DE4243079C2 - Wabenkörper und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Wabenkörper und Verfahren zu seiner Herstellung

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Description

Die Erfindung betrifft einen Wabenkörper, der als Katalysator- Träger oder Rußfilter eingesetzt wird, mit glatten sowie zumindest teilweise strukturierten und wechselweise geschichteten Metallfolien, die unter Bildung mindestens eines Stapels in ein Mantelrohr gepackt sind, wie er im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 beschrieben ist. Die Erfindung betrifft ferner ein Herstellungsverfahren für den Wabenkörper gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 8.
Bei derartigen Wabenkörpern zur Verwendung als Katalysator­ träger bestehen die Metallfolien üblicherweise aus zunder­ beständigen Materialien, wie Chrom-Aluminium-Stahl mit An­ teilen an reaktiven Elementen, wie beispielsweise Cer-Mischmetall, Zr, Ti, Ca und Mg. Darauf wird nach einer Voroxidation eine Überzugsschicht aus γ-Al₂O₃ porös abgeschieden, gesintert und abschließend mit Edelmetallsalzen und Zu­ sätzen imprägniert und wärmebehandelt.
Ein gattungsgemäßer Wabenkörper ist aus DE-G 89 08 738 be­ kannt. Hierbei verlaufen die Metallfolien vom Mittelpunkt des Mantelrohres aus spiralförmig und ihre äußeren Enden sind am Mantelrohr abgestützt. Mangels ausreichender Ver­ steifung des Wabenkörpers besteht die Gefahr, daß die Me­ tallfolien im Abgasstrom mitschwingen. Die Konstruktion des Mittelpunktes wird weder dargestellt noch beschrieben. Ferner ist aus der EP 0 245 737 B1 bekannt, einen Stapel aus wechselweise geschichteten glatten und strukturierten Metallfolien um zwei Fixpunkte so zu verwinden, daß eine etwa S-förmige Konfiguration erzeugt wird.
In der EP 0 332 891 B1 wird eine ähnliche Wickeltechnik unter Verwendung von mindestens vier Fixpunkten beschrieben, wel­ che dazu dienen soll, den Wabenkörper gegen Ausstülpen in Richtung des Abgases fester zu gestalten.
Ferner werden gemäß der EP 0 245 738 B1 zur Versteifung des Waben­ körpers Trenn- und Tragwände vom Mantel her in den Träger eingebaut. Als nachteilig ist hier der relativ komplizierte Fertigungsvorgang anzusehen.
Aus der DE 37 43 723 C1 ist ein weiterer gattungsgemäßer Trag­ körper bekannt, bei dem gestapelte, gewellte oder glatte Me­ tallbänder gewickelt werden, in einem Mantelrohr hülsenartig an­ geordnet und mit diesem fest verbunden werden. Es soll hierbei die radiale Dehnbarkeit des Tragkörpers verbessert werden, wobei aber insgesamt dadurch die Stabilität nicht wesentlich verbessert wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen in sich sehr stabilen Wabenkörper der eingangs genannten Art sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung zu schaffen, welcher zuverlässig gegen Dauerschwingbruch von Löt- oder Schweißverbindungen geschützt ist, insbesondere der Löt- oder Schweißverbindung zwischen den Metallfolien und dem Mantelrohr.
Diese Aufgabe wird vorrichtungsmäßig mit den in Anspruch 1 und verfahrensmäßig mit den in Anspruch 8 beschriebenen Merkmalen gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Ein Grundgedanke der Erfindung besteht darin, einen in axialer Richtung steiferen Wabenkörper zu schaffen, indem der Wabenkörper mindestens eine ummantelte spiralförmige Schichtung der Metallfolien aufweist, wobei im Fixpunkt der Spirale die Me­ tallfolien flächig aufeinanderliegend miteinander verbunden sind. Die kompakte Schichtung im betreffenden Verbundbereich der Folien entsteht durch Streckung der strukturierten Metallfolien oder sie weisen von vornherein ungeprägte Bereiche auf. Diese Verbindung kann in einem einzigen Arbeitsgang durch die Verpres­ sung und ggf. gleichzeitige Streckung der perforierten Metallfo­ lien zusammen mit dem Schweißen oder Löten hergestellt werden. Im Verbundbereich wird zur Versteifung zusätzlich ein Blech­ streifen eingelegt und mit verlötet oder verschweißt. In einem einzigen weiteren Arbeitsgang wird die Spiralform durch Winden (Wickeln mit wenigen Teilen einer Umdrehung) erzeugt. Das Über­ raschende ist, daß sich im flachgedrückten Verbundbereich der Metallfolien eine so dichte Packung herstellen läßt, daß sich im anschließenden Beschichtungsvorgang keine größere An­ sammlung der Überzugsschicht bildet, die ineffektiv Edelmetall aufnehmen würde, ohne vom Abgas beströmt zu werden und einen Reinigungseffekt herbei­ zuführen. Als weiterer Vorteil der Erfindung ergibt sich auf­ grund der steiferen Anordnung der Metallfolien im Mantelrohr ei­ ne Verschiebung der Eigenfrequenz der axialen Schwingungen des Körperinneren zu höheren Werten. Außerdem hat die Erfindung den Vorteil, daß jede Form eines Strömungsquerschnittes auf einfache Weise durch Abstimmung der Folienlängen hergestellt werden kann.
Versuche, bei welchen der Wabenkörper in axialer Richtung mit einer Prüfkraft beaufschlagt wurde, haben gezeigt, daß die Steifigkeit der Wabenkörper in der folgenden Reihenfol­ ge zunimmt:
  • 1. Spiralförmig gewickelter Wabenkörper aus einer einzigen Lage, d. h. mit jeweils einer einzigen ebenen und einer gewellten Metallfolie;
  • 2. Wabenkörper gemäß Fig. 2 der EP 0 245 737 B1;
  • 3. Erfindungsgemäßer Wabenkörper mit einer zentrischen Verbindung, in welcher die zugehörigen Verbundbereiche der Folien flächig aufeinanderliegen, die Folien ferner spiralförmig verwunden sind und an ihren äußeren Enden mit einem Mantelrohr verbunden sind, wobei zusätzlich ein Draht- oder Blechstreifen zur Versteifung eingelegt und mit­ verschweißt wird, entsprechend Fig. 1.
Bei allen drei Versuchskörpern wurden Körperdurchmesser (70 mm), Körperlänge (74,5 mm), Mantelrohr (1,5 mm Wanddicke), Chromstahl, Lötbedingungen (1200 Grad C im Hochvakuum) und Lot konstant gehalten.
Die Steifheit des Wabenkörpers läßt sich gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung dadurch erhöhen, daß der im verlöte­ ten bzw. verschweißten Verbundbereich zusätzlich eingelegte oder verschweißte Draht- oder Blechstreifen so lang ist, daß er am Ein­ laß- und Auslaßende des Mantelrohres verschweißt werden kann, so daß er möglichst wenig von der Körperachsrichtung abweicht.
Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, eine besonders dichte Anordnung der Metallfolien dadurch zu errei­ chen, daß die Metallfolien spiralartig verwunden sind, und daß mindestens eine, ggf. dickere oder mehrere glatte Metallfo­ lien um die freien Enden der anderen Metallfolien zur Bildung des Mantelrohrs herumgeführt und mit einer axialen Schweiß- oder Lötnaht mit sich selbst verschweißt ist. Dadurch wird auch die gesonderte Herstellung des Mantelrohrs eingespart.
Eine alternative Weiterbildung der Erfindungsaufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Wabenkörper dadurch erreicht, daß zwei Stapel von Metallfolien vorhanden sind, bei welchen die zu­ gehörigen Metallfolien in einem Verbundbereich flächig aufeinan­ der liegend miteinander verbunden sind, daß die Metallfolien ei­ nes jeden Stapels ausschließlich nach einer Seite bezüglich des betreffenden Verbundbereiches hin verlaufen und eine Hälfte des Metallrohres einnehmen, daß die beiden Stapel in Umfangsrichtung des Mantelrohres hintereinander liegen, wobei die freien Enden der Metallfolien des einen Stapels im Bereich der Verbindungs­ stelle des anderen Pakets zu liegen kommen, und daß die Verbin­ dungsstellen beider Stapel über ein Mittelblech fest miteinander verbunden sind. Das Mittelblech ist in die Verbundbereiche der beiden Stapel integriert und mit einer Schweißverbindung gehal­ ten. Damit lassen sich auf besonders einfache Weise ovale oder elliptische Wabenkörper herstellen, wobei die Formgebung durch Umbiegen je eines Pakets und eine entsprechende Längenanpassung der Metallfolien erfolgt.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des erfindungs­ gemäßen Wabenkörpers, weist dieser zwei gegensinnig gewölbte Stapel von Metallfolien auf, wobei jeweils ein Stapel eine Hälfte des Mantelrohrquerschnittes einnimmt. Die strukturierten Metallfolien eines Stapels weisen, an beiden in Achsrichtung des Mantelrohres verlaufenden Seiten, jeweils einen flachgedrückten Verbundbereich auf. In diesem Verbundbereich liegen sie flächig an den benachbarten Metallfolien unter Bildung einer kompakten Schichtung an und bilden zwei seitliche axiale Verbundbereiche. Diese Verbundbereiche sind zwischen Flanschen von zwei das Man­ telrohr bildenden Halbschalen gehalten.
Bei einer besonders bevorzugten Form des Wabenkörpers werden die Metallfolien in der Art eines Zwickels, d. h. mit sich kontinu­ ierlich verringerndem Abstand, an die Verbundbereiche hingeführt, wobei die Höhen der einzelnen strukturierten Metallfolien in Abhängigkeit von ihrer Länge und Lage innerhalb der Stapel in den Zwickelbereichen an die Querschnittsform des Wabenkörpers angepaßt sind.
Es ist besonders vorteilhaft, daß bei einer weiteren Ausführung des Wabenkörpers die Metallfolien im wesentlichen mit gleichem Abstand zueinander verlaufen und jeweils mit axialen Knickstel­ len versehen sind, an welchen sie übergangslos in eine parallele Ausrichtung umgelenkt werden, welche in die Verbindungspunkte übergehen und daß die strukturierten Metallfolien im Bereich dieser parallelen Ausrichtungen flach gedrückt sind.
Aufgrund der parallel verlaufenden flächig aneinander liegenden Bereiche die mit zunehmender Nähe zum Mantelrohr immer dicker gepackt werden, bilden sich kompakte Bereiche.
In den nachfolgenden fünf in der Zeich­ nung dargestellten Beispielen zeigen schematisch
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines ersten Waben­ körpers;
Fig. 2 bis 4 eine Draufsicht auf den Querschnitt jeweils eines weiteren Wabenkörpers;
Fig. 5 die Herstellung eines weiteren Wabenkörpers.
Ein erster Wabenkörper gemäß der Fig. 1 umfaßt ein Mantelrohr 10 mit kreisrundem Querschnitt, bestehend aus zwei Halb­ schalen 11, 12, die an zwei achsparallelen Flanschen 13, 14 miteinander verschweißt sind. Im Mantelrohr 10 befindet sich ein dicht gepackter Stapel 17 von glatten Metallfolien 15 und rillenförmig strukturierten Metallfolien 16, die wechselweise geschichtet sind. Durch die strukturierten Me­ tallfolien 16 zwischen den glatten Metallfolien 15 wird ei­ ne Vielzahl in Achsrichtung verlaufender durchströmbarer Kanäle gebildet.
Die Metallfolien 15, 16 sind um den Rohrmittelpunkt spi­ ralförmig gewunden, wobei ihre äußeren Ränder am Mantelrohr 10 anliegen. Die Metallfolien sind in einem Verbundbereich 18 allesamt flach und, miteinander verschweißt oder verlötet.
In dem dargestellten Beispiel befindet sich im Verbundbe­ reich 18 ein in Achsrichtung verlaufender Blechstreifen, 19, der so lang ist, daß er an einem Einlaß- und Auslaßko­ nusende (nicht dargestellt) des Mantelrohrs 10 verschweißt werden kann, so daß er möglichst wenig von der Körperachs­ richtung abweicht. Der Blechstreifen 19 versteift und sta­ bilisiert den Verbundbereich 18. Grundsätzlich kann an Stelle des Blechstreifens, eine andere Verstärkung, bei­ spielsweise ein Draht, vorgesehen sein.
Als Material für die Verstärkung eignet sich vorzugsweise ein Chrom-Nickel-Stahl mit vollaustenitischem Gefüge, um eine hohe Warmfestigkeit zu erhalten.
Wie die Fig. 1 in starker Vergrößerung veranschaulicht, weisen die strukturierten Metallfolien 16 im Verbundbereich 18 jeweils einen mittigen, in Achsrichtung verlaufenden, flach gedrückten Verbundbereich 20 auf, welcher großflächig an den betreffenden mittigen Bereichen der benachbarten glatten Metallfolien 15 an­ liegt. Auf diese Weise entsteht zu beiden Seiten des Blechstrei­ fens 19 eine kompakte Blechschichtung, die ferner durch das Lötmaterial bzw. durch die Schweißung verstärkt ist. Die Breite des Blechstreifens 19 und der anliegenden Verbundbereiche 20 ist so gewählt, daß sie der Höhe der geprägten Wellenstruktur der Metallfolien 16 entspricht, um im Verbundbereich 18 keine zu großen Kanäle zu erhalten. Die Verschweißung der Metallfolien, 15, 16 miteinander und am Blechstreifen 19 erfolgt vorzugsweise durch Punktschweißen. Der aus der Streckung der strukturierten Metallfolien 16 und anschließender Verpressung und Verbindung mit den übrigen Metallfolien und dem Blechstreifen 19 entstehen­ de Verbundbereich 18 ist so dicht und kompakt, daß keine Hohl­ räume vorhanden sind, die im anschließenden Beschichtungsprozeß wesentliche Ansammlungen der Überzugsschicht bilden können.
Das in der Fig. 2 dargestellte Beispiel eines weiteren Waben­ körpers unterscheidet sich vom Beispiel gemäß der Fig. 1 durch die Ausbildung des Mantelrohrs 21. Es wird hier durch eine besonders lange, glatte Metallfolie 22 gebildet, deren Län­ ge so bemessen ist, daß sie unter Bildung des Mantel­ rohrs 21 mehrfach um den Außenumfang des Stapels 17 herum­ geführt ist. Das freie Ende der glatten Metallfolie 22 ist in einer axialen Schweißnaht 23 mit sich selbst verbunden.
Beim Beispiel eines Wabenkörpers gemäß der Fig. 3 wird ein Man­ telrohr 26 aus zwei verschweißten flachen Halbschalen 24, 25 gebildet. Im Innern sind bei diesem Beispiel zwei Stapel 27, 28 aus wechselweise geschichteten glatten Metallfolien 15 und strukturierten Metallfolien 16 angeordnet. Jeder der Stapel 27, 28 weist einen separaten Verbundbereich 29, 30 auf, die sinngemäß wie der Verbundbereich 18 gemäß der Fig. 1 ausgebildet sind. Sie liegen bezüglich des Mantelrohr-Mittel­ punktes symmetrisch im Mantelrohr 26 und seitlich leicht ver­ setzt zur Hauptquerachse des Mantelrohres 26. Die von den Ver­ bundbereichen 29, 30 ausgehenden Metallfolien 15, 16 erstrecken sich in einer Richtung vom zugehörigen Verbundbereich 29 bzw. 30 im wesentlichen innerhalb der zugehörigen Halbschale 24 bzw. 25 und enden im Bereich der Verbundstelle des jeweils anderen Sta­ pels. Zum Ausfüllen der vorhandenen Hohlräume sind die einzelnen Metallfolien 15, 16 und 15′, 16′ unterschiedlich lang, d. h. die im äußeren Umfangsbereich liegenden Metallfolien sind länger als die im Inneren des Mantelrohres 26 liegenden Metallfolien. Die beiden Verbundbereiche 29, 30 sind über ein Mittelblech 31 fest miteinander verbunden, wobei das Mittelblech 31 in die Verbund­ bereiche 29, 30 integriert und mit einer Schweißverbindung ge­ halten ist.
Wie die Fig. 3 deutlich zeigt, eignet sich diese Ausbildungsform zur besonders einfachen Herstellung von ovalen oder elliptischen Wabenkörpern, indem die Metallfolien 15, 16 bzw. 15′, 16′ zu­ nächst radial von den Verbundbereichen 29, 30 ausgehen und sie für die endgültige Anordnung nach einer Seite umgelegt werden.
Das Beispiel eines Wabenkörpers gemäß der Fig. 4 weist ähnlich wie das Beispiel gemäß der Fig. 3 zwei elliptische Halbschalen 24, 25 auf. Im Unterschied zum vorstehenden Beispiel sind die Metallfo­ lien 15, 16 in ihren gegenüberliegenden seitlichen Rändern je­ weils zwischen den Flanschen 13, 14 der Halbschalen 24, 25 ge­ halten und verschweißt. Die strukturierten Metallfolien 16 sind also im Unterschied zu den vorstehenden Beispielen in zwei ge­ genüberliegenden axialen Randbereichen flach gepreßt und mit den übrigen Metallfolien 15, 16 großflächig unter Bildung zweier dichter Packungen miteinander verbunden und am Mantelrohr 26 fi­ xiert.
Die Metallfolien 15, 16 bilden zwei gegensinnig gewölbte Stapel 32, 33, wobei jeweils einer der Stapel 32, 33 eine Hälfte des Mantelrohrquerschnitts einnimmt. Der Abstand der Metallfolien 15, 16 nimmt in der Art eines Zwickels mit zunehmender Annähe­ rung an die Verbundbereiche 29, 30 ab. Entsprechend sind die Höhen der strukturierten Metallfolien 16 in Abhängigkeit von ihrer Länge und Lage innerhalb der Stapel 32, 33 in den Zwickel­ bereichen an die Querschnittsformen des Wabenkörpers angepaßt.
In der Fig. 5 ist der Aufbau eines weiteren Wabenkörpers in einer Abschlußphase des Herstellungsverfahrens veranschaulicht, bei welchem nachteilige Ansammlungen der Überzugsschicht vermieden werden. Die Figur zeigt in der Mitte einen vollständig dargestellten Waben­ körper mit zwei flachen Halbschalben 24, 25 als Mantelrohr 26 sowie links und rechts jeweils einen teilweise dargestellten Wa­ benkörper gleicher Bauart. Alle Wabenkörper sind in diesem Ver­ fahrensstadium noch miteinander verbunden. Sie werden in einem abschließenden Verfahrensschritt entlang der strichpunktierten Linien durch mittige Trennung der Verbundbereiche 29, 30 vonein­ ander getrennt.
Die dargesellte Konfiguration erhält man dadurch, daß die ent­ sprechende Anzahl von glatten Metallfolien 15 und strukturierte Metallfolien 16 für eine Vielzahl von Wabenkörpern geschichtet und in den Verbundbereichen 29,30 punktverschweißt werden. Ab­ schließend werden vorgeprägte Bleche als obere und untere Man­ telhälften 34, 35 von oben und unten aufgelegt und es erfolgt eine Verschweißung in den Verbundbereichen 29, 30, bevor man die einzelnen Wabenkörper axial trennt. Die Trennungsstellen können auch anschließend zur besseren Verbindung von außen verschweißt oder verlötet werden.
Der dargestellte Wabenkörper unterscheidet sich von dem in der Fig. 4 veranschaulichten Wabenkörper durch die Ausformung der Metall­ folien 15, 16 soweit der Übergang aus den Verbundbereichen 29, 30 in die gegensinnig gewölbten Stapel 36, 37 betroffen ist. Die Metallfolien 15, 16 verlaufen hierbei im wesentlichen parallel zueinander, soweit der konkave Anteil betroffen ist. Als Über­ gang in die Verbundbereiche 29, 30 sind die Metallfolien 15, 16 jeweils mit zwei axialen Knickstellen 38, 39 versehen, an wel­ chen sie in die Verbundbereiche 29, 30 umgelenkt werden. Die strukturierten Metallfolien 16 sind zwischen diesen Knickstellen 38, 39 und den Verbundbereichen 29 bzw. 30 flach oder flachge­ drückt. Im Ergebnis werden im Anschluß an die Verbundbereiche 29, 30 nach innen baumartig verzweigende, dicht gepackte, groß­ flächig aneinanderliegende Metall-Lagen gebildet. Diese kompak­ ten Bereiche werden mit zunehmender Nähe zum Mantelrohr immer dicker und bilden Kühlrippen, über welche im Betrieb des Wa­ benkörpers in der Auspuffanlage eines Kraftfahrzeugs Wärme nach außen abgeleitet wird.
Diese Ausführungsform ist besonders für die Reinigung des Abga­ ses von Zwei-Takt-Motoren geeignet, bei welchen sehr hohe Abgas­ temperaturen auftreten.

Claims (8)

1. Wabenkörper, der als Katalysatorträger oder Rußfilter eingesetzt wird, mit glatten sowie zumindest teilweise strukturierten und wechselweise geschichteten Metallfo­ lien, die unter Bildung zumindest eines Stapels in ein Metallrohr gepackt sind, wobei die strukturierten Me­ tallfolien eines Stapels zumindest einen flach­ gedrückten, in Achsrichtung des Metallrohres verlaufen­ den Verbundbereich aufweisen und wobei sie in diesem Verbundbereich flächig an den benachbarten Metallfolien unter Bildung einer kompakten Schichtung anliegen und einen axialen Verbundbereich bilden, dadurch gekennzeichnet, daß sie in diesem Verbundbereich (18, 29, 30) durch Schweißen oder Löten miteinander fest verbunden sind und daß im Verbundbereich (18, 29, 30) zusätzlich ein Draht- oder Blechstreifen (19) zur Versteifung eingelegt und mitverlötet oder -verschweißt wird.
2. Wabenkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Draht- oder Blechstreifen (19) so lang ist, daß er am Einlaß- und Auslaßende des Mantelrohres (10, 21, 26) unter möglichst geringer Abweichung von der Körper­ achsrichtung befestigt ist.
3. Wabenkörper nach den Ansprüchen 1 oder 2, wobei die Metallfolien spiralartig verwunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere glatte Metallfolien (22) um die freien Enden der anderen Metallfolien (15, 16) zur Bil­ dung des Mantelrohres (21) herumgeführt und im Falle ei­ ner Metallfolie diese mit einer axialen Löt- oder Schweißnaht (23) mit sich selbst verschweißt sind.
4. Wabenkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Stapel (27, 28) vorhanden sind, bei welchen die zugehörigen Metallfolien (15, 16; 15′, 16′) jeweils ei­ nen Verbundbereich (18, 19) aufweisen, daß die Metallfo­ lien eines jeden Stapels (27, 28) ausschließlich nach einer Seite bezüglich des betreffenden Verbundbereichs (29, 30) hin verlaufen und eine Hälfte des Metallrohres (26) einnehmen, daß die zwei Stapel (27, 28) in Umfangs­ richtung des Mantelrohres (26) hintereinander liegen, wobei die freien Enden der Metallfolien (15, 16) des ei­ nen Stapels bis zum anderen Stapel geführt sind, daß die Verbundbereiche (29, 30) beider Stapel (27, 28) über ein Mittelblech (31) fest miteinander verbunden sind und daß das Mittelblech in die Verbundbereiche (29, 30) der bei­ den Stapel (27, 28) integriert und mit einer Schweißver­ bindung gehalten ist.
5. Wabenkörper nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallfolien (15, 16) in zwei gegensinnig gewölbten Stapeln (32, 33) angeordnet sind, wobei je­ weils einer der Stapel (32, 33) eine Hälfte des Mantel­ rohrquerschnitts einnimmt, daß die strukturierten Me­ tallfolien (16) eines Stapels (32, 33) an beiden in Achsrichtung des Mantelrohres verlaufenden Seiten je­ weils einen flachgedrückten Verbundbereich (20) aufwei­ sen, daß sie in diesen Verbundbereich (20) flächig an den benachbarten Metallfolien unter Bildung einer kompakten Schichtung anliegen und zwei seitliche axiale Verbundbereiche (29, 30) bilden und daß die Verbundbe­ reiche (29, 30) zwischen Flanschen (13, 14) von zwei das Mantelrohr (26) bildenden Halbschalen (24, 25) gehalten sind.
6. Wabenkörper nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Metallfolien (15, 16) in der Art ei­ nes Zwickels mit zunehmender Annäherung an die Verbund­ bereiche (29, 30) abnimmt und daß der Abstand durch die Höhen der strukturierten Metallfolien (16) in Abhängig­ keit von ihrer Länge und Lage innerhalb der Stapel (32, 33) in den Zwickelbereichen an die Querschnittsform des Wabenkörpers angepaßt sind.
7. Wabenkörper nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallfolien (15, 16) parallel zueinander ver­ laufen, soweit der konkave Anteil betroffen ist, und daß sie als Übergang in die Verbundbereiche (29, 30) jeweils mit zwei axialen Knickstellen (38, 39) versehen sind, an welchen sie unter Bildung von dicht gepackten, groß flächig aneinanderliegenden Metall-Lagen parallel zu­ einander ausgerichtet werden, so daß mit zunehmender Nähe zum Mantelrohr dicker werdende, kompakte Bereiche gebildet werden.
8. Verfahren zur Herstellung eines Wabenkörpers nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß vorgeformte glatte und strukturierte Metallfolien (15, 16) wechselweise geschichtet oder gestapelt werden, wobei mehrere miteinander verbundene Wabenkörper neben­ einander zu liegen kommen und die Verbindung benach­ barter Wabenkörper über gemeinsame Verbundbereiche er­ folgt, daß diese gemeinsamen Verbundbereiche gepreßt und verschweißt werden, daß je ein oberes und ein unteres Blech, worin Mantelhälften für die Wabenkörper ausge­ formt sind, aufgebracht werden und dieses Blech in den Verbundbereichen verschweißt wird und daß die einzelnen Wabenkörper mittig in den Verbundbereichen getrennt wer­ den.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19646242A1 (de) * 1996-11-08 1998-05-14 Emitec Emissionstechnologie Katalytischer Konverter für einen Kleinmotor

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19704690A1 (de) * 1997-02-07 1998-08-13 Emitec Emissionstechnologie Wabenkörper mit abgeflachtem Querschnittsbereich
US6109386A (en) * 1998-02-03 2000-08-29 Emitec Gesellschaft Fuer Emissionstechnologie Mbh Honeycomb body with a flattened cross-sectional region and a method for producing the honeycomb body
JP4112668B2 (ja) * 1998-03-30 2008-07-02 本田技研工業株式会社 金属製触媒担体の製造方法及び金属製触媒担体
DE19922358C1 (de) * 1999-05-14 2001-01-25 Helmut Swars Wabenkörper
DE10345910A1 (de) * 2003-10-02 2005-04-21 Emitec Emissionstechnologie Verfahren zur Herstellung eines metallischen Wabenköpers mit einer Lagenlängendifferenz

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3760478D1 (en) * 1986-05-12 1989-09-28 Interatom Metallic catalyst carrier whose layers constitute an involute surface
DE3743723C1 (de) * 1987-12-23 1989-04-20 Sueddeutsche Kuehler Behr Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Traegerkoerpers fuer einen katalytischen Reaktor

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19646242A1 (de) * 1996-11-08 1998-05-14 Emitec Emissionstechnologie Katalytischer Konverter für einen Kleinmotor
DE19646242C2 (de) * 1996-11-08 2001-02-22 Emitec Emissionstechnologie Katalytischer Konverter für einen Kleinmotor

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