DE3722707A1 - Wabenkoerper aus einem keramischen werkstoff - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Wabenkörper aus einem keramischen Werkstoff, mit im wesentlichen zueinander rechtwinkligen Umfangsseiten und mit einer Vielzahl von Zellen, deren durchgehende Zellenwände in Form von zusammengesetzten Dreiecken verlaufen, wobei Umfangsseiten dadurch glatt gestaltet sind, daß Zellenwände der an diese Umfangsseiten angrenzenden Dreiecke jeweils in der Ebene dieser Umfangsseiten liegen. Solche Wabenkörper werden beispielsweise in Katalysatoren zur Stickoxidentfernung aus Abgasen eingesetzt.

Derartige Wabenkörper sind in der DE-PS 29 17 773 beschrieben. Die Wabenkörper werden zu einem größeren Wabenkörperblock zusammengesetzt. Nach der DE-PS 29 17 773 geschieht dies dadurch, daß benachbarte Umfangsseiten der Wabenkörper durch ein Bindemittel miteinander verbunden werden und erst danach das Keramikmaterial gesintert wird. Dies erscheint umständlich.

Werden in einem Wabenkörperblock Wabenkörper mit ihren glatten Umfangsseiten miteinander verbunden, dann steht zwischen diesen Umfangsseiten kein Raum zur Verfügung, der eine Anströmfläche für das zu behandelnde Medium bilden kann. Dies reduziert den Wirkungsgrad.

Weist der Wabenkörper eine geschnittene Umfangsseite mit offenen Dreiecken auf, dann bestehen in diesen freie, nicht mehr in eine geschlossene Form eingebundene Stege. Solche Stege neigen zum Ausbrechen und damit zum Verstopfen von Zellen. Auch dadurch ist der Wirkungsgrad vermindert.

Aufgabe der Erfindung ist, einen Wabenkörper der eingangs genannten Art vorzuschlagen, dessen Umfangsseiten zwar geschlossen sind, jedoch bei einer Zusammenstellung zu einem Wabenkörperblock Anströmflächen bilden.

Erfindungsgemäß ist obige Aufgabe bei einem Wabenkörper der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der Wabenkörper stranggezogen ist, daß zwei gegenüberliegende Umfangsseiten glatt gestaltet sind und daß die beiden anderen Umfangsseiten in Form von Zahnrippen, deren jede eine ansteigende und eine abfallende Zahnflanke aufweist, dadurch gestaltet sind, daß die Zahnflanken von Zellenwänden der an diese Umfangsseiten angrenzenden Dreiecke gebildet sind.

Alle vier Umfangsseiten verlaufen geschlossen. An keiner Umfangsseite enden freie Stege. Zwei der Umfangsseiten sind eben glatt. Die beiden anderen Umfangsseiten verlaufen in Form von Zahnrippen, die der Dreiecksform der Zellen folgen.

Der Wabenkörper ist durch Strangziehen fertig hergestellt. Bei der Montage zu einem Wabenblock ist keine weitere thermische Behandlung erforderlich.

Diese Wabenkörper werden zu einem Wabenblock dadurch zusammengestellt, daß jeweils eine glatte Umfangsseite eines Wabenblocks an eine gerippte Umfangsseite eines benachbarten Wabenblocks angesetzt wird. Dadurch ergeben sich ohne weiteres zwischen diesen beiden Umfangsseiten weitere Zellen, wobei sowohl die die Zahnflanken bildenden Zellenwände als auch die die glatte Seite bildenden Zellenwände als Anströmflächen zur Verfügung stehen. Insgesamt ist dadurch die Anströmfläche des Wabenkörperblocks vergrößert. Nie Wabenkörper brauchen nicht miteinander verklebt zu werden. Denn selbst bei einer Verschiebung der Zahnrippen gegenüber der glatten Umfangsseite bleiben die zusätzlichen Zellen zwischen den beiden aneinander gesetzten Wabenkörpern erhalten.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen Wabenkörper in Aufsicht und

Fig. 2 einen Wabenkörperblock zusammengesetzt aus sechs Wabenkörpern nach Fig. 1.

Ein stranggezogener Wabenkörper aus einem keramischen Werkstoff weist vier Umfangsseiten (1, 2, 3, 4) auf. Die Umfangsseiten (1 bis 4) stehen im wesentlichen zueinander rechtwinklig, so daß der Wabenkörper im Umriß einen quaderförmigen Block bildet. Seine Breite (B) ist im wesentlichen gleich seiner Höhe (H).

Im Wabenkörper ist eine Vielzahl von dreieckförmigen Zellen (5) gebildet. Die Zellen (5) sind von durchgehenden, sich kreuzenden Zellenwänden (6, 7, 8) gebildet, wobei die Zellenwände (6), die Zellenwände (7) und die Zellenwände (8) jeweils parallel zueinander verlaufen. Die Zellenwände stehen zueinander jeweils in einem Winkel von 60°, so daß sich gleichseitige Dreiecke ergeben.

Die Umfangsseiten (1, 2) sind von Zellenwänden (6) gebildet. Sie verlaufen eben und glatt. Die Umfangsseiten (3, 4) weisen die Form von Zahnrippen (9) auf, deren ansteigende und abfallende Zahnflanken wechselweise von den Zellenwänden (7, 8) gebildet sind. Im Beispielsfalle stehen die Zahnflanken in stumpfen Winkel von 120° zueinander.

Die Umfangsseiten (1 bis 4) sind geschlossen. Es stehen an ihnen keine solchen Stege von Zellenwänden (6 bis 8) frei, die nicht mit einer angrenzenden Zellenwand verbunden sind. Dadurch ist eine einfache Herstellbarkeit beim Strangziehen erreicht und eine hohe Stabilität der Umfangsseiten, insbesondere der Umfangsseiten (3, 4), gewährleistet.

Solche Wabenkörper sind, wie dies in Fig. 2 beispielsweise gezeigt ist, zu einem Wabenkörperblock zusammenzustellen. In der Zusammenstellung liegt jeweils eine glatte Umfangsseite (1, 2) an einer gerippten Umfangsseite (3, 4) des benachbarten Wabenkörpers an. Dabei entstehen zwischen den Umfangsseiten (1 oder 2) und den Umfangsseiten (3 oder 4) benachbarter Wabenkörper jeweils zusätzliche Zellen (10). Diese sind einerseits von einer Zellenwand (6) und andererseits von Zellenwänden (7, 8) begrenzt. Dadurch sind im Wabenkörperblock zusätzliche Anströmflächen für das zu behandelnde, die Zellen (5, 10) durchströmende Medium geschaffen.

Im Wabenkörperblock stützen sich die Zahnrippen (9) der Umfangsseiten (3, 4) auf den glatten Umfangsseiten (1 bzw. 2) ab, ohne daß zusätzliche Verbindungsmittel auf die Umfangsseiten aufgetragen sind. Der Werkstoff der Zellenwände weist dementsprechend in den zusätzlichen Zellen (10) die gleichen zur Behandlung des Mediums gewünschten Eigenschaften auf, wie in den Zellen (5). Die Wabenkörper können in dem Wabenkörperblock durch einen den Wabenkörperblock umgebenden Mantel zusammengehalten sein. Toleranzen der gegenseitigen Lagen der Wabenkörper im Wabenkörperblock stören nicht, da die Zahnrippen (9) der Umfangsseiten (3, 4) an den glatten Umfangsseiten (1, 2) immer einen die zusätzlichen (10) erhaltenden Anschlag finden.

In den Fig. 1 und 2 ist der Wabenkörper zur Zeichnungsvereinfachung mit nur wenigen Zellen (5) dargestellt. In der Praxis weist er etwa 1000 Zellen auf. Bei dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten Wabenkörper gehen beide Umfangsseiten (3, 4) jeweils mit Zellenwänden (8) in die Umfangsseiten (1, 2) über. Es ist jedoch auch möglich, den Wabenkörper so zu gestalten, daß Zellenwände (7) den Anschluß an die Umfangsseiten (1 bzw. 2) bilden.

Um eine exakte Gleichheit zwischen der Breite (B) und der Höhe (H) des Wabenkörpers zu erreichen, können die Zellenwände (6, 7, 8) so angeordnet werden, daß sie kein gleichseitiges, sondern ein gleichschenkliges Dreieck mit einem entsprechenden Scheitelwinkel bilden.

Claims (5)

1. Wabenkörper aus einem keramischen Werkstoff mit im wesentlichen zueinander rechtwinkligen Umfangsseiten und mit einer Vielzahl von Zellen, deren durchgehende Zellenwände in Form von zusammengesetzten Dreiecken verlaufen, wobei Umfangsseiten dadurch glatt gestaltet sind, daß Zellenwände der an diese Umfangsseiten angrenzenden Dreiecke jeweils in der Ebene dieser Umfangsseiten liegen, dadurch gekennzeichnet, daß der Wabenkörper stranggezogen ist, daß zwei gegenüberliegende Umfangsseiten (1, 2) glatt gestaltet sind und daß die beiden anderen Umfangsseiten (3, 4) in Form von Zahnrippen (9), deren jede eine ansteigende und eine abfallende Zahnflanke aufweist, dadurch gestaltet sind, daß die Zahnflanken von Zellenwänden (7, 8) der an diese Umfangsseiten (3, 4) angrenzenden Dreiecke gebildet sind.

2. Wabenkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er quadratisch ausgebildet ist, indem seine Höhe (H) im wesentlichen gleich seiner Breite (B) ist.

3. Wabenkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnflanken im stumpfen Winkel zueinander liegen.

4. Wabenkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dreiecke gleichschenklige Dreiecke sind.

5. Wabenkörperblock aus einer Mehrzahl von Wabenkörpern nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Wabenkörperblock jeweils eine glatte Umfangsseite (1, 2) eines Wabenkörpers an einer von Zahnrippen (9) gebildeten Umfangsseite (3, 4) eines benachbarten Wabenkörpers ohne zwischen den Wabenkörpern angeordnete Verbindungsmittel anliegt.