DE102007010759A1

DE102007010759A1 - Verfahren zur Herstellung eines Wabenkörpers und entsprechender Wabenkörper

Info

Publication number: DE102007010759A1
Application number: DE102007010759A
Authority: DE
Inventors: Rolf BRÜCK; Naroa Zaldua-Moreno
Original assignee: Emitec Gesellschaft fuer Emissionstechnologie mbH
Current assignee: Vitesco Technologies Lohmar Verwaltungs GmbH
Priority date: 2007-03-06
Filing date: 2007-03-06
Publication date: 2008-09-11
Also published as: WO2008107337A1

Abstract

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Wabenkörpers (9) aus mindestens einer metallischen Lage (1, 12, 13), wobei die Lage (1, 12, 13) eine Breite (2) in einer Durchströmungsrichtung (3) des Wabenkörpers (9) und eine Länge (4) quer zu der Durchströmungsrichtung (3) und eine Oberseite (7) und eine Unterseite (8) aufweist, wobei die mindestens eine Lage (1, 12, 13) a) gewickelt oder b) zu zumindest einem Stapel gestapelt und mindestens ein Stapel verwunden wird, zeichnet sich dadurch aus, dass auf mindestens eine der folgenden Seiten i) der Unterseite (7) und ii) der Oberseite (8) mindestens einer Lage (1) mindestens ein Lötfolienstreifen (5) adhäsiv befestigt wird, der eine Streifenlänge (6) aufweist, die der Länge (4) entspricht. Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Wabenkörpers (9) erlaubt in einfacher Weise die Applikation von Lot an beliebigen Stellen, insbesondere auf der Oberseite (7) und der Unterseite (8) einer Lage (1, 12, 13) an zueinander versetzten oder einander teilweise überlappenden Stellen, so dass eine gute Elastizität des Wabenkörpers (9) und damit eine gute Beständigkeit gegenüber thermischen Gradienten und Transienten erreicht werden kann.

Description

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Wabenkörpers und ein entsprechend hergestellter Wabenkörper, die bevorzugt als Katalysatorträgerkörper oder Filterkörper in Abgassystemen von Verbrennungskraftmaschinen eingesetzt werden können.
Wabenkörper können aus metallischen Lagen aufgebaut werden, beispielsweise spiralförmig aufgewickelt wie zum Beispiel aus der EP 0 422 000 B2 bekannt oder auch aus einem oder mehreren Stapeln von metallischen Lagen durch Verwinden der Lagen wie beispielsweise aus der EP 0 245 737 A1 oder der DE 89 08 671 U1 bekannt. Hierbei werden die metallischen Lagen, unter denen im Rahmen dieser Erfindung neben einer Blechlage auch eine zumindest teilweise für ein Fluid durchströmbare, beispielsweise poröse metallische Lage, verstanden wird, oftmals miteinander verlötet („brazing"). Die Applikation des Lotes stellt dabei einen oftmals recht aufwändigen Verfahrensschritt dar.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Wabenkörpers anzugeben, bei dem der Lotauftrag auf einfache Weise erfolgt sowie einen entsprechenden Wabenkörper vorzuschlagen.
Die Aufgaben werden gelöst durch die unabhängigen Ansprüche. Die abhängigen Ansprüche sind auf vorteilhafte Weiterbildungen gerichtet.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Wabenkörpers aus mindestens einer metallischen Lage, wobei die Lage eine Breite in einer Durchströ mungsrichtung des Wabenkörpers und eine Länge quer zu einer Durchströmungsrichtung des Wabenkörpers und eine Oberseite und eine Unterseite aufweist, wobei die mindestens eine Lage

a) gewickelt oder
b) zu mindestens einem Stapel gestapelt und mindestens ein Stapel verwunden wird,

i) der Unterseite und
ii) der Oberseite

Bevorzugt erfolgt hierbei eine adhäsive Befestigung durch Kleben mit einem entsprechend ausgebildeten Kleber. Grundsätzlich kann hier die Befestigung punktuell oder auf der gesamten Länge oder Fläche des Lötfolienstreifens erfolgen, bevorzugt über die gesamte Länge des Lötfolienstreifens.
Der Lötfolienstreifen besteht aus einem für das Löten („brazing") von Abgaskomponenten geeigneten Lot. Die Breite des Lötfolienstreifens ist bevorzugt kleiner als die Breite der Lage. Die metallische Lage, die eine Blechlage und/oder eine poröse Lage sein kann, kann glatt oder zumindest in Teilbereichen gewellt ausgebildet sein. Unter einer gewellten Lage wird hier eine Lage mit einer periodischen Struktur verstanden. Bevorzugt ist die Ausbildung eines Wabenkörpers, bei der aus mindestens einer glatten und mindestens einer gewellten Lage ein Stapel von Lagen hergestellt wird und ein oder mehrere Stapel gleich- oder gegensinnig miteinander verwunden werden. In Bezug auf die Herstellung und Ausbildung solcher Wabenkörper wird auf EP 0 245 737 A1 und DE 89 08 671 U1 Bezug genommen, deren Offenbarungsgehalt in soweit in dieses Dokument aufgenommen wird.
Die Aufklebung eines Lötfolienstreifens, dessen Länge der Länge der Lage entspricht, ist eine einfache Applikationsmöglichkeit für das Lot, die insbesondere auch zur Ausbildung von in Durchströmungsrichtung des Wabenkörpers versetzten Anbindungszonen des Wabenkörpers einsetzbar ist.
Grundsätzlich wird hier unter einem Wabenkörper eine Struktur mit mehreren von einem Fluid durchströmbaren Hohlräumen verstanden, die sich beim Wickeln oder Verwinden der Lagen bilden, wobei mindestens eine Lage mindestens teilweise strukturiert sein muss. Bevorzugt ist eine Ausgestaltung, bei der mindestens 50% der Lagen entsprechend mit Lötfolienstreifen ausgestattet sind, bevorzugt mindestens 75%, besonders bevorzugt mindestens 90% oder sogar 100%.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird an mindestens einer Lage mindestens ein Lötfolienstreifen auf der Oberseite und mindestens ein Lötfolienstreifen auf der Unterseite befestigt.
Die Aufbringung von Lötfolienstreifen auf Ober- und Unterseite einer Lage erlaubt die Ausbildung eines festen Verbundes zwischen im Wabenkörper benachbarten Lagen.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden mindestens ein Lötfolienstreifen auf der Oberseite und mindestens ein Lötfolienstreifen auf der Unterseite der Lage so befestigt, dass diese einander in Durchströmungsrichtung zumindest teilweise überlappen. Weiterhin ist es alternativ oder zusätzlich möglich, mindestens einen Lötfolienstreifen auf der Oberseite und mindestens einen Lötfolienstreifen auf der Unterseite der Lage so zu befestigen, dass diese in Durchströmungsrichtung gegeneinander versetzt ausgebildet sind.
Dies erlaubt in vorteilhafter Weise die Ausbildung von Wabenkörpern, die eine gewisse Elastizität aufweisen, so dass diese haltbarer gegenüber thermischen Schocks z. B. bei lokal starker Aufheizung oder Abkühlung sind.
Weiterhin wird ein Wabenkörper, hergestellt nach dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgeschlagen.
Die für das erfindungsgemäße Verfahren offenbarten Details und Vorteile lassen sich auf den erfindungsgemäßen Wabenkörper übertragen und anwenden und umgekehrt. Im Folgenden wird die Erfindung mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert, wobei die Erfindung nicht auf die Ausführungsbeispiele beschränkt ist. Es zeigen schematisch:
1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Lage zur Benutzung im erfindungsgemäßen Verfahren in Draufsicht;
2 das erste Ausführungsbeispiel im Querschnitt;
3 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Lage zur Benutzung im erfindungsgemäßen Verfahren im Querschnitt;
4 einen erfindungsgemäß hergestellten Wabenkörper in einer stirnseitigen Ansicht.
1 zeigt schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel einer metallische Lage 1, die im wesentlichen glatt oder zumindest teilweise strukturiert (hier nicht gezeigt) sein kann. Die Lage 1 weist eine Breite 2 in einer späteren Durchströmungsrichtung 3 des Wabenkörpers und eine Länge 4 quer zur Durchströmungsrichtung 3 auf. Die Lage 1 weist zwei Lötfolienstreifen 5 mit einer Streifenlänge 6 auf, die im Wesentlichen der Länge 4 der Lage 1 entspricht. Hierunter wird verstanden, dass die Streifenlänge 6 um maximal 10% von der Länge 4 der Lage 1 abweicht, bevorzugt um maximal 5%, besonders bevorzugt um maximal 2%.
2 zeigt einen Querschnitt durch das erste Ausführungsbeispiel der Lage 1. Die Lage 1 weist eine Oberseite 7 und eine Unterseite 8 auf. Auf der Oberseite 7 sind zwei Lötstreifen 5 ausgebildet, wie auch in 1 zu sehen. Auf der Unterseite 8 ist ein Lötfolienstreifen 5 ausgebildet. Diese überlappt gänzlich in Durchströmungsrichtung 3 mit dem entsprechenden auf der Oberseite 7 ausgebildeten Lötfolienstreifen 5.
3 zeigt einen Querschnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels einer metallischen Lage 1. Im Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel der Lage 1 überlappen die Lötfolienstreifen 5 auf der Oberseite 7 und der Unterseite 8 der Lage 1 auf der linken Seite der Abbildung nur teilweise, während sie auf der rechten Seite der Abbildung der Lage 1 gar nicht überlappen sondern versetzt zueinander ausgebildet sind.
4 zeigt schematisch einen erfindungsgemäß hergestellten Wabenkörper 9. Der Wabenkörper 9 weist eine Wabenstruktur 10 in einem Mantelrohr 11 auf. Die Wabenstruktur 9 ist aus drei Stapeln ausgebildet, die aus einer Mehrzahl von im wesentlichen glatten Lagen 12 und gewellten Lagen 13 bestehen. Glatte 12 und gewellte Lagen 13 bilden Kanäle 14. Glatte 12 und/oder gewellte Lagen 13 können erfindungsgemäß mit einem oder mehreren aufgeklebten Lötfolienstreifen 5 auf der Oberseite 7 und/oder auf der Unterseite 8 ausgebildet sein. Bevorzugt ist die Ausbildung der Lötfolienstreifen auf beiden Seiten 7, 8 einer im wesentlichen glatten Lage 12.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Wabenkörpers 9 erlaubt in einfacher Weise die Applikation von Lot an beliebigen Stellen, insbesondere an auf der Oberseite 7 und der Unterseite 8 einer Lage 1, 12, 13 zueinander versetzten oder einander teilweise überlappenden Stellen, so dass eine gute Elastizität des Wabenkörpers 9 und damit eine gute Beständigkeit gegenüber thermischen Gradienten und Transienten erreicht werden kann.

1: metallische Lage
2: Breite
3: Durchströmungsrichtung
4: Länge
5: Lötfolienstreifen
6: Streifenlänge
7: Oberseite
8: Unterseite
9: Wabenkörper
10: Wabenstruktur
11: Mantelrohr
12: glatte metallische Lage
13: gewellte metallische Lage
14: Kanal

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- EP 0422000 B2 [0002]
- EP 0245737 A1 [0002, 0007]
- DE 8908671 U1 [0002, 0007]

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Wabenkörpers (9) aus mindestens einer metallischen Lage (1, 12, 13), wobei die Lage (1, 12, 13) eine Breite (2) in einer Durchströmungsrichtung (3) des Wabenkörpers (9) und eine Länge (4) quer zu der Durchströmungsrichtung (3) und eine Oberseite (7) und eine Unterseite (8) aufweist, wobei die mindestens eine Lage (1, 12, 13) a) gewickelt oder b) zu mindestens einem Stapel gestapelt und mindestens ein Stapel verwunden wird, dadurch gekennzeichnet, dass auf mindestens eine der folgenden Seiten i) der Unterseite (7) und ii) der Oberseite (8) mindestens einer Lage (1) mindestens ein Lötfolienstreifen (5) adhäsiv befestigt wird, der eine Streifenlänge (6) aufweist, die der Länge (4) entspricht.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Lötfolienstreifen (5) auf die Lage (1, 12, 13) geklebt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem an mindestens einer Lage (1, 12, 13) mindestens ein Lötfolienstreifen (5) auf der Oberseite (7) und mindestens ein Lötfolienstreifen (5) auf der Unterseite (8) befestigt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, bei dem mindestens ein Lötfolienstreifen (5) auf der Oberseite (7) und mindestens ein Lötfolienstreifen (5) auf der Unter seite (8) der Lage (1, 12, 13) so befestigt werden, dass diese einander in Durchströmungsrichtung (3) zumindest teilweise überlappen.
Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, bei dem mindestens ein Lötfolienstreifen (5) auf der Oberseite (7) und mindestens ein Lötfolienstreifen (5) auf der Unterseite (8) der Lage (1, 12, 13) so befestigt werden, dass diese in Durchströmungsrichtung (3) gegeneinander versetzt ausgebildet sind.
Wabenkörper (9), hergestellt nach einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche.