DE4105469A1 - HONEYCOMB WITH SCREW SENSE - Google Patents

Abstract

A honeycombed body (1) with an axis (2) is composed of at least one pile (3, 31, 32) of at least one sheet metal (4;5) and contains defined channels (6) through which a fluid can flow through the honeycombed body (1) in a direction essentially parallel to the axis (2). The pile (3, 31, 32) has at least one section (7, 71, 72) wound around the axis (2) upon which rests at least an intermediate layer (8, 81, 82) composed of two sheet metals (9; 10) closely superimposed but not directly secured to each other. These sheet metals (9, 10) have corrugations (11) that extend as an helical line around the axis (2) and that define a sense of helix proper to the honeycombed body (1). This sense of helix allows the honeycombed body (1) to deform under thermal stress by describing a helical movement along the axis (2), without damaging its inner structure. The thermal stability under load of the honeycombed body (1) is essentially only determined by the high temperature resistance of the sheet metal used (4; 5; 9; 10).

Description

Die Erfindung betrifft einen Wabenkörper mit einer Achse, bestehend aus zumindest einem Stapel, der mindestens ein Blech aufweist und in dem Kanäle definiert sind, die im wesentlichen parallel zu der Achse ausgerichtet sind, wobei der Stapel zumindest einen Windungsabschnitt aufweist, der um die Achse gewunden ist, und wobei durch bestimmte konstruktive Maßnahmen in dem Wabenkörper ein Schraubensinn definiert ist.The invention relates to a honeycomb body with an axis, consisting of at least one stack, the at least one sheet and in which channels are defined which are essentially are aligned parallel to the axis, with the stack has at least one winding section which is about the axis is convoluted, and by certain constructive measures a screw sense is defined in the honeycomb body.

Wabenkörper aus aufgewickelten oder anderweitig verschlungenen Stapeln aus zumindest teilweise gewellten, gefalteten oder ähnlich strukturierten Blechen finden vielfältige Verwendung als Trägerkörper für Katalysatoren, die zur katalysierten Umsetzung reagibler Bestandteile von Fluiden bestimmt sind. Ein wichtiges Anwendungsgebiet für Wabenkörper mit Katalysatoren ist die katalytische Reinigung von Abgasen aus Brennkraftmaschinen, insbesondere aus Brennkraftmaschinen in Kraftfahrzeugen. Hierzu werden Wabenkörper, die mit Katalysatoren beschichtet sind, in den Abgassystemen der Brennkraftmaschinen installiert und von den Abgasen, die beim Betrieb der Brennkraftmaschinen anfallen, durchströmt. Möglichkeiten zur Bildung metallischer Wabenkörper aus gestapelten, aufgewickelten oder auf andere Weise verschlungenen Blechen, die glatt und/oder strukturiert sind, sind in der Patentschrift EP 02 45 737 B1 sowie den Patentanmeldungen WO 89/07 488 A1, WO 89/10 471 A1 sowie WO 90/03 220 A1 beschrieben.Honeycomb body made of coiled or otherwise intertwined Stacking at least partially corrugated, folded or similarly structured sheets are used in many different ways as a support body for catalysts that are catalyzed Implementation of reactive components of fluids are determined. A important area of application for honeycomb bodies with catalysts is the catalytic purification of exhaust gases Internal combustion engines, in particular from internal combustion engines in Motor vehicles. For this purpose, honeycomb bodies with Catalysts are coated in the exhaust systems of the Internal combustion engines installed and from the exhaust gases that when Operation of the internal combustion engines occur, flows through. Possibilities for forming metallic honeycomb bodies stacked, coiled or otherwise intertwined sheets that are smooth and / or structured, are in the patent EP 02 45 737 B1 and the Patent applications WO 89/07 488 A1, WO 89/10 471 A1 and WO 90/03 220 A1 described.

Das Aufwickeln oder Verschlingen der Bleche erfolgt stets in der Weise, daß die Bleche um zumindest eine vorgegebene Achse gewunden werden; für den Fall, daß mehrere Achsen vorhanden sind - siehe hierzu insbesondere EP 02 45 737 B1 - sind alle Achsen zueinander parallel. In der EP 02 45 737 B1 ist auch ein Wabenkörper beschrieben, der durch Verschlingung eines Stapels von Blechen gebildet wird, wobei alle den Stapel bildenden Bleche gewellt sind und die Wellungen von jeweils zwei aufeinanderliegenden Blechen nicht parallel zueinander sind, sondern einander kreuzen. Auf diese Weise kommunizieren die zwischen jeweils zwei Blechen gebildeten Kanäle untereinander, wodurch in einem den Wabenkörper durchströmenden Fluid Wirbel hervorgerufen werden, die die Wechselwirkung des Fluides mit der (im Anwendungsfall mit einem Katalysator beschichteten) Wand des Wabenkörpers intensivieren.The sheets are always wound up or swallowed in the way that the sheets around at least a predetermined axis be wound; in the event that there are several axes  are - see in particular EP 02 45 737 B1 - are all Axes parallel to each other. In EP 02 45 737 B1 there is also a Honeycomb body described by gobbling up a stack is formed by sheets, all forming the stack Sheets are corrugated and the corrugations of two each sheets lying on top of each other are not parallel to each other, but cross each other. In this way they communicate channels formed between two sheets each, whereby vortices in a fluid flowing through the honeycomb body caused by the interaction of the fluid the (coated with a catalyst in the application) Intensify the wall of the honeycomb body.

Speziell die Wabenkörper mit Katalysatoren zur Umsetzung von Schadstoffen in den Abgasen von Brennkraftmaschinen sind während des Betriebs erheblichen thermischen Belastungen ausgesetzt, da die die Schadstoffe umsetzenden katalysierten Reaktionen in der Regel exotherm sind. Die Wabenkörper werden während des Betriebs auf Temperaturen bis 1000°C und darüber aufgeheizt, wobei die jeweils erreichte Temperatur stark von dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine abhängt. Aus den je nach Betriebszustand wechselnden thermischen Belastungen des Wabenkörpers resultiert eine erhebliche mechanische Wechselbelastung der die Kanäle bildenden Matrix des Wabenkörpers aufgrund der mechanischen Spannungen, die durch die wechselnde Erwärmung und Abkühlung der Matrix hervorgerufen wird. Um die mechanischen Beanspruchungen in einem metallischen Wabenkörper zu beherrschen, sind verschiedene optimierte Bauformen für Wabenkörper der genannten Art entwickelt worden; sie werden in den zitierten Veröffentlichungen, nebst den dort zitierten Dokumenten, eingehend beschrieben. Allen Vorschlägen des Standes der Technik ist jedoch gemeinsam, daß Strukturen gebildet werden, die unter den maximal auftretenden thermischen Spannungen stabil bleiben; Möglichkeiten zur definierten, die Struktur nicht schädigenden Ableitung der mechanischen Spannungen sind lediglich gegeben durch die Kompressibilität der Struktur aufgrund der Verwendung gewellter Bleche.Especially the honeycomb body with catalysts for the implementation of There are pollutants in the exhaust gases of internal combustion engines considerable thermal loads during operation exposed because the catalyzing the pollutants Reactions are usually exothermic. The honeycomb body will during operation at temperatures up to 1000 ° C and above heated, the temperature reached in each case greatly from depends on the operating state of the internal combustion engine. From the ever thermal loads of the Honeycomb body results in a significant mechanical Alternating loading of the matrix forming the channels Honeycomb body due to the mechanical stresses caused by the changing heating and cooling of the matrix becomes. To the mechanical stresses in a metallic Mastering honeycomb bodies are various optimized Designs for honeycomb bodies of the type mentioned have been developed; they are in the publications cited, in addition to those there cited documents, described in detail. Any suggestions What is common in the prior art is that structures are formed, which occur under the maximum thermal Tensions remain stable; Ways to Define That Structure not damaging the mechanical derivative Tensions are only due to compressibility  the structure due to the use of corrugated sheets.

Demgegenüber soll mit vorliegender Erfindung ein Wabenkörper geschaffen werden, der in besonderem Maße den kontrollierten Abbau von mechanischen Spannungen durch definierte Strukturveränderung gestattet.In contrast, a honeycomb body is intended with the present invention be created, the controlled to a particular extent Reduction of mechanical stresses through defined Structural changes allowed.

Erfindungsgemäß wird ein Wabenkörper mit einer Achse angegeben, der aus zumindest einem Stapel besteht, in dem Kanäle definiert sind, die im wesentlichen parallel zu der Achse ausgerichtet sind, wobei im WabenkörperAccording to the invention, a honeycomb body with an axis is specified, which consists of at least one stack in which channels are defined are aligned substantially parallel to the axis are, being in the honeycomb body

• a) der Stapel zumindest einen Windungsabschnitt aufweist, der um die Achse gewunden ist;a) the stack has at least one winding section which is wound around the axis;
• b) an dem Windungsabschnitt zumindest eine Zwischenlage anliegt, die aus zwei Blechen besteht, die dicht aufeinander liegen, jedoch nicht unmittelbar aneinander fixiert sind und Wellen aufweisen, die nach Art einer Schraubenlinie um die Achse herumgeführt sind und einen Schraubensinn definieren, der mit einem bestimmten Schraubensinn übereinstimmt.b) at least one intermediate layer on the winding section is applied, which consists of two sheets that are close together lie, but are not directly fixed to each other and Have waves that like a helix around the Axis are led around and define a screw sense that corresponds to a certain sense of screw.

Der erfindungsgemäße Wabenkörper zeichnet sich aus durch eine Struktur, der ein gewisser Schraubensinn aufgeprägt ist; dieser Schraubensinn ist definiert durch zwei Bleche, die dicht aufeinanderliegen, jedoch nicht unmittelbar aneinander fixiert sind und somit aufeinander gleiten können. Diese Bleche weisen Wellen auf, die nach Art einer Schraubenlinie um die Achse herumgeführt sind. Wird ein solcher Wabenkörper erhitzt, so entstehen Spannungen, die u. a. zu einer Längsausdehnung der Bleche, aus denen der Wabenkörper aufgebaut ist, führen können; die besondere Struktur des Wabenkörpers gestattet es, daß der gewundene Stapel entlang der Wellen der beiden aufeinanderliegenden Bleche eine Schraubenbewegung ausführt, wodurch die Spannungen kompensiert werden können. Die Schraubenbewegung führt zu einer gewissen Formänderung des Wabenkörpers; die Bereiche des Wabenkörpers verschieben sich axial relativ zu den entfernt von der Achse liegenden Bereichen; bei einem Wabenkörper, der in kaltem Zustand durch ebene, senkrecht zur Achse liegende Stirnflächen begrenzt ist, werden unter thermischer Belastung die Stirnflächen glockenartig verformt.The honeycomb body according to the invention is characterized by a Structure with a certain sense of screwing; this Screw sense is defined by two sheets that are tight lie on top of each other, but not directly attached to each other are and can thus slide on each other. These sheets show Waves on, like a helix around the axis are led around. If such a honeycomb body is heated, then tensions arise that u. a. to a longitudinal extension of the Sheets from which the honeycomb body is made can lead; The special structure of the honeycomb body allows the winding stacks along the waves of the two sheet metal lying on top of one another performs a screw movement, whereby the tensions can be compensated. The Screw movement leads to a certain change in shape of the Honeycomb body; the areas of the honeycomb body shift axially relative to those remote from the axis  Areas; for a honeycomb body that is cold flat end faces perpendicular to the axis are limited, the end faces become under thermal stress deformed like a bell.

Es ist zu bemerken, daß im allgemeinen ein Wabenkörper mit Schraubensinn nicht realisiert werden kann, indem gemäß der EP 02 45 737 B1 ein Stapel aus gewellten Blechen, worin jeweils zwei aufeinanderliegende Bleche Wellen aufweisen, die einander kreuzen, S-förmig verschlungen wird. Die gewundenen Abschnitte des Stapels können zwar jeweils für sich einen Schraubensinn definieren; dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn der Stapel aus zwei Gruppen von Blechen geschichtet ist und die Wellung einer ersten Gruppe parallel zu der Achse des Wabenkörpers und die Wellung einer zweiten Gruppe winkelig zu der Achse verläuft. In jedem Fall jedoch sind die Schraubensinne der beiden Windungsabschnitte entgegengesetzt zueinander, so daß dem Wabenkörper insgesamt kein Schraubensinn mehr zuzuordnen ist. Die Bildung eines erfindungsgemäßen Wabenkörpers mit Schraubensinn durch S-förmige Verschlingung eines Stapels von Blechen ist gleichwohl möglich; Beispiele hierzu sind in der Zeichnungsbeschreibung erläutert.It should be noted that in general a honeycomb body with Screw sense cannot be realized by according to the EP 02 45 737 B1 a stack of corrugated sheets, each of which two sheets lying on top of each other have shafts that face each other cross, S-shaped is devoured. The winding sections of the stack can each have their own sense of screw define; this is the case, for example, if the Stack of two groups of sheets and the layered Corrugation of a first group parallel to the axis of the Honeycomb body and the corrugation of a second group at an angle the axis runs. In any case, they are Opposite sense of the two turns to each other, so that the honeycomb body has no sense of screwing overall is more assignable. The formation of an inventive Honeycomb body with a sense of the screw thanks to S-shaped interlacing a stack of sheets is nevertheless possible; Examples this is explained in the description of the drawing.

Eine günstige Weiterbildung des erfindungsgemäßen Wabenkörpers ist dadurch gekennzeichnet, daß der Stapel aus zumindest einem im wesentlichen glatten Blech und zumindest einem gewellten Blech besteht. Das gewellte Blech hat dabei gemäß obiger Ausführungen Wellen aufzuweisen, die zur Bildung der achsenparallelen Kanäle parallel zu der Achse des aufzubauenden Wabenkörpers ausgerichtet sein müssen. Die Masse der aus zwei aufeinanderliegenden Blechen bestehenden Zwischenlage entspricht etwa der doppelten Masse eines gewellten Bleches in dem Stapel, so daß unter Aufwendung der für die Zwischenlage notwendigen Masse eine Vielzahl von achsenparallelen Kanälen bildbar ist. Dadurch, daß die Dicke des Stapels, die ja im wesentlichen durch die Höhe der Strukturen der gewellten Bleche gegeben ist, auf die Dicke der Zwischenlage abgestimmt wird, kann unter Wahrung aller Vorteile der Erfindung ein relativ leichter Wabenkörper gebildet werden, der dementsprechend leicht erwärmbar ist, was für die Anwendung als Katalysatorträger im Abgassystem eines Kraftfahrzeuges Vorteile bringen kann.A favorable further development of the honeycomb body according to the invention is characterized in that the stack consists of at least one essentially smooth sheet and at least one corrugated There is sheet metal. The corrugated sheet has according to the above Designs to have waves that form the axially parallel channels parallel to the axis of the to be built Honeycomb body must be aligned. The mass of two existing intermediate layer of interleaving sheets corresponds to approximately twice the mass of a corrugated sheet in the stack so that using the for the liner necessary mass a variety of axially parallel channels is imaginable. Because the thickness of the stack, which is yes in the essentially by the height of the structures of the corrugated sheets  is given to the thickness of the intermediate layer, can be a relative while maintaining all the advantages of the invention lighter honeycomb body are formed accordingly is easy to heat, what for use as Catalytic converter carrier in the exhaust system of a motor vehicle advantages can bring.

Um die Zwischenlage optimal an einen aus im wesentlichen glatten und gewellten Blechen bestehenden Stapel anbinden zu können, ist der Stapel vorteilhafter Weise von im wesentlichen glatten Blechen begrenzt; unter Vermeidung gleichartiger aufeinanderliegender Bleche ist mithin in dem Stapel zwischen jeweils zwei im wesentlichen glatten Blechen ein gewelltes Blech angeordnet.To make the liner optimally out of one essentially to bind smooth and corrugated sheets to existing stacks can, the stack is advantageously of essentially smooth sheets limited; avoiding similar Sheet metal lying on top of one another is therefore in the stack between two essentially smooth sheets one corrugated Arranged sheet metal.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung im Rahmen jedweder Ausgestaltung ist in einem Wabenkörper, der durch zwei etwa senkrecht zu der Achse liegende Stirnflächen begrenzt ist, die Zwischenlage von zumindest einer, vorzugsweise von beiden, dieser Stirnflächen beabstandet. Ein Wabenkörper, in dem die Zwischenlage von der Stirnfläche beabstandet ist, kann zur Festigung seiner Struktur verlötet werden, indem nach dem Aufbau die Stirnfläche, von der die Zwischenlage beabstandet ist, mit Lot versehen wird; eine anderweitige Einbringung des Lotes, beispielsweise durch Auftragen auf die den Stapel bildenden Bleche vor dem Zusammenbau, ist entbehrlich und der Herstellungsprozeß wird wesentlich vereinfacht.In an advantageous development of the invention in the context of any Design is in a honeycomb body by approximately two end faces lying perpendicular to the axis is limited to Intermediate layer of at least one, preferably both, spaced from these end faces. A honeycomb body in which the Liner is spaced from the end face can Consolidation of its structure to be soldered by after Build up the face from which the liner is spaced is soldered; any other contribution of the Lotes, for example by applying to the stack forming sheets before assembly is unnecessary and the Manufacturing process is significantly simplified.

Im Rahmen einer besonders günstigen Ausbildung der Erfindung kann, gegebenenfalls zusätzlich zu weiteren Ausgestaltungen, zumindest eines der zur Zwischenlage gehörigen Bleche an der dem anderen Blech der Zwischenlage zugewandten Seite mit einem hochtemperaturfesten Isolierstoff, beispielsweise einem keramischen, insbesondere einem oxidkeramischen Stoff, beschichtet werden. Auf diese Weise sind die Bleche der Zwischenlage gegeneinander elektrisch isoliert. Die Erfindung ist damit weitergebildet als elektrisch beheizbarer Wabenkörper, in dem die Zwischenlage zusätzlich zu der erfindungsgemäßen Funktion des Abbaus mechanischer Spannungen dazu dienen kann, den Wabenkörper so zu segmentieren, daß ein durch den Wabenkörper geleiteter elektrischer Strom einen möglichst langen Weg zu nehmen hat, womit der elektrische Widerstand des Wabenkörpers, der bei Wabenkörpern ohne Isolierschichten bestenfalls einige tausendstel Ohm beträgt, in vorteilhafter Weise erhöht wird.As part of a particularly favorable embodiment of the invention can, if necessary in addition to further configurations, at least one of the sheets belonging to the intermediate layer on the the other sheet of the liner facing side with a high temperature resistant insulating material, for example one ceramic, in particular an oxide ceramic material, be coated. In this way, the sheets are the Liner electrically insulated from each other. The invention  is thus further developed as an electrically heatable Honeycomb body in which the liner in addition to the inventive function of reducing mechanical stresses can serve to segment the honeycomb body so that a electric current conducted through the honeycomb body has to take the longest possible route, with which the electric Resistance of the honeycomb body, that of honeycomb bodies without Insulating layers is at best a few thousandths of an ohm, in is advantageously increased.

Im Rahmen einer anderen Weiterbildung der Erfindung weist jeder Stapel zwei Windungsabschnitte auf, die durch Falten des Stapels um eine Knicklinie parallel zu der Achse übereinander angeordnet sind und wobei die Zwischenlage zwischen den Windungsabschnitten liegt. Somit ist es möglich, Stapel und Zwischenlage vor dem eigentlichen Zusammenbau des Wabenkörpers zu einer Einheit zusammenzufassen, was die Herstellung des Wabenkörpers u. U. erleichtern kann. Zur Herstellung des Wabenkörpers werden vorteilhafterweise drei Stapel zusammengefaßt, wodurch ein Wabenkörper der in der WO 90/03 220 A1 beschriebenen Art entsteht. Hierbei ist selbstverständlich darauf zu achten, daß die Wellen der Zwischenlagen der zumindest drei Stapel in ihrer geometrischen Anordnung so aufeinander abgestimmt sind, daß in dem aufzubauenden Wabenkörper alle Stapel jeweils denselben Schraubensinn definieren.In the context of another development of the invention, everyone has Stack two winding sections on top by folding the Stack one above the other by a crease line parallel to the axis are arranged and the intermediate layer between the Winding sections. So it is possible to stack and Intermediate layer before the actual assembly of the honeycomb body summarize in one unit what the production of the Honeycomb body u. U. can facilitate. To make the The honeycomb body is advantageously three stacks summarized, whereby a honeycomb body in the WO 90/03 220 A1 described type arises. Here is of course to make sure that the waves of the Intermediate layers of the at least three stacks in their geometric Arrangement are coordinated so that in the honeycomb body to be built all stacks the same Define screw sense.

Eine weitere denkbare Ausbildung der Erfindung ist ein Wabenkörper, in dem der Stapel zwei Windungsabschnitte aufweist, die S-förmig verschlungen sind und wobei zwischen den Windungsabschnitten jeweils eine Zwischenlage angeordnet ist. Durch S-förmige Verschlingung eines Stapels entsteht ein bekanntermaßen besonders stabiler und belastbarer Wabenkörper - siehe EP 02 45 737 B1 -, dessen Eigenschaften durch Einbeziehung der Lehren der Erfindung weiter verbessert werden können. Another conceivable embodiment of the invention is a Honeycomb body in which the stack has two winding sections has which are intertwined in an S-shape and wherein between the An intermediate layer is arranged each turn sections. An S-shaped interlacing of a stack creates a as is known, particularly stable and resilient honeycomb body - see EP 02 45 737 B1 -, the properties of which Inclusion of the teachings of the invention can be further improved can.  

Weiterhin ist es möglich, einen erfindungsgemäßen Wabenkörper durch spiralförmige Windung eines Windungsabschnittes um die Achse zu erstellen; etwa spiralig gewundene Windungsabschnitte kann im übrigen auch ein durch S-förmige Verschlingung eines Stapels gebildeter Wabenkörper aufweisen. Sind durch spiraliges Aufwickeln zumindest eines Windungsabschnittes in radialer Richtung bezüglich der Achse mehrere Schichten gebildet, so ist günstigerweise zwischen jeweils zwei Schichten eine Zwischenlage nach der Erfindung angeordnet.It is also possible to have a honeycomb body according to the invention by spiraling a winding section around the Create axis; about spiral winding sections can also a by S-shaped entanglement Have stacks of honeycomb bodies formed. Are by spiral Winding up at least one turn section in the radial Direction with respect to the axis, several layers are formed conveniently one between every two layers Liner arranged according to the invention.

Ein erfindungsgemäßer Wabenkörper eignet sich besonders als Träger für einen Katalysator, insbesondere als Träger für einen Katalysator, der in einem den Wabenkörper durchströmenden Fluid eine mehr oder weniger stark exotherme Reaktion bewirken soll. Solche Katalysatoren finden beispielsweise Anwendung zur Umsetzung von Schadstoffen in den Abgasen von Brennkraftmaschinen wie beispielsweise Ottomotoren. Entsprechend wird ein erfindungsgemäßer Wabenkörper vorzugsweise in die Abgasanlage einer Brennkraftmaschine integriert; zu diesem Zweck erhält er eine Beschichtung, die den Katalysator zur Umsetzung der Schadstoffe im dem Abgas enthält.A honeycomb body according to the invention is particularly suitable as Support for a catalyst, in particular as a support for a Catalyst in a fluid flowing through the honeycomb body should cause a more or less exothermic reaction. Such catalysts are used for example Implementation of pollutants in the exhaust gases from Internal combustion engines such as gasoline engines. A honeycomb body according to the invention is correspondingly preferably in the exhaust system of an internal combustion engine integrated; for this purpose he receives a coating that the catalyst to convert the pollutants in the exhaust gas contains.

Die weitere Erläuterung der Erfindung erfolgt anhand der in der Zeichnung teilweise schematisiert und, wo zur Verdeutlichung der Erfindung nützlich, leicht verzerrt dargestellten Ausführungsbeispiele; im einzelnen zeigen:The further explanation of the invention is based on the in the Drawing partially schematic and where for clarification of the invention useful, shown slightly distorted Working examples; show in detail:

Fig. 1 den Aufbau eines erfindungsgemäßen Wabenkörpers mit Schraubensinn; Figure 1 shows the structure of a honeycomb body according to the invention with a screw sense.

Fig. 2 einen Stapel von Blechen mit Zwischenlage zum Aufbau eines erfindungsgemäßen Wabenkörpers; Figure 2 shows a stack of metal sheets with intermediate layer for constructing a honeycomb body according to the invention.

Fig. 3 und Fig. 4 Ausführungsbeispiele zur Bildung eines erfindungsgemäßen Wabenkörpers durch S-förmige Verschlingung zumindest eines Blechstapels. Fig. 3 and Fig. 4 embodiments for forming a honeycomb body according to the invention by S-shaped entanglement of at least one sheet stack.

Fig. 1 zeigt, wie ein Wabenkörper 1 durch Aufwickeln eines Windungsabschnittes 7 um eine Achse 2 gebildet wird. Die Achse 2 tritt in einer Stirnfläche 12 des Wabenkörpers 1 aus diesem aus. Der Windungsabschnitt 7 besteht aus einem Stapel 3, der durch abwechselndes Schichten glatter Bleche 4 und gewellter Bleche 5 gebildet ist. Zwischen jeweils einem glatten Blech 4 und einem gewellten Blech 5 sind Kanäle 6 gebildet, die im wesentlichen parallel zu der Achse 2 sind. Zu bemerken ist, daß der Stapel 3 auch anders strukturiert sein könnte, beispielsweise aus Blechen, die jeweils eine von zwei verschiedenen Wellungen aufweisen. Fig. 1 shows how a honeycomb body 1 by winding up a spire portion 7 is formed around a shaft 2. The axis 2 emerges from the end face 12 of the honeycomb body 1 . The winding section 7 consists of a stack 3 , which is formed by alternately layering smooth sheets 4 and corrugated sheets 5 . Channels 6 are formed between a smooth sheet 4 and a corrugated sheet 5 , which are essentially parallel to the axis 2 . It should be noted that the stack 3 could also be structured differently, for example from sheets which each have one of two different corrugations.

Die Zwischenlage 8 ist gebildet aus zwei aufeinanderliegenden Blechen 9 und 10. Die Bleche 9 und 10 sind nicht unmittelbar aneinander fixiert, sei es durch Reibung oder durch eine feste Verbindung wie z. B. eine Lötstelle zwischen ihnen, sondern sie können aufeinander gleiten. Dieser Aspekt ist zu berücksichtigen, wenn in dem Wabenkörper zur Fixierung der Bleche 4, 5, 9 und 10 untereinander Lötungen vorgenommen werden; die Verschiebbarkeit der Bleche 9 und 10 der Zwischenlage 8 aufeinander muß auch nach einer solchen Lötung gewährleistet sein. Hierfür gibt es mehrere Möglichkeiten: So kann vor dem Zusammenbau des Wabenkörpers 1 der Stapel 3 mit Lot versehen werden, bevor die Zwischenlage 8 hinzugefügt wird; z. B. können die glatten Bleche 4 und/oder die gewellten Bleche 5 vor der Schichtung des Stapels mit einem Lotbelag versehen werden. Andere Möglichkeiten zur Gewährleistung der freien Verschiebbarkeit der die Zwischenlage 8 bildenden Bleche 9 und 10 bei einer Lötung oder dergleichen sind weiter unten erläutert. Die die Zwischenlage 8 bildenden Bleche 9 und 10 weisen Wellen 11 auf, die im Gegensatz zu den Wellen der gewellten Bleche 5 im Stapel 3 nicht parallel zu der Achse 2 sind, sondern mit dieser einen gewissen Winkel bilden. Nach Zusammenbau des Wabenkörpers 1 verlaufen die Wellen 11 im wesentlichen schraubenförmig um die Achse 2 herum. "Im wesentlichen schraubenförmig" bedeutet hierbei, daß gewisse Abweichungen von der Schraubenlinie mit erfaßt sein sollen; u. U. können die Wellen 11 eher Linien entsprechen, die auf dem Mantel eines Kegels um dessen Achse gewunden sind. Wird der Wabenkörper 1 erhitzt, so treten in ihm mechanische Spannungen auf, da die Bleche 5, 6, 9, 10 zur Ausdehnung neigen. Die Erfindung ermöglicht es, daß der Wabenkörper sich unter thermischer Belastung durch eine Drehbewegung um die Achse 2 verformt, wobei die Bereiche des Wabenkörpers 1 in der Nähe der Achse 2 entlang dieser Achse 2 verschoben werden. Der Wabenkörper 1 kann sich also thermischen Belastungen definiert, reversibel und ohne Schädigung seiner Struktur anpassen.The intermediate layer 8 is formed from two sheets 9 and 10 lying one on top of the other. The sheets 9 and 10 are not directly fixed to each other, be it by friction or by a firm connection such as. B. a solder joint between them, but they can slide on each other. This aspect must be taken into account when soldering to one another in the honeycomb body to fix the sheets 4 , 5 , 9 and 10 ; the displaceability of the sheets 9 and 10 of the intermediate layer 8 on top of one another must also be ensured after such soldering. There are several possibilities for this: for example, before the honeycomb body 1 is assembled, the stack 3 can be provided with solder before the intermediate layer 8 is added; e.g. B. the smooth sheets 4 and / or the corrugated sheets 5 can be provided with a solder coating before the stacking of the stack. Other possibilities for ensuring the free displacement of the sheets 9 and 10 forming the intermediate layer 8 in the case of soldering or the like are explained further below. The sheets 9 and 10 forming the intermediate layer 8 have shafts 11 which, in contrast to the shafts of the corrugated sheets 5 in the stack 3, are not parallel to the axis 2 but form a certain angle with the latter. After assembly of the honeycomb body 1 , the shafts 11 run essentially helically around the axis 2 . "Essentially helical" means that certain deviations from the helix should also be included; u. U. The waves 11 may rather correspond to lines that are wound on the surface of a cone about its axis. If the honeycomb body 1 is heated, mechanical stresses occur in it, since the sheets 5 , 6 , 9 , 10 tend to expand. The invention enables the honeycomb body to be deformed under thermal load by a rotary movement about the axis 2 , the regions of the honeycomb body 1 being displaced along this axis 2 in the vicinity of the axis 2 . The honeycomb body 1 can therefore define thermal loads in a defined manner, reversibly and without damaging its structure.

Fig. 2 zeigt einen Stapel 3, dessen Aufbau nicht im einzelnen dargestellt ist und wie in Fig. 1 ausgeführt werden kann, der um eine Knicklinie 13 gefaltet ist, wobei zwischen die nach Abschluß der Faltung aufeinanderliegenden Windungsabschnitte 7 des Stapels 3 die Zwischenlage 8 aus zwei gewellten Blechen 9 und 10 eingelegt ist. Ein solcher gefalteter Stapel 3 kann dann weiter verwendet werden zum Aufbau eines Wabenkörpers nach der WO 90/03 220 A1. Ein besonderes Merkmal ist außerdem, daß die Zwischenlage 8 nicht bis zu der vorderen Stirnfläche 12 des Stapels 3, welche Stirnfläche 12 später auch einen Teil der entsprechenden Stirnfläche des Wabenkörpers bildet, reicht. Dadurch, daß die Zwischenlage 8 einen gewissen Abstand zu der Stirnfläche 12 wahrt, ist es möglich, den Wabenkörper ohne vorherige Lotbeigabe aufzubauen und anschließend von der Stirnseite 12 her mit Lot zu versehen, beispielsweise indem er in ein Bad oder Wirbelbett mit dem Lot getaucht wird. Die Distanz zwischen Stirnfläche 12 und Zwischenlage 8 ist so zu bemessen, daß eine Benetzung der Zwischenlage 8 mit Lot vermieden wird. Fig. 2 shows a stack 3 whose construction is not shown in detail and as shown in Fig. 1 may be carried out which is folded about a fold line 13, wherein between the superposed upon completion of the folding turn portions 7 of the stack 3, the intermediate layer 8 of two corrugated sheets 9 and 10 is inserted. Such a folded stack 3 can then be used to build a honeycomb body according to WO 90/03 220 A1. A special feature is also that the intermediate layer 8 does not extend to the front end face 12 of the stack 3 , which end face 12 later also forms part of the corresponding end face of the honeycomb body. Because the intermediate layer 8 maintains a certain distance from the end face 12 , it is possible to assemble the honeycomb body without adding solder beforehand and then to provide it with solder from the end face 12 , for example by immersing it in a bath or fluidized bed with the solder . The distance between the end face 12 and the intermediate layer 8 is to be dimensioned such that wetting of the intermediate layer 8 with solder is avoided.

Fig. 3 zeigt einen zweiteiligen Stapel 3, wobei zwischen dem oberen Teil und dem unteren Teil die Zwischenlage 8 eingefügt ist. Die Wellen 11 der Zwischenlage 8 sind schematisiert dargestellt; die die Zwischenlage 8 bildenden, aufeinanderliegenden Bleche sind in Fig. 3 aus Gründen der Klarheit nicht gezeichnet. Der dargestellte Stapel 3 ist geeignet, zur Bildung eines Wabenkörpers S-förmig verschlungen zu werden, wie es in der EP 02 45 737 B1 dargestellt ist. Die Verschlingung der beiden Windungsabschnitte 7 um die Knicklinien 13 hat dabei in Richtung der in Fig. 3 eingezeichneten Pfeile zu erfolgen. Die Achse des entstehenden Wabenkörpers liegt parallel zu den Knicklinien 13; aus Gründen der Einfachheit ist sie in Fig. 3 nicht dargestellt. Die Anordnung der Wellen 11 der Zwischenlage 8 muß in den beiden Windungsabschnitten 7 verschieden sein, da jeder Windungsabschnitt 7 zwar einen Umlaufsinn um die Achse definiert, wobei jedoch die Umlaufsinne der beiden Windungsabschnitte entgegengesetzt zueinander sind. Um dies zu kompensieren und in dem aufzubauenden Wabenkörper durch die Zwischenlage 8 einen einheitlichen Schraubensinn zu definieren, müssen die Wellen 11 der Zwischenlagen 8 in den beiden Windungsabschnitten 7 auch entgegengesetzt zueinander sein. Um dies in Fig. 3 zu illustrieren, ist die obere Hälfte des Stapels 3 gegenüber der Zwischenlage 8 und der unteren Hälfte des Stapels 3 nach hinten verschoben. Fig. 3 shows a two-part stack 3 , wherein the intermediate layer 8 is inserted between the upper part and the lower part. The waves 11 of the intermediate layer 8 are shown schematically; the overlying sheets forming the intermediate layer 8 are not drawn in FIG. 3 for reasons of clarity. The stack 3 shown is suitable to be entwined in an S-shape to form a honeycomb body, as is shown in EP 02 45 737 B1. The intertwining of the two winding sections 7 around the kink lines 13 must take place in the direction of the arrows shown in FIG. 3. The axis of the resulting honeycomb body is parallel to the crease lines 13 ; it is not shown in FIG. 3 for the sake of simplicity. The arrangement of the shafts 11 of the intermediate layer 8 must be different in the two winding sections 7 , since each winding section 7 defines a sense of rotation about the axis, but the sense of rotation of the two winding sections are opposite to each other. In order to compensate for this and to define a uniform screw sense in the honeycomb body to be built up by the intermediate layer 8 , the shafts 11 of the intermediate layers 8 in the two winding sections 7 must also be opposite to each other. In order to illustrate this in FIG. 3, the upper half of the stack 3 is shifted backwards relative to the intermediate layer 8 and the lower half of the stack 3 .

Fig. 4 zeigt eine alternative Möglichkeit zur Bildung eines Wabenkörpers unter S-förmiger Verschlingung eines Stapels 3. Die Zwischenlage 8 ist im dargestellten Beispiel zweiteilig, wobei der linke Teil auf dem linken Windungsabschnitt 7, der rechte Teil jedoch unter dem rechten Windungsabschnitt 7 angeordnet ist. Durch S-förmige Verschlingung des Stapels 3 um sein Zentrum 14 werden die Oberseiten und die Unterseiten der Windungsabschnitte 7 jeweils aufeinander gefaltet. Auf diese Weise kommen beide Hälften der Zwischenlage 8 jeweils zwischen zwei Windungsabschnitte 7 zu liegen. Die Wellungen der beiden Hälften der Zwischenlage 8 haben, wie dargestellt in Fig. 3 und entsprechend erläutert, einander entgegengerichtet zu sein. FIG. 4 shows an alternative possibility for forming a honeycomb body with an S-shaped interlacing of a stack 3 . In the example shown, the intermediate layer 8 is in two parts, the left part being arranged on the left turn section 7 , but the right part being arranged below the right turn section 7 . By S-shaped intertwining of the stack 3 around its center 14 , the tops and bottoms of the winding sections 7 are each folded onto one another. In this way, both halves of the intermediate layer 8 each come to lie between two winding sections 7 . The corrugations of the two halves of the intermediate layer 8 have, as shown in Fig. 3 and explained accordingly, to be opposite to each other.

Die Erfindung betrifft einen Wabenkörper mit einer Achse, in dem durch Einfügung einer in bestimmter Weise strukturierten Zwischenlage ein Schraubensinn definiert ist, bezüglich dessen unter thermischer Beanspruchung eine definierte Verformung des Wabenkörpers möglich ist, ohne daß es zu einer Schädigung seiner inneren Struktur kommt. Aus diesem Grunde ist die thermische Belastbarkeit des erfindungsgemäßen Wabenkörpers besonders hoch; sie ist im wesentlichen nur noch durch die Hochtemperaturfestigkeit der verwendeten Bleche bestimmt.The invention relates to a honeycomb body with an axis in  by inserting a structured in a certain way Liner is defined a sense of screw, with respect to which a defined deformation of the Honeycomb body is possible without causing damage its inner structure comes. For this reason it is thermal load capacity of the honeycomb body according to the invention especially high; it is essentially only through that High temperature strength of the sheets used determined.

Claims (14)

1. Wabenkörper (1) mit einer Achse (2), bestehend aus zumindest einem Stapel (3), der mindestens ein Blech (4; 5) aufweist und in dem Kanäle (6) definiert sind, die im wesentlichen parallel zu der Achse (2) ausgerichtet sind, wobei in dem Wabenkörper (1)

• a) der Stapel (3) zumindest einen Windungsabschnitt (7) aufweist, der um die Achse (2) gewunden ist;
• b) an dem Windungsabschnitt (7) zumindest eine Zwischenlage (8) anliegt, die aus zwei Blechen (9; 10) besteht, die dicht aufeinander liegen, jedoch nicht unmittelbar aneinander fixiert sind und Wellen (11) aufweisen, die nach Art einer Schraubenlinie um die Achse (2) herumgeführt sind und einen Schraubensinn definieren, der mit einem bestimmten Schraubensinn übereinstimmt.

1. honeycomb body ( 1 ) with an axis ( 2 ), consisting of at least one stack ( 3 ) which has at least one sheet ( 4 ; 5 ) and in which channels ( 6 ) are defined which are essentially parallel to the axis ( 2 ) are aligned, wherein in the honeycomb body ( 1 )

• a) the stack ( 3 ) has at least one winding section ( 7 ) which is wound around the axis ( 2 );
• b) at least one intermediate layer ( 8 ) abuts the winding section ( 7 ), which consists of two sheets ( 9 ; 10 ) which lie close to one another but are not directly fixed to one another and have shafts ( 11 ) which are in the manner of a helix are guided around the axis ( 2 ) and define a screw sense that corresponds to a certain screw sense.

2. Wabenkörper (1) nach Anspruch 1, bei dem der Stapel (3) aus zumindest einem im wesentlichen glatten Blech (4) und zumindest einem gewellten Blech (5) besteht.2. honeycomb body ( 1 ) according to claim 1, wherein the stack ( 3 ) consists of at least one substantially smooth sheet ( 4 ) and at least one corrugated sheet ( 5 ). 3. Wabenkörper (1) nach Anspruch 2, bei dem der Stapel (3) eine Mehrzahl von im wesentlichen glatten Blechen (4) aufweist, wobei zwischen jeweils zwei im wesentlichen glatten Blechen (4) ein gewelltes Blech (5) angeordnet ist.3. honeycomb body ( 1 ) according to claim 2, wherein the stack ( 3 ) has a plurality of substantially smooth sheets ( 4 ), wherein a corrugated sheet ( 5 ) is arranged between each two substantially smooth sheets ( 4 ). 4. Wabenkörper (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, der durch zwei etwa senkrecht zu der Achse (2) liegende Stirnflächen (12) begrenzt ist, und bei dem die zu der Zwischenlage (8) gehörigen Bleche (9; 10) von zumindest einer Stirnfläche (12) beabstandet sind.4. honeycomb body ( 1 ) according to any one of the preceding claims, which is bounded by two approximately perpendicular to the axis ( 2 ) end faces ( 12 ), and in which the sheet ( 9 ; 10 ) belonging to the intermediate layer ( 8 ) of at least an end face ( 12 ) are spaced. 5. Wabenkörper (1) nach Anspruch 4, bei dem die zur Zwischenlage (8) gehörigen Bleche (9; 10) von jeder Stirnfläche (12) beabstandet sind. 5. honeycomb body ( 1 ) according to claim 4, wherein the sheet ( 9 ; 10 ) belonging to the intermediate layer ( 8 ) are spaced from each end face ( 12 ). 6. Wabenkörper (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die zur Zwischenlage (8) gehörigen Bleche (9; 10) einander zugewandte Seiten haben und zumindest eine dieser Seiten mit einem hochtemperaturfesten Isolierstoff beschichtet ist.6. honeycomb body ( 1 ) according to any one of the preceding claims, wherein the sheets ( 9 ; 10 ) belonging to the intermediate layer ( 8 ) have mutually facing sides and at least one of these sides is coated with a high-temperature-resistant insulating material. 7. Wabenkörper (1) nach Anspruch 6, wobei der Isolierstoff ein keramischer Stoff, insbesondere ein oxidkeramischer Stoff, ist.7. honeycomb body ( 1 ) according to claim 6, wherein the insulating material is a ceramic material, in particular an oxide ceramic material. 8. Wabenkörper (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem

• a) der Stapel (3) zwei Windungsabschnitte (7) aufweist, die durch Falten des Stapels (3) um eine Knicklinie (13) parallel zu der Achse (2) übereinander angeordnet sind;
• b) die Zwischenlage (8) zwischen den Windungsabschnitten (7) liegt.

8. honeycomb body ( 1 ) according to any one of the preceding claims, in which

• a) the stack ( 3 ) has two winding sections ( 7 ) which are arranged one above the other by folding the stack ( 3 ) around a fold line ( 13 ) parallel to the axis ( 2 );
• b) the intermediate layer ( 8 ) lies between the winding sections ( 7 ).

9. Wabenkörper (1) nach Anspruch 8, bei dem zumindest drei Stapel (3) vorhanden sind.9. honeycomb body ( 1 ) according to claim 8, in which at least three stacks ( 3 ) are present. 10. Wabenkörper (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem

• a) der Stapel (3) zwei Windungsabschnitte (7) aufweist, die S-förmig verschlungen sind;
• b) zwischen den Windungsabschnitten (7) jeweils eine Zwischenlage (8) liegt.

10. honeycomb body ( 1 ) according to one of claims 1 to 7, in which

• a) the stack ( 3 ) has two winding sections ( 7 ) which are intertwined in an S-shape;
• b) there is an intermediate layer ( 8 ) between the winding sections ( 7 ).

11. Wabenkörper (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem

• a) der Stapel (3) einen spiralförmig um die Achse (2) aufgewickelten Windungsabschnitt (7) aufweist, wobei radial bezüglich der Achse (2) mehrere Schichten gebildet sind;
• b) zwischen jeweils zwei Schichten eine Zwischenlage (8) angeordnet ist.

11. honeycomb body ( 1 ) according to one of claims 1 to 7, in which

• a) the stack ( 3 ) has a winding section ( 7 ) wound spirally around the axis ( 2 ), several layers being formed radially with respect to the axis ( 2 );
• b) an intermediate layer ( 8 ) is arranged between each two layers.

12. Wabenkörper (1) nach einem der Ansprüche 10 oder 11, bei dem ein Stapel (3) vorhanden ist.12. honeycomb body ( 1 ) according to one of claims 10 or 11, in which a stack ( 3 ) is present. 13. Verwendung eines Wabenkörpers (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche als Träger für einen Katalysator.13. Use of a honeycomb body ( 1 ) according to one of the preceding claims as a support for a catalyst. 14. Verwendung eines Wabenkörpers (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 zur Herstellunq einer Abgasanlage für eine Brennkraftmaschine.14. Use of a honeycomb body ( 1 ) according to one of claims 1 to 12 for manufacturing an exhaust system for an internal combustion engine.