura primaria, puede tener lugar aquí porcentualmente la misma variación o una respectiva variación porcentual diferente.

Según otra ejecución ventajosa del procedimiento, durante el paso de conformación C) unos segmentos de una segunda herramienta encajan en una estructura primaria formada por los extremos. Esto significa especialmente que tiene lugar aquí una compresión o reducción dirigida de la anchura de la estructura primaria. Esto hace posible una conformación especialmente cuidadosa de la lámina de chapa.

Asimismo, se propone que, durante el paso de conformación B), se realice al mismo tiempo el paso de conformación C), preferiblemente por medio de tan sólo una segunda herramienta. Esto es ventajoso atendiendo a criterios similares a los de la combinación de los pasos a) y A) del procedimiento. En este aspecto, cabe remitirse a las explicaciones de más arriba.

Según todavía otra ejecución del procedimiento, las láminas de chapa múltiplemente estructuradas se fabrican a partir de un material resistente a altas temperaturas y estable frente a la corrosión con un espesor de lámina de menos de 0,05 mm, especialmente menos de 0,03 mm y preferiblemente menos de 0,015 mm. Asimismo, el procedimiento aquí propuesto es especialmente ventajoso para la fabricación de láminas de chapa múltiplemente estructuradas con una primera anchura de estructura primaria de menos de 3 mm, especialmente menos de 2,6 mm y preferiblemente menos de 2,2 mm. Asimismo, el procedimiento puede utilizarse preferiblemente para la fabricación de láminas de chapa múltiplemente estructuradas con una segunda altura de estructura primaria de más de 1,5 mm, especialmente más de 1,8 mm y preferiblemente más de 2,0 mm. Los parámetros aquí expuestos describen especialmente láminas de chapa múltiplemente estructuradas que se utilizan para la fabricación de cuerpos de soporte de revestimientos muy diferentes en sistemas de gas de escape de motores de combustión interna móviles.

La invención es ventajosa para fabricar un cuerpo de soporte para instalaciones de gas de escape de motores de combustión interna móviles, que comprende al menos un cuerpo de nido de abeja con una pluralidad de láminas de chapa al menos parcialmente estructuradas y una carcasa, presentando el cuerpo de nido de abeja al menos una lámina de chapa múltiplemente estructurada con una estructura primaria y una estructura secundaria. El cuerpo de soporte puede realizarse de modo que la estructura primaria tenga una relación de una anchura de estructura primaria a una altura de estructura primaria de menos 2 y especialmente menos de 1,5. Las láminas de chapa múltiplemente estructuradas pueden fabricarse aquí especialmente según una de las ejecuciones anteriormente descritas del procedimiento para fabricar una lámina de chapa múltiplemente estructurada.

Como ya se ha explicado al principio, tales cuerpos de soporte presentan usualmente una pluralidad de canales dispuestos sustancialmente paralelos uno a otro y que pueden ser atravesados por un gas de escape. Para formar tales canales se unen una con otra una pluralidad de láminas de chapa estructuradas y/o lisas y se introducen éstas en una carcasa. Las láminas de chapa pueden arrollarse aquí en forma de espiral o pueden conformarse primero a modo de pilas y disponerse a continuación en forma de S o enroscadas de una manera similar. Las láminas de chapa yuxtapuestas forman aquí, en un alzado frontal, unos canales usualmente cerrados al menos en la zona de entrada con una forma de sección transversal determinada. Esta forma de la sección transversal de los canales se puede elegir en principio libremente, teniendo el área de la superficie o el diámetro de los canales una fuerte dependencia de la densidad de canales deseada. Por densidad de canales se entiende aquí el número de canales por unidad de superficie de la sección transversal del cuerpo de soporte. Usualmente, las densidades de canales están situadas en un rango de más de 200 cpsi, especialmente 400 cpsi y preferiblemente 600 cpsi. La unidad "cpsi" significa "cells per square inch" (celdas por pulgada cuadrada), correspondiendo 1 cpsi aproximadamente a un canal por 6,4516 cm^{2}.

Es factible otra posibilidad para describir los canales por medio de la indicación de parámetros de la lámina de chapa que los limita. Se propone aquí que la anchura de la estructura primaria y la altura de la estructura primaria se presenten en una relación de menos de 2. Esto quiere decir que la anchura de la estructura primaria es a lo sumo el doble de grande que la altura de la estructura primaria. Cuando se presenta una configuración de esta clase de la estructura primaria, están formados entonces unos canales relativamente esbeltos, es decir que, en otras palabras, los extremos de la estructura primaria están relativamente juntos uno a otro. Esto significa también que las zonas de la lámina de chapa entre los extremos discurren con una pendiente relativamente grande.

Esto tiene especialmente la consecuencia de que se formen solamente pechinas muy pequeñas cerca de las zonas de contacto de las láminas de chapa contiguas. En la fabricación de cuerpos de soporte estas pechinas se emplean preferiblemente para lograr una distribución uniforme de material de soldadura. A este fin, se sumerge frontalmente el cuerpo de nido de abeja en su forma deseada dentro de un medio de soldadura líquido, con lo que el medio de soldadura contenido en las pechinas humedece también estas pechinas debido a una acción capilar en contra de la fuerza de la gravedad a través de todo el cuerpo de nido de abeja, siempre que no estén previstos medios de pasivación que interrumpan esta acción capilar. La ejecución aquí propuesta de la estructura primaria tiene ahora la consecuencia de que los capilares son muy pequeños, es decir que sólo se acumula una cantidad relativamente pequeña de medio de soldadura cerca de las zonas de contacto de las láminas de chapa dispuestas contiguas una a otra. Se distribuye así en último término una menor cantidad del medio de soldadura en el interior del cuerpo de nido de abeja. Aparte de ventajas respecto de los costes, esto tiene también el efecto positivo de que se puede fabricar así con alta seguridad del proceso un cuerpo de nido de abeja o un cuerpo de soporte que presente tiempos de vida especialmente largos incluso en condiciones que fomenten en grado extremo la corrosión. La causa de ello es que la pequeña cantidad de medio de soldadura no ataca las láminas de chapa, lo que tiene lugar usualmente debido a la afinidad para con elementos de aleación de la lámina de chapa y, por tanto, puede conducir localmente a un empobrecimiento en medio de aleación de la lámina de chapa. Este efecto, que se presenta aún claramente reforzado en primer plano cuando se utilizan láminas de chapa con un pequeño espesor de lámina, por ejemplo de menos de 20 \mum, se evita mediante las láminas de chapa múltiplemente estructuradas que aquí se proponen.

Sin embargo, las pechinas de menor tamaño no sólo tienen un efecto ventajoso en la técnica de unión, sino que, más bien, puede reducirse igualmente de esta manera la cantidad de revestimiento sobre el cuerpo de soporte. El revestimiento se aplica sobre la superficie de la estructura de soporte de manera semejante a como se aplica el medio de soldadura líquido. Debido a los menores capilares es suficiente también aquí una cantidad reducida de, por ejemplo, un revestimiento aplicado por lavado y elementos catalíticamente activos (platino, rodio, etc.), si bien se genera un revestimiento uniformemente delgado y al mismo tiempo no se perjudica la efectividad respecto de la conversión de contaminantes contenidos en el gas de escape.

Por el contrario, el resultado de los efectos antes citados es otro más, a saber, una reducida pérdida de presión o presión dinámica delante de la estructura de soporte. El hecho de que estén posicionados tanto menos medio de soldadura como revestimiento en los canales tiene como consecuencia una mayor sección transversal libremente atravesable de los canales para una misma densidad de canales. Esto significa también que se carga menos la estructura secundaria que, por ejemplo, penetra en el canal, es decir que esta estructura aguanta más tiempo las condiciones ambientales en el sistema de gas de escape de automóviles. Aparte de la estructura secundaria, el intenso contacto del gas de escape con la pared de canal dotada de un revestimiento catalíticamente activo es favorecido aquí también por la configuración relativamente esbelta del canal. La causa de ello es el hecho de que cada corriente parcial de gas de escape en el interior de un canal de esta clase circula relativamente cerca de una o dos paredes de canal opuestas que son casi paralelas o que discurren formando un ángulo muy pequeño entre ellas. Esto incrementa sensiblemente la probabilidad del contacto de los contaminantes contenidos en el gas de escape con los catalizadores para la conversión de los mismos.

Según todavía otro aspecto de la invención, se propone una herramienta para fabricar láminas de chapa múltiplemente estructuradas, en donde se puede alimentar a la herramienta una lámina de chapa con una estructura primaria. La herramienta tiene aquí segmentos que están dispuestos a distancia uno de otro en la dirección de la estructura primaria y que preferiblemente son paralelos entre ellos, comprendiendo la herramienta unos medios para variar la distancia. Esto quiere decir, en otras palabras, que la herramienta es adecuada para recibir o guiar una lámina de chapa ya preestructurada. La recepción o guiado, que está definido aquí con segmentos, sirve, entre otras cosas, para proseguir el movimiento o para el transporte de la lámina de chapa a través de la herramienta. Como ya se ha descrito más arriba con respecto al procedimiento, esta herramienta conforma la lámina de chapa ya estructurada de tal manera que se genera una segunda anchura de estructura primaria que es más pequeña que la primera anchura de la estructura primaria de la lámina de chapa ya estructurada. Los segmentos aquí citados son hechos engranar con la estructura primaria existente, es decir que, especialmente, los segmentos están en contacto con una pluralidad de extremos, especialmente con cada extremo de una orientación (es decir, por ejemplo, crestas de onda o valles de onda) en un tramo determinado de la lámina de chapa o preferiblemente con cada extremo de la estructura primaria (es decir, crestas de onda y valles de onda) en un tramo de la lámina de chapa. Es especialmente ventajoso hacer que los segmentos de ambos lados de la lámina de chapa engranen con la estructura primaria, puesto que de esta manera se produce un esfuerzo especialmente simétrico o una conformación uniforme, alcanzándose este efecto en medida especial cuando los segmentos de lados alternativamente diferentes están en contacto cada vez con un punto alto y un punto bajo contiguo.

Para reducir la anchura de la estructura primaria, los segmentos están dispuestos de forma variable respecto de su orientación mutua en la herramienta. Se explica ahora brevemente la función de la distancia variable para una forma de realización especial de la herramienta. Si se considera una herramienta de esta clase que comprende, por ejemplo, una placa sustancialmente plana a lo largo de la cual se desliza la lámina de chapa ondulada, y que tales segmentos encajan cada uno de ellos (solamente) desde arriba en los valles de onda de la estructura primaria de la lámina de chapa, estos segmentos tienen entonces sustancialmente una distancia que corresponde a la primera anchura de la estructura primaria de la lámina de chapa. Con ayuda de diferentes medios, tales como, por ejemplo, un accionamiento, muelles, una guía o topes, los segmentos se mueven ahora uno hacia otro, de modo que se reduce la distancia entre ellos. En el caso que aquí se describe, en el que la primera distancia corresponde sustancialmente a la primera anchura de la estructura primaria, la reducción de la distancia se efectúa en la misma medida que la reducción deseada de la anchura de la estructura primaria. Esto quiere decir, en otras palabras, que los segmentos presentan entre ellos después del paso de conformación una distancia que corresponde sustancialmente a la segunda anchura de la estructura primaria. Sobre la base de este ejemplo resulta evidente que, en caso de que se dispongan los segmentos antes del paso de conformación con un múltiplo de la primera anchura de la estructura primaria o con una fracción de la primera anchura de la estructura primaria, se efectúa también solamente una variación correspondiente de las distancias entre
ellos.

De esta manera, se pueden lograr especialmente láminas de chapa o cuerpos de soporte con paredes de canal de pendiente especialmente grande que presenten las ventajas ya explicadas más arriba. Esta reducción parcial por acoplamiento de conjunción de forma realizada en la anchura de la estructura primaria es aquí especialmente cuidadosa, de modo que este paso de conformación se puede utilizar precisamente para láminas de chapa especialmente delgadas, especialmente con un espesor de lámina de menos de 30 \mum.

Además, la herramienta, preferiblemente al menos una parte de los segmentos, presenta al menos un elemento de estampación para generar la estructura secundaria en la lámina de chapa provista ya de una estructura primaria. Esto significa que la herramienta que aquí se describe está en condiciones de realizar, especialmente al mismo tiempo, los pasos del procedimiento citados más arriba con B) y C). Esto se cumple especialmente para el caso de que las estructuras secundarias estén dispuestas en la zona de los extremos de la estructura primaria, puesto que en esta zona está materializado ya un contacto de los segmentos con la lámina de chapa. El propio elemento de estampación puede estar configurado en forma de un saliente, un botón u otro resalto del material de la herramienta o del segmento; sin embargo, es posible también prever una clavija especial, un bulón especial, un troquel especial o un elemento semejante que permita un movimiento relativo con respecto al segmento. Esto significa que, por ejemplo, en un primer paso los segmentos engranan con la estructura primaria, luego se trasladan los troqueles para formar la estructura secundaria y a continuación se efectúa una reducción de la anchura de la estructura primaria de la lámina de chapa.

Según un perfeccionamiento de la herramienta, la distancia entre los segmentos puede ser reducida en al menos un 15%, especialmente en al menos un 25% y preferiblemente incluso en al menos un 35%. Esto quiere decir, en otras palabras, que los segmentos pueden moverse uno hacia otro durante el paso de conformación, produciendo al mismo tiempo una mayor medida de reducción de la distancia una conformación más fuerte de la lámina de chapa estructurada, de modo que se pueden producir especialmente también relaciones netamente menores de la segunda anchura de la estructura primaria a la segunda altura de dicha estructura primaria, por ejemplo en el intervalo de 1,0 a 1,3.

Según una ejecución ventajosa de la herramienta, los segmentos presentan en toda su extensión la misma distancia entre ellos. Esto quiere decir que, por ejemplo, los ejes centrales de los segmentos están dispuestos paralelos uno a otro y, por tanto, presentan la misma distancia entre ellos. Los segmentos están orientados aquí preferiblemente de modo que los ejes centrales están orientados en dirección perpendicular a la lámina de chapa en la zona de contacto.

Se explica seguidamente la invención con más detalle haciendo referencia a las figuras. Cabe consignar a este respecto que las figuras representan ejemplos de realización especialmente preferidos, pero la invención no queda limitada a éstos.

Muestran:

La figura 1, una primera forma de realización de una lámina de chapa múltiplemente estructurada;

La figura 2, esquemáticamente, el desarrollo de un procedimiento de fabricación para una lámina de chapa múltiplemente estructurada;

La figura 3, una representación esquemática y en perspectiva de una forma de realización de una primera herramienta para generar una estructura primaria en una lámina de chapa;

La figura 4, esquemáticamente, una instalación de gas de escape de un automóvil;

La figura 5, esquemáticamente y en perspectiva, un ejemplo de realización de un cuerpo de soporte para la depuración de gases de escape; y

La figura 6, esquemáticamente, una representación de una segunda herramienta para reducir la anchura de la estructura primaria.

La figura 1 muestra esquemáticamente y en perspectiva un ejemplo de realización de una lámina de chapa múltiplemente estructurada 1. La lámina de chapa 1 representada presenta una estructura primaria 4 que tiene aquí la forma de una ondulación 10. Esta ondulación 10 está configurada especialmente en forma sinusoidal y presenta unos extremos diferentes 14, estando dispuesto un valle de onda junto a una cresta de onda. Además de esta ondulación 10, la lámina de chapa 1 presenta una estructura secundaria 6. Ésta está formada aquí con una superficie de guía 47 que está limitada parcialmente por un conducto de paso 8. La superficie de guía 47 o los conductos de paso 8 presentan cantos de separación 2. La estructura secundaria 6 estaba realizada con una anchura 12 de la misma que es más pequeña que una primera anchura de la estructura primaria, es decir, la anchura de dos crestas de onda contiguas de la estructura primaria.

En la lámina de chapa 1 representada se han elegido orientaciones lineales diferentes de la estructura secundaria 6. Mientras que las estructuras secundaria 6 representadas abajo en la figura 1 están configuradas de modo que sus superficies de guía 47 están curvadas hacia abajo a partir del extremo superior 14 o de la cresta de onda, las estructuras secundarias 6 representadas arriba en la figura 1 presentan una orientación contraria de las superficies de guía 47 y están dirigidas hacia abajo a partir de los extremos inferiores 14 o de los valles de onda. Se consigue así que tales estructuras secundarias 6 penetren más tarde en cada canal y provoquen una turbulización o desprendimiento de corrientes parciales de gas de escape. A efectos de explicación, se ha representado aquí la flecha 48, que simboliza una dirección de flujo del gas de escape. Por tanto, si el gas de escape circula por los canales que están limitados por una lámina de chapa 1 así formada, las corrientes parciales de gas de escape son conducidas por las superficies de guía 47 a través de los conductos de paso 8, o desprendidas de ellas, y llegan así a canales contiguos. Se forman de esta manera los llamados canales comunicantes que hacen posible una efectividad relativamente alta respecto de la conversión catalítica de gases de escape.

La figura 2 muestra esquemáticamente una ejecución de un procedimiento para fabricar láminas de chapa múltiplemente estructuradas. El paso identificado con a) comprende la realización de varios cantos de separación 2 en una zona interior 3 de la lámina de chapa sustancialmente plana 1. En la forma de realización representada los cantos de separación 2 están dispuestos sustancialmente paralelos al canto 49 de la lámina de chapa 1, pero no es forzoso que ocurra esto. Los cantos de separación 2 pueden preverse en cualquier disposición de unos respecto de otros. Los cantos de separación 2 no están representados aquí en forma de agujeros o similares, sino como hendiduras o similares. Durante el paso A) se conforma la lámina de chapa 1 por primera vez, generándose una estructura primaria 4 con una primera anchura 5 de la misma. Por consiguiente, la lámina de chapa 1 ya provista de cantos de separación 2 ha sido provista de la estructura primaria, por ejemplo mediante laminación onduladora. La estructura primaria se puede apreciar fácilmente en el canto 49, en donde dos extremos contiguos del mismo tipo describen la primera anchura 5 de dicha estructura primaria. Como criterio adicional para la descripción de la estructura primaria 4 se considera la altura de dicha estructura primaria, presentándose aquí después del primer paso de conformación una primera altura 13 de la estructura primaria y siendo en esta fase igual a 2,5 o más la relación de la primera anchura 5 de la estructura primaria a la primera altura 13 de dicha estructura primaria.

En un paso de conformación adicional B) se produce la estructura secundaria 6 en la lámina de chapa 1. La estructura secundaria 6 representada presenta nuevamente conductos de paso 8 y superficies de guía 47 que están orientados en sentidos contrarios. La estructura secundaria 6 se superpone a la estructura primaria 1.

En un paso de conformación adicional C) se frunce o se conforma la estructura primaria 4 de modo que se genere una segunda anchura 7 de la misma que sea más pequeña que la primera anchura 5 de la estructura primaria. En la representación se puede apreciar que la reducción de la anchura de la estructura primaria tiene como consecuencia un aumento correspondiente de la altura de dicha estructura primaria, es decir que la primera altura 13 de la estructura primaria es más pequeña que la segunda altura 15 de dicha estructura primaria. Con el procedimiento aquí mostrado para fabricar láminas de chapa múltiplemente estructuradas se pueden fabricar láminas de chapa 1 con una estructura primaria 4 que presente una relación de menos de 2 entre una segunda anchura 7 de la estructura primaria y una segunda altura 15 de dicha estructura primaria.

La figura 3 muestra esquemáticamente y en perspectiva una primera herramienta 11 que se utiliza especialmente para generar una estructura primaria 4 con una primera anchura 5 de dicha estructura. La primera herramienta 11 comprende dos rodillos 50 con dientes perfilados 9, estando dispuestos los rodillos 50 de modo que los dientes perfilados 9 de dichos dos rodillos 50 engranen uno con otro. La lámina de chapa sustancialmente llana o plana al principio es introducida ahora por entre los dientes perfilados 9 de los rodillos 50 que se encuentran engranados uno con otro, siendo curvada la lámina de chapa en diferentes direcciones. Se forman entonces los extremos de la lámina de chapa entre una cabeza 51 de un rodillo 50 y el pie 52 del otro rodillo 50. Entre la cabeza 51 de los dientes perfilados 9 y el pie 53, el diente perfilado 9 presenta un flanco 52 que puede estar orientado, por ejemplo, en dirección paralela al eje central 46 o bien configurado en forma de evolvente.

La lámina de chapa 1 (no representada aquí) es conducida a través de los rodillos 50 por el movimiento de giro de los propios rodillos 50 o bien por medio de un dispositivo de alimentación separado. Los rodillos 50 aquí representados tienen, además, en las cabezas 51 de los dientes perfilados 1 unas clavijas 38 que, al establecer contacto con la lámina de chapa 1, producen al mismo tiempo los cantos de separación 2 en la lámina de chapa 1. Esto tiene lugar especialmente cuando la cabeza 51 de un diente perfilado 9 de un rodillo está directamente enfrente de un pie 52 del otro rodillo 50. Los cantos de separación 2 resultan ser aquí completamente pasantes, es decir que se producen a través de todo el material de la lámina de chapa 1, pero es posible también rayar solamente el material, es decir, realizar los cantos de separación 2 solamente en una parte del espesor de la lámina.

La figura 4 muestra esquemáticamente un ejemplo de realización de una instalación de gas de escape 27 de un automóvil 40. El gas de escape generado en el motor de combustión interna 28 es alimentado por una tubería de gas de escape 41 a diferentes componentes para la depuración del gas de escape. En la instalación de gas de escape 27 representada se siguen uno tras otro, en la dirección de flujo del gas de escape, un catalizador de arranque 42 que, ya después de un tiempo muy corto tras un arranque en frío del motor de combustión interna 28, comienza con la conversión de contaminantes, un filtro 43 para acumular partículas contenidas en el gas de escape, un cuerpo de soporte de catalizador 26 que está provisto de la lámina de chapa 1 aquí descrita, y un convertidor catalítico final 44, especialmente un catalizador de tres vías.

La figura 5 muestra esquemáticamente y en perspectiva una forma de realización de un cuerpo de soporte 26. El cuerpo de soporte 26 comprende al menos un cuerpo de nido de abeja 19 con una pluralidad de láminas de chapa 1, 20 al menos parcialmente estructuradas, así como una carcasa 23, presentando el cuerpo de nido de abeja al menos una lámina de chapa múltiplemente estructurada 1 con una estructura primaria 4 y una estructura secundaria 6. La estructura primaria 4 se puede apreciar muy claramente en una vista del cuerpo de soporte 26 desde el lado frontal 54. En la forma de realización representada una lámina de chapa múltiplemente estructurada 1, juntamente con una capa intermedia lisa 20, que preferiblemente es también una lámina de chapa, está arrollada en espiral para formar un cuerpo de nido de abeja cilíndrico. Sin embargo, son posibles en principio otras formas de la sección transversal del cuerpo de nido de abeja 19, como, por ejemplo, formas de cuerpo poligonales o elipsoidales. Debido a la disposición contigua de la lámina de chapa 1 y la capa intermedia 20 se forman canales 21 que están dispuestos sustancialmente paralelos uno a otro y que se extienden preferiblemente por toda la longitud del cuerpo de nido de abeja 19. Las paredes de los canales 21 formadas por las láminas de chapa 1, 20 están provistas de un revestimiento catalíticamente activo 24, comprendiendo el revestimiento 24 un revestimiento 25 aplicado por lavado y metales nobles impregnados en el mismo. En la vista de detalle representada en forma ampliada se pueden apreciar, además, las pechinas 45, que desempeñan un cometido central, eventualmente en la técnica de unión de las láminas de chapa 1 y las capas intermedias 20, así como en un proceso de revestimiento subsiguiente.

En la vista, las láminas de chapa múltiplemente estructuradas 1 presentan una estructura primaria 4 sustancialmente de forma ondulada, estando ésta realizada aquí en forma relativamente plana para fines de ilustración. Como estructura secundaria 6 se han previsto aquí, entre otras, unas aberturas 22 que hacen posible que el gas de escape que circula a través del cuerpo de nido de abeja 19 pueda circular desde un primer canal 21 hasta otro canal 21. El cuerpo de nido de abeja 19 presenta aquí preferiblemente una densidad de canales de más de 300 cpsi y especialmente más de 650 cpsi, presentando la lámina de chapa múltiplemente estructurada 1 y también la capa intermedia 20 un espesor de lámina 18 que está comprendido aproximadamente dentro del intervalo de 0,01 a 0,05 mm.

La figura 6 muestra esquemáticamente la constitución de una segunda herramienta 17 para la realización de los pasos B) y C) del procedimiento. Por consiguiente, esta herramienta 17 sirve para la fabricación de láminas de chapa múltiplemente estructuradas 1, en la que se alimenta a la herramienta una lámina de chapa con una estructura primaria 4 (representada con línea de trazos). En este momento, los tres segmentos 16 representados encajan en la estructura primaria 4 de la lámina de chapa 1, de modo que éstos están en contacto con los extremos 14. Para reducir la estructura primaria, la herramienta 17 presenta medios diferentes que hacen posible la configuración variable de la distancia 29 entre dos segmentos contiguos 16. En lo que sigue se explica la manera en que se varían estas distancias 29. En la forma de realización representada los segmentos 16 son de configuración relativamente esbelta, definiendo éstos un eje central 46. Los segmentos 16 están provistos aquí de la misma distancia 29 en toda su extensión 34, estando dispuestos los ejes centrales 46 de los segmentos 16 en posiciones sustancialmente paralelas una a otra. Sirven para la variación de la distancia 29 un accionamiento 32, unos muelles 30, eventualmente también unos amortiguadores, una guía 31 y eventualmente unos topes 33 destinados a limitar las posibilidades de variación.

Como ya se ha explicado, la lámina de chapa 1 con una estructura primaria 4 y una primera anchura de esta estructura es alimentada a la herramienta 17. Los segmentos 16 representados por arriba en la figura 6 encajan entonces en los puntos bajos de la lámina de chapa 1 representada estampada en forma ondulada. Los segmentos 16 dispuestos decalados con respecto a los segmentos anteriores y representados en la zona inferior de la figura 6 encajan en los puntos altos o crestas de onda de la lámina de chapa 1. Los segmentos 16 que están dispuestos a un lado de la lámina de chapa 1 presentan entonces una distancia 29.1 que corresponde sustancialmente a la primera anchura 5 de la estructura primaria. Al reducir la anchura de la estructura primaria se trasladan los segmentos 16 uno hacia otro de modo que se ajusta una nueva distancia 29.2 Los extremos de la lámina de chapa 1 se desplazan entonces hasta quedar más próximos uno a otro, queriéndose dar a entender con el término "más próximo" que los extremos se siguen más de cerca uno a otro en la dirección de la forma ondulada.

En la forma de realización representada se producen al mismo tiempo las estructuras secundarias 6. Esto se efectúa de tal manera que los segmentos 16 están provistos de elementos de estampación 35 que realizan una carrera 36, atravesando éstos al menos parcialmente la superficie descrita por la lámina de chapa 1 primariamente deformada. Las estructuras secundarias 6 están formadas aquí especialmente en los sitios de la lámina de chapa 1 en los que se han producido previamente cantos de separación 2. A este fin, es eventualmente necesario prever en el lado de la lámina de chapa 1 que queda alejado del elemento de estampación 35 un molde 37 o una matriz que haga posible una realización correspondiente de la estructura secundaria 6.

Con el procedimiento anteriormente descrito para fabricar láminas de chapa múltiplemente estructuradas se superan los problemas descritos con respecto al estado de la técnica y se indica un procedimiento barato y, además, también seguro en su proceso para la fabricación de láminas de chapa extremadamente delgadas. Es necesario para ello que el procedimiento de conformación desde una lámina de chapa sustancialmente plana hasta una lámina de chapa múltiplemente estructurada sea subdivido en pasos separados para impedir que se originen arrugas o fisuras no deseadas en la lámina de chapa. Tales arrugas y fisuras tendrían como consecuencia una duración de vida acortada de la lámina de chapa en su calidad de formadora de la superficie en el cuerpo de soporte para catalizadores destinados a transformar contaminantes contenidos en el gas de escape. Por tanto, el procedimiento propuesto inaugura especialmente la fabricación de cuerpos de soporte de catalizador especialmente conformados que presentan una relación de menos de 2 entre la anchura de la estructura primaria y la altura de esta estructura. Se ha comprobado aquí que es especialmente ventajoso realizar la reducción de la anchura de la estructura primaria con una herramienta especial, en la que se conduce la lámina de chapa por medio de su estructura. Todos estos componentes individuales conducen a que en último término se pueda utilizar para la depuración de gas de escape un cuerpo de soporte de catalizador que ya poco después del arranque en frío del motor se haya calentado hasta el punto de que dicho cuerpo pueda comenzar con la conversión, ocasione una baja presión dinámica, necesite una pequeña cantidad de revestimiento y presente al mismo tiempo una vida útil netamente incrementada.

Lista de símbolos de referencia

1

Lámina de chapa

2

Canto de separación

3

Zona interior

4

Estructura primaria

5

Primera anchura de la estructura primaria

6

Estructura secundaria

7

Segunda anchura de la estructura primaria

8

Conducto de paso

9

Diente perfilado

10

Ondulación

11

Herramienta primaria

12

Anchura de la estructura secundaria

13

Primera altura de la estructura primaria

14

Extremo

15

Segunda altura de la estructura primaria

16

Segmento

17

Herramienta secundaria

18

Espesor de la lámina

19

Cuerpo de nido de abeja

20

Capa intermedia

21

Canal

22

Abertura

23

Carcasa

24

Revestimiento

25

Revestimiento aplicado por lavado

26

Cuerpo de soporte

27

Instalación de gas de escape

28

Motor de combustión interna

29

Distancia

30

Muelle

31

Guía

32

Accionamiento

33

Tope

34

Extensión

35

Elemento de estampación

36

Carrera

37

Molde

38

Clavija

39

Dirección de giro

40

Automóvil

41

Tubería de gas de escape

42

Catalizador de arranque

43

Filtro

44

Convertidor

45

Pechina

46

Eje central

47

Superficie de guía

48

Flecha

49

Canto

50

Rodillo

51

Cabeza

52

Flanco

53

Pie.

Claims (23)

1. Procedimiento para fabricar láminas de chapa múltiplemente estructuradas (1), que comprende al menos los pasos siguientes:

A)

conformación de la lámina de chapa (1), en la que se genera una estructura primaria (4) con una primera anchura (5) de la misma;

B)

conformación de la lámina de chapa (1) provista de una estructura primaria (4), en la que se genera una estructura secundaria (6);

C)

conformación de la lámina de chapa estructurada (1) de modo que se genere una segunda anchura (7) de la estructura primaria que sea más pequeña que la primera anchura (5) de dicha estructura primaria,

produciéndose antes del paso A) varios cantos de separación (2) en una zona interior (3) de la lámina de chapa sustancialmente plana (1).

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que la producción de los cantos de corte (2) se realiza con ayuda de al menos uno de los procedimientos de fabricación siguientes

A)

corte,

B)

embutición,

C)

troquelado,

D)

taladrado,

E)

ataque químico,

con lo que se produce una pluralidad de conductos de paso (8).

3. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que se curva la lámina de chapa (1) durante el primer paso de conformación A) por medio de dientes perfilados (9) que engranan uno con otro de modo que se genere como estructura primaria (4) una ondulación repetitiva sustancialmente regular (10).

4. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la producción de los cantos de separación (2) y el paso A) se realizan por medio de una primera herramienta (11), comprendiendo la producción de los cantos de separación (2) preferiblemente el procedimiento de fabricación consistente en corte y/o generándose la estructura primaria (4) en el paso A) por medio del procedimiento de fabricación consistente en laminación
onduladora.

5. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el segundo paso de conformación B) genera una estructura secundaria (6) que tiene una anchura (12) de la misma que es más pequeña que una primera anchura (5) de la estructura primaria, especialmente más pequeña que un 80% y preferiblemente más pequeña que un 55%.

6. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la estructura secundaria (6) está configurada en forma de tira, extendiéndose esta estructura preferiblemente a lo largo de extremos (14) de la estructura primaria (4).

7. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la estructura secundaria (6) está realizada en forma intermitente, extendiéndose esta estructura de preferencia paralelamente a extremos (14) de la estructura primaria (4).

8. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que se configura la estructura secundaria (6) de modo que ésta forme conductos de paso (8) en la lámina de chapa (1).

9. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que, después del paso de conformación D), se presenta una segunda anchura (7) de la estructura primaria que es más pequeña que un 80% y especialmente un 60% de la primera anchura (5) de la estructura primaria.

10. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que, después del paso de conformación C), se presenta una primera altura (13) de la estructura primaria que es más pequeña que un 80% y especialmente un 60% de la segunda altura (15) de dicha estructura primaria.

\newpage

11. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que, durante el paso de conformación C), unos segmentos (16) de una segunda herramienta (17) encajan en una estructura primaria (4) formada por los extremos (14).

12. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que, durante el paso de conformación B), se efectúa al mismo tiempo el paso de conformación C), preferiblemente por medio de tan sólo una segunda herramienta (17).

13. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que se fabrican láminas de chapa múltiplemente estructuradas (1) a partir de un material resistente a altas temperaturas y estable frente a la corrosión con un espesor de lamina (18) de menos de 0,05 mm, especialmente menos de 0,03 mm y preferiblemente menos de 0,015 mm.

14. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que se fabrican láminas de chapa múltiplemente estructuradas (1) con una segunda anchura (7) de la estructura primaria de menos de 3,0 mm, especialmente menos de 2,6 mm y preferiblemente menos de 2,2 mm.

15. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que se fabrican láminas de chapa múltiplemente estructuradas (1) con una segunda altura (15) de la estructura primaria de más de 1,5 mm, especialmente más de 1,8 mm y preferiblemente más de 2,0 mm.

16. Procedimiento para fabricar un cuerpo de nido de abeja metálico (19), en el que éste comprende láminas de chapa (1, 20) al menos parcialmente estructuradas, en el que se fabrica al menos una lámina de chapa (1) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores y en el que se apilan y/o arrollan a continuación las láminas de chapa (1, 20) de modo que se forme un cuerpo de nido de abeja (19) con un gran número de canales (21) que están limitados al menos parcialmente por la estructura primaria (4).

17. Procedimiento según la reivindicación 16, en el que la estructura secundaria (6) está configurada de modo que se formen aberturas (22) hacia canales contiguos (21).

18. Procedimiento según la reivindicación 16 ó 17, en el que se apilan y/o arrollan las láminas de chapa (1, 20) de modo que se genere una densidad de canales por unidad de superficie de al menos 300 cpsi y especialmente al menos 600 cpsi.

19. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 16 a 18, en el que las láminas de chapa (1, 20) que forman el cuerpo de nido de abeja (19) son unidas por técnicas de ensamble, especialmente con un procedimiento de soldadura de aporte, una con otra y/o con una carcasa (23) que rodea al menos parcialmente al cuerpo de nido de abeja (19).

20. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 16 a 19, en el que las láminas de chapa (1, 20) que forman el cuerpo de nido de abeja (19) son provistas al menos parcialmente de un revestimiento (24) que es de preferencia catalíticamente activo y que comprende en particular un revestimiento (25) aplicado por lavado.

21. Herramienta (17) para fabricar láminas de chapa múltiplemente estructuradas (1), en la que se puede alimentar a la herramienta (17) una lámina de chapa (1) con una estructura primaria (4) y la herramienta (17) tiene segmentos (16) que están dispuestos a una distancia (29) entre ellos, y preferiblemente en posiciones paralelas, en la dirección de la estructura primaria (4), y la herramienta (17) comprende medios (30, 31, 32, 33) para variar la distancia (29), y caracterizada porque la herramienta (17), preferiblemente al menos una parte de los segmentos (16), presenta al menos un elemento de estampación (35) para generar una estructura secundaria (6) en la lámina de chapa (1) ya provista de una estructura primaria (4).

22. Herramienta (17) según la reivindicación 21, caracterizada porque la distancia (29) entre los segmentos (16) se puede reducir en al menos un 15%, especialmente al menos un 25% y preferiblemente incluso al menos un 35%.

23. Herramienta (17) según la reivindicación 21 ó 22, caracterizada porque los segmentos (16) presentan en toda su extensión (34) la misma distancia (29) entre ellos.