DE4306053C2 - Abgasreinigungseinrichtung und Verfahren zu deren Herstellung - Google Patents

Abgasreinigungseinrichtung und Verfahren zu deren Herstellung

Info

Publication number
DE4306053C2
DE4306053C2 DE4306053A DE4306053A DE4306053C2 DE 4306053 C2 DE4306053 C2 DE 4306053C2 DE 4306053 A DE4306053 A DE 4306053A DE 4306053 A DE4306053 A DE 4306053A DE 4306053 C2 DE4306053 C2 DE 4306053C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
core
web
section
exhaust gas
housing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE4306053A
Other languages
English (en)
Other versions
DE4306053A1 (en
Inventor
Toshikazu Fujikura
Shin-Ichi Nigorikawa
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sankei Giken Kogyo Co Ltd
Original Assignee
Sankei Giken Kogyo Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sankei Giken Kogyo Co Ltd filed Critical Sankei Giken Kogyo Co Ltd
Publication of DE4306053A1 publication Critical patent/DE4306053A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE4306053C2 publication Critical patent/DE4306053C2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/9445Simultaneously removing carbon monoxide, hydrocarbons or nitrogen oxides making use of three-way catalysts [TWC] or four-way-catalysts [FWC]
    • B01D53/9454Simultaneously removing carbon monoxide, hydrocarbons or nitrogen oxides making use of three-way catalysts [TWC] or four-way-catalysts [FWC] characterised by a specific device
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/944Simultaneously removing carbon monoxide, hydrocarbons or carbon making use of oxidation catalysts
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D53/00Making other particular articles
    • B21D53/88Making other particular articles other parts for vehicles, e.g. cowlings, mudguards
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28Construction of catalytic reactors
    • F01N3/2803Construction of catalytic reactors characterised by structure, by material or by manufacturing of catalyst support
    • F01N3/2807Metal other than sintered metal
    • F01N3/281Metallic honeycomb monoliths made of stacked or rolled sheets, foils or plates
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2330/00Structure of catalyst support or particle filter
    • F01N2330/02Metallic plates or honeycombs, e.g. superposed or rolled-up corrugated or otherwise deformed sheet metal
    • F01N2330/04Methods of manufacturing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2330/00Structure of catalyst support or particle filter
    • F01N2330/30Honeycomb supports characterised by their structural details
    • F01N2330/40Honeycomb supports characterised by their structural details made of a single sheet, foil or plate
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49345Catalytic device making
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49398Muffler, manifold or exhaust pipe making

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft eine Abgasreinigungseinrichtung zum Fördern der Oxidation eines von einem Verbrennungsmotor mit innerer Verbrennung kommenden Abgases, und ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Abgasreinigungseinrichtung. Insbesondere geht es um eine Abgasreinigungsvorrichtung des Typs, der einen mit einem Katalysatormaterial versehenen Kern in Honigwabenstruktur aufweist.
Es ist übliche Praxis bei einem Verbrennungsmotor mit innerer Verbrennung, beispielsweise einem üblichen Kraftfahrzeug- Verbrennungsmotor, in einem Auspuffrohr oder einem Schall­ dämpfer, der Teil der Abgasanlage des Motors ist, eine Abgas­ reinigungseinrichtung, einen sogenannten Katalysator, anzu­ bringen. Der Katalysator fördert die Oxidation der von dem Motor kommenden Abgase, um Kohlenmonoxid, Kohlenwasserstoffe und andere in dem Abgas enthaltene toxische Elemente zu ver­ ringern. Ein typischer herkömmlicher Katalysator besitzt ein Metallgehäuse und einen darin aufgenommenen Metallkern mit Honigwabenstruktur. Das Gehäuse wird in der Abgasanlage des Motors befestigt, und ist zum Beispiel Teil eines Abgas­ rohrs oder Teil eines Schalldämpfers.
Insbesondere besitzt der Kern des an dem Fahrzeug angebrachten Katalysators ein flaches Metallblech und ein über diesem flachen Blech liegendes gewelltes Metallblech. Beide Bleche werden von einem Kernmetall gehalten und dann nacheinander aufgerollt, um eine Honigwabenstruktur zu erhalten. Das Prob­ lem bei einem solchen Aufbau besteht jedoch darin, daß sich die zwei Bleche relativ zueinander verschieben, wenn damit begonnen wird, sie auf dem Kernmetall aufzuwickeln. Diese relative Verschiebung der Bleche überträgt sich direkt in eine Verformung der Honigwabenstruktur. Das heißt, es ist wahrscheinlich, daß der Honigwaben-Kern an kritischen Struk­ turdefekten leidet, beispielsweise eingefallene Wellen und Spalte. Solche Defekte stellen möglicherweise eine Ursache für unregelmäßige Spannungen in der Honigwabenstruktur dar. Wird ein Kern mit derartigen Defekten bei einem Motorrad oder einem ähnlichen Kraftfahrzeug eingesetzt, zerfällt er, verliert die Form oder wird anderweitig altersbedingt ver­ verformt. Dies verschärft nicht nur die baulichen Defekte, sondern senkt häufig auch noch die Reinigungsfähigkeit des Katalysators.
Angesichts der oben aufgezeigten Umstände ist in der japanischen Gebrauchsmuster-Offenlegungsschrift JP 01-163437 U ein Katalysator vorgeschlagen, bei dem eine Honigwabenstruktur dadurch erhalten wird, daß das Ende eines gewölbten Blechs und dasjenige eines Flachblechs zur Anlage miteinander ge­ bracht werden und die anliegenden Enden durch Punktschweißung oder ähnliches miteinander verbunden werden. Obschon hier­ durch die speziellen, oben beschriebenen Probleme bei den herkömmlichen Kernen beseitigt oder teilweise gemildert werden, ist diese Vorgehensweise nicht praktikabel ohne die Verwendung zweier unterschiedlicher Blecharten, nämlich des gewellten Blechs und des Flachblechs. Außerdem ist ein besonderer Ar­ beitsschritt zur Ausführung der Punktschweißung erforderlich. Darüberhinaus ist ein schwieriger und mühseliger Arbeits­ vorgang notwendig, um die beiden Bleche miteinander zur Anlage zu bringen und aneinander zu befestigen, wobei die beiden Teile korrekt miteinander ausgerichtet sein müssen. Sind die beiden Bleche nicht miteinander ausgerichtet, erhält der Honigwabenkern die Form einer Schnecke oder einen ähnlichen unvollkommenen Aufbau.
Ähnliche Probleme treten auch dann auf, wenn - wie in DE 24 15 452 A1 - ein einziges Blech mit einem glatten und einem gewellten Abschnitt an der Grenze zwischen dem glatten und dem gewellten Abschnitt gefaltet und dann aufgerollt wird.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Abgasreinigungs­ anlage, die zuverlässig arbeitet und darüberhinaus eine ver­ ringerte Anzahl von Teilen aufweist und zur Herstellung eine relativ geringe Anzahl von Produktionsschritten erfordert.
Außerdem soll ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Abgasreinigungseinrichtung angegeben werden.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die in den Ansprüchen ange­ gebenen kennzeichnenden Merkmale.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine auseinandergezogene, perspektivische Ansicht einer Ausführungsform der erfindungs­ gemäßen Abgasreinigungseinrichtung;
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer einzelnen Materialbahn zur Bildung eines Honigwaben-Kerns der in der genannten Ausführungsform enthalten ist;
Fig. 3 bis 6 Seitenansichten, die die Folge von Arbeitsschritten zur Bildung des Honigwaben-Kerns darstellen;
Fig. 7 eine Schnittansicht, die den durch die Prozedur nach Fig. 3 bis 6 gebildeten Honigwaben-Kern zeigen;
Fig. 8 eine vergrößerte Teilansicht eines radial mittigen Abschnitts oder Kernabschnitts innerhalb des in Fig. 7 gezeigten Honigwaben-Kerns;
Fig. 9 eine Seitenansicht zur Veranschaulichung eines herkömmlichen Ablaufs bei der Fertigung eines Honigwaben-Kerns einer Abgasreinigungseinrichtung;
Fig. 10 eine Seitenansicht des Honigwaben-Kerns, der nach dem herkömmlichen Verfahren hergestellt wurde.
Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung soll kurz eine herkömmliche Abgasreinigungsanlage oder ein herkömmlicher Katalysator, insbesondere dessen Kern, unter Bezugnahme auf Fig. 9, erläutert werden. Wie gezeigt, besteht der Kern aus einem flachen metallischen Blech 32 und einem darüber­ liegenden gewellten metallischen Blech 34. Die beiden metallischen Bleche 32 und 34 werden von einem Metallkern 32 gehalten und anschließend gemeinsam aufgerollt, so daß sich eine spiral­ förmige Honigwabenstruktur ergibt.
Das Problem bei dem Aufbau nach Fig. 9 besteht darin, daß das flache Blech 32 und das gewellte Blech 43 sich leicht gegeneinander verschieben, wenn damit begonnen wird, die Bleche auf den Metallkern aufzuwickeln. Die relative Verschiebung der Bleche 32 und 34 überträgt sich direkt in eine Verformung der Honigwabenstruktur. Wie speziell in Fig. 10 gezeigt ist, ist es wahrscheinlich, daß die Honigwabenstruktur an kritischen baulichen Defekten leidet, darunter zusammengedrückte Wellungen 102 und Spalte 104. Derartige Defekte stellen möglicherweise eine Ursache für unregelmäßige Spannungen innerhalb der Honigwabenstruktur dar. Wenn der mit Defekten behaftete Kern nach Fig. 10 bei einem Motorrad oder einem ähnlichen Kraftfahrzeug zum Einsatz gelangt, löst sich das Teil auf, verliert seine Form oder erleidet eine andere, alterungsbedingte Verformung. Dies verschlimmert nicht nur die baulichen Defekte, sondern senkt auch die Reinigungsfähigkeit des Katalysators.
Obschon in der japanischen Gebrauchsmuster-Offenlegungsschrift JP 01-163437 U ein Katalysator beschrieben ist, bei dem versucht wird, die obigen Probleme auszuschalten, so ergeben sich bei dieser Lösung jedoch weitere Probleme, die eingangs erläutert wurden.
Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Abgasreinigungseinrichtung (oder eines Katalysators), bei der die speziellen Nachteile der herkömmlichen Lösungen gemäß obiger Diskussion nicht vorhanden sind. Wie gezeigt, besteht der Katalysator im wesentlichen aus einem Gehäuse 15 und einem darin aufgenommenen Kern 20 mit Honigwabenstruktur. Das Gehäuse 15 ist Teil der Abgasanlage eines Autos oder eines ähnlichen Kraftfahrzeugs. Speziell besteht das Gehäuse 15 aus rostfreiem Stahlblech oder einem ähnlichen Metall, welches einen im wesentlichen zylindrischen Aufbau besitzt. Das Gehäuse 15 ist mit seinen beiden Enden an einen Teil einer Abgasanlage durch Schweißen oder anderweitig ange­ bracht, wobei die Abgasanlage von dem Motor ausgeht. Bei der vorliegenden Ausführungsform hat das Gehäuse 15 zylindrische Form, der Querschnitt kann aber zum Beispiel auch elliptisch, rechteckig mit teilweise gekrümmten Teilen oder ähnlich sein, solange der Querschnitt zu der Gestalt des Abgaskanals paßt. Der Kern 20 besitzt die Struktur einer Honigwabe mit einem spiralförmigen Querschnitt. Bei der Honigwabenstruktur ist eine große Anzahl von Abgaskanälen oder -zellen in radialer Richtung und in Umfangsrichtung angeordnet. Auf die Innen­ fläche der Abgaskanäle ist ein Katalysatormaterial aufge­ bracht oder niedergeschlagen, welches die Oxidation der von dem Motor kommenden Abgase fördert. Bei dem Katalysator­ material handelt es sich vorzugsweise um Platin, Rhodium, Palladium oder ein ähnliches Metall. Wie in Fig. 2 gezeigt ist, wird der Kern 20 dadurch gebildet, daß eine einzelne Materialbahn 10 zu einer Spiralform aufgerollt wird. Die Bahn 10 besteht aus einem länglichen flachen Abschnitt 11 und einem länglichen gewellten Abschnitt 12, die in Längs­ richtung der Bahn 10 aneinander angrenzen. Die Bahn 10 wird gebildet aus einer Folie aus Stahlblech mit einer Dicke t von etwa 50 Mikrometer bis etwa 100 Mikrometer. Deshalb besitzt die Bahn 10 ausreichende Festigkeit gegen­ über dem eine hohe Temperatur und einen hohen Abgasdruck aufweisenden Abgas aus dem Motor, und das Material ist flexibel genug, um ohne Biegungen oder Risse ausgerollt zu werden. Der flache Abschnitt 11 besitzt eine größere Länge als der gewellte Abschnitt 12 und ist lang genug, um den Honigwaben-Kern 20 zu bilden. Es sei angemerkt, daß die Längen des flachen Abschnitts 11 und des gewellten Abschnitts 12 variieren können, wobei jeweils eine Anpassung an den Innendurchmesser und den inneren Aufbau des Gehäuses 15 und auch an die Abgasreinigungskennwerte und weitere Spezi­ fikationen des Produkts erfolgt. Beim dargestellten Aus­ führungsbeispiel ist der Kern 20 so aufgebaut, daß er in dem Gehäuse 15 aufgenommen wird. Der Außendurchmesser des Kerns 20 bestimmt sich im allgemeinen durch die Höhe h der Wellen und der Anzahl von Wicklungen des Abschnitts 12 und durch den Durchmesser eines radial mittleren Abschnitts oder Kernabschnitts 21 (siehe Fig. 8), der weiter unten noch näher erläutert wird.
Fig. 3 bis 6 zeigen die Ablauffolge von Schritten beim Aufwickeln oder Aufrollen der Materialbahn 10 zur Bildung des spiralförmigen Honigwabenkerns 20. Wie gezeigt, bildet ein Metallkern 72 einen Teil einer nicht dargestellten Lehre zum Aufrollen der Materialbahn 10. Der Metallkern 72 ist in Form eines zylindrischen Stabs ausgebildet, durch dessen Mittelachsenebene ein Schlitz verläuft. Die Materialbahn beziehungsweise die aus rostfreiem Stahlblech bestehende Folie 10 wird durch den Schlitz des Metallkerns 72 geführt, bis sich etwa der Mittelbereich zwischen den gegenüberliegenden Enden der Bahn innerhalb des Metallkerns 72 befindet. Dann wird der Metallkern 72 um seine eigene Achse gedreht, um den Honigwabenkern 20 zu bilden. Der Außendurchmesser des Metall­ kerns 72 bestimmt den Innendurchmesser d (siehe Fig. 8) des Kerns 20. Der Innendurchmesser d bestimmt sich auf der Grund­ lage der mechanischen Festigkeit und des Außendurchmessers des Kerns 20 sowie verschiedener Kennwerte wie zum Beispiel der Kontaktfläche des Abgases mit den Wänden des Kerns 20 und des Luftwiderstands. Wie in Fig. 3 gezeigt ist, soll angenommen werden, daß der Metallkern 72 den flachen Abschnitt 11 der Bahn 10 an einer Stelle a an einer Umfangsstelle ergreift, die von einer Position b, an der der gewählte Abschnitt 12 anfängt, eine Strecke m entfernt ist. Diese Strecke m ist wahl­ weise einstellbar und hängt ab von der Anzahl von Wicklungen des Kernabschnitts 21 des Kerns 20. Wie Fig. 8 zeigt, ist der Kernabschnitt 21 des Kerns 20 der radial mittige Teil des Kerns 20, der lediglich durch den flachen Abschnitt 11 gebildet wird, wenn begonnen wird, die Bahn 10 auf den Metallkern 72 aufzurollen.
Wie in Fig. 6 gezeigt ist, wird der Kernabschnitt 21 des Honigwabenkerns 20 gebildet durch mehrere Windungen des flachen Abschnitts 11. Wie aus Fig. 8 hervorgeht, besitzt der Kernabschnitt 21 eine Dicke p, die sich bestimmt durch die Dicke t der Materialbahn 10 und die Anzahl der Windungen des flachen Abschnitts 11, die den Abschnitt 21 bilden. Der Kernabschnitt 21 unterstützt und trägt den Honigwabenaufbau des Kerns 20, wenn der Metallkern oder die Lehre 72 aus aus dem Kern 20 herausgezogen wird. Außerdem nimmt der Kern 21 einen im inneren der Honigwabenstruktur selbst wirkenden, nach innen gerichteten Druck auf, um dadurch zu verhindern, daß der Druck an den Metallkern 72 gelangt. Dies macht es möglich, den Metallkern 72 glatt und ruckfrei aus dem Kern 20 herauszuziehen, wodurch der Kern 20 vor einer Verformung geschützt wird, die möglicherweise beim Entfernen des Metall­ kerns 72 auftreten könnte.
Unter besonderer Bezugnahme auf die Fig. 3 bis 6 soll nun beschrieben werden, wie der Kernabschnitt 21 und der Honigwabenaufbau erhalten werden. Als erstes wird gemäß Fig. 3 der flache Abschnitt 11 der Materialbahn oder der Folie 10 von dem Metallkern oder der Klaue 72 ergriffen. Die Lage­ beziehung zwischen der Bahn 10 und dem Metallkern 72, das heißt die zuvor erwähnte Strecke m zwischen den Stellen a und b, bestimmt sich durch die Dicke p des Kerns 21, die ihrerseits von den oben genannten Faktoren abhängt. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Strecke m im wesentlichen so groß wie eine Windung, das heißt der Umfang des Metallkerns 72, über den Bahn 10 gewickelt wird. Der flache Abschnitt 11 und der gewellte Abschnitt 12 werden von links beziehungsweise von rechts in Richtung auf den Metallkern 72 zugeführt, wie aus den Figuren ersichtlich ist, während die Bahn unter einer gewissen Spannung gehalten wird, die zur Ausbildung der Honigwabenstruktur optimal ist. Unter den oben angegebenen Bedingungen wird der Metallkern 72 gemäß Fig. 3 im Uhrzeigersinn gedreht, so daß er den flachen Ab­ schnitt 11 aufnimmt und mit der Ausbildung des Kernabschnitts 21 beginnt, wie aus Fig. 4 ersichtlich ist. Wenn der Metall­ kern 72 um 180° gedreht ist, bilden der rechte und der linke Teil des Abschnitts 11 eine Windung des Kernabschnitts 21, wie in Fig. 5 gezeigt ist. Wenn weiterhin der Metallkern 72 um 360° gedreht ist, bilden die zwei Teile des flachen Ab­ schnitts 11 zwei Windungen des Kernabschnitts 21, wie in Fig. 6 gezeigt ist. In diesem Moment erreicht das an den flachen Abschnitt 11 angrenzende Ende b des gewellten Ab­ schnitts 12 den Kernabschnitt 21.
Nachdem der Kernabschnitt 21 gebildet ist, werden der gewellte Abschnitt 12 und der flache Abschnitt 11 nacheinander um den Abschnitt 21 gewickelt, während sie übereinanderliegen. Ist eine vorbestimmte Anzahl von Windungen auf dem Kern 21 vervollständigt, hat der flache Abschnitt 11 vollständig den gewellten Abschnitt 12 bedeckt und bildet den äußeren Umfang des Honigwabenkerns 20. Verbleibende Teile der Abschnitte 11 und 12 werden, falls vorhanden, abgeschnitten, bevor die Prozedur abgeschlossen wird. Nachdem der Honigwabenkern 20 mit Hilfe der oben angegebenen Prozedur ausgebildet ist, wird der Metallkern 72 aus dem Kern 20 herausgezogen, und der Kern 20 wird in das zylindrische Gehäuse 15 eingebracht. Dann werden der flache Abschnitt 11 und der gewellte Abschnitt 12 und der Kern 20 sowie das Gehäuse 15 verlötet oder ander­ weitig miteinander verbunden.
Der nach der oben erläuterten Prozedur gefertigte Katalysator wird mit seinen gegenüberliegenden Gehäuseenden beispielsweise durch Schweißen oder durch andere Befestigungsmaßnahmen an einem Auspuffrohr eines Kraftfahrzeugs angebracht, welches mit einem Schalldämpfer abgeschlossen ist. In diesem Zustand gelangt das Abgas von einem nicht dargestellten Motor über das Abgasrohr in das den Honigwabenkern 20 aufnehmende Ge­ häuse 15. Dann strömt das Abgas durch den Honigwabenkern 20 und wird über das nicht dargestellte hintere Abgasrohr oder Endrohr in die Atmosphäre abgegeben. Hierbei oxidiert das auf den Kern 20 aufgebrachte Katalysatormaterial un­ verbrannte Abgase, das heißt, das Katalysatormaterial ver­ ringert Kohlenmonoxid, Kohlenwasserstoffe und andere toxische Bestandteile des von dem Motor kommenden Abgases. Erwähnt werden soll, daß die Honigwabenstruktur des Kerns 20 gleichförmig genug ist, um das ankommende Motorabgas regel­ mäßig zu verteilen, wodurch die Reinigungsfähigkeit des Katalysators verbessert wird.
Wie oben ausgeführt, ist bei dem dargestellten Ausführungs­ beispiel die einzelne Materialbahn 10 unterteilt in einen flachen Abschnitt 11 und einen gewellten Abschnitt 12, um den Honigwabenkern 20 zu bilden, während die Anzahl von Bauteilen des Katalysators verringert ist. Da der flache Abschnitt 11 in zwei oder mehreren Windungen um den Metall­ kern 72 gewickelt wird, besitzt der Honigwabenkern 20 einen stabilen Aufbau. Folglich kann der Metallkern 72 nicht nur ruckfrei aus dem Kern 20 herausgezogen werden, sondern der Kern 20 wird außerdem auch bei einer Entfernung aus dem Metallkern geschützt. Der stabile Aufbau nach der Fertigung macht spezielle Arbeitsschritte zur Bildung einer Spiral­ form überflüssig, zum Beispiel das Aufbringen einer hohen Spannung. Bei dem Herstellungsverfahren entsteht allenfalls nur eine minimale Anzahl von baulichen Defekten, zum Bei­ spiel eine Verformung der Wellungen, ohne daß jedoch eine Lötung oder ähnliche Verstärkungsmaßnahmen erforderlich wären. Der Kern 20 ist also frei von seine Kennwerte be­ einträchtigenden Erscheinungen und läßt sich mit hoher Aus­ beute fertigen. Da die Anzahl von Windungen des Kernabschnitts 21 am Außendurchmesser des Metallkerns 72 frei wählbar ist, kann man ohne weiteres verschiedene Arten von Produkten mit Hilfe einer und derselben Materialbahn fertigen.
Durch die Erfindung wird also ein Katalysator geschaffen, bei dem eine relativ geringe Anzahl von Bauteilen verwendet wird, so daß nicht nur die Kosten gesenkt, sondern auch eine bislang nicht erreichte Reinigungsfähigkeit und -zuverläs­ sigkeit erreicht werden.
Abwandlungen der oben beschriebenen Ausführungsformen sind möglich. Während angegeben wurde, daß der Katalysator an ein Abgasrohr angeschlossen wird, läßt der Katalysator sich auch körperlich in einem Schalldämpfer unterbringen. Der Katalysator nach der Erfindung ist nicht nur bei Automobilen, sondern auch bei Motorrädern verwendbar. Während der Honigwabenkern 20 zylindrischen Aufbau aufweist, kann der Metallkern 72 auch einen anderen als einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen, zum Beispiel einen elliptischen Querschnitt, so daß der Kern 20 einen nicht-kreisförmigen Querschnitt erhält. Außerdem sei angemerkt, daß die nicht direkt zum Verständnis der Erfindung benötigten Maßnahmen und Schritte, zum Beispiel das Aufbringen des Katalysator­ materials auf den Kern 20, hier nicht beschrieben worden sind, um die Beschreibung der Erfindung nicht zu über­ lasten.

Claims (7)

1. Abgasreinigungseinrichtung zum Fördern der Oxidation eines von einem Verbrennungsmotor mit innerer Verbrennung kommenden Abgases, umfassend:
ein Gehäuse (15); und
einen Kern (20), der in dem Gehäuse (15) aufgenommen ist und eine Honigwabenstruktur besitzt,
wobei der Kern (20) eine einzelne Materialbahn (10) mit einem flachen (11) und einem daran in Längsrichtung der Bahn (10) angrenzenden, gewellten (12) Abschnitt aufweist, welche in mehreren Windungen um eine Querachse des flachen Abschnitts (11), die sich etwa mittig zwischen gegenüberliegenden Enden der Materialbahn (10) befindet, gewickelt ist;
dadurch gekennzeichnet, daß
der Kern (20) einen radial mittigen Abschnitt aufweist, der ausschließlich von einem Teil des flachen Abschnitts (11) der Bahn (10) gebildet ist, und bei dem dieser Teil des flachen Abschnitts (11) der Bahn (10) in mindestens mehr als einer Windung aufgewickelt ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, bei der das Gehäuse mit einem Abgasrohr, welches von dem Verbrennungsmotor kommt, verbunden ist.
3. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei der die einzelne Materialbahn eine Folie aus rostfreiem Stahl aufweist.
4. Verfahren zum Herstellen einer Abgasreinigungseinrichtung, welche die Oxidation eines von einem Verbrennungsmotor mit innerer Verbrennung kommenden Abgases fördert, umfassend folgende Schritte:
  • - Vorbereiten einer einzelnen Materialbahn (10) mit einem flachen Abschnitt (11) und einem gewellten Abschnitt (12), die miteinander in Längsrichtung der Materialbahn verbunden sind,
  • - Halten des flachen Abschnitts (11) an einer vorbestimmten Stelle, die um eine vorbestimmte Strecke von einer Stelle (b) entfernt ist, an der der gewellte Abschnitt (12) beginnt, so daß beim Beginnen des Aufwickelns zunächst ausschließlich ein Teil des flachen Abschnittes der Bahn aufgewickelt wird, wobei das Halten mit Hilfe (72) eines Metall-Kerns (72) erfolgt,
  • - Ausbilden eines Honigwabenkerns durch Drehen des Metall-Kerns (72), so daß die einzelne Materialbahn (10) zu mehreren Windungen aufgewickelt wird, wobei das Drehen um eine Querachse des flachen Abschnitts (11) erfolgt, die etwa in der Mitte zwischen gegenüberliegenden Enden der Bahn (10) gelegen ist, und
  • - Einführen des Honigwabenkerns in das Gehäuse (15) und Befestigen des Kerns an dem Gehäuse.
5. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem der Honigwabenkern (20) einen radial mittigen Abschnitt aufweist, bei dem der flache Abschnitt (11) der Materialbahn (10) in mindestens mehr als einer Windung aufgewickelt ist.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder Anspruch 5, bei dem das Gehäuse mit einem von dem Verbrennungsmotor kommenden Abgasrohr verbunden wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, bei der die einzelne Materialbahn eine Folie aus rostfreiem Stahl aufweist.
DE4306053A 1992-02-28 1993-02-26 Abgasreinigungseinrichtung und Verfahren zu deren Herstellung Expired - Lifetime DE4306053C2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP009707U JPH0570644U (ja) 1992-02-28 1992-02-28 触媒コンバータ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE4306053A1 DE4306053A1 (en) 1993-09-02
DE4306053C2 true DE4306053C2 (de) 2003-10-09

Family

ID=11727722

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE4306053A Expired - Lifetime DE4306053C2 (de) 1992-02-28 1993-02-26 Abgasreinigungseinrichtung und Verfahren zu deren Herstellung

Country Status (3)

Country Link
US (1) US5302355A (de)
JP (1) JPH0570644U (de)
DE (1) DE4306053C2 (de)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5555621A (en) * 1993-03-11 1996-09-17 Calsonic Corporation Method of producing a catalytic converter
JPH0780324A (ja) * 1993-09-09 1995-03-28 Usui Internatl Ind Co Ltd メタル担体
JPH07132212A (ja) * 1993-09-16 1995-05-23 Toyota Central Res & Dev Lab Inc 排気ガス浄化方法及びその触媒コンバータ
US5737918A (en) * 1994-01-17 1998-04-14 Joint Stock Commercial Bank "Petrovsky" Apparatus for cleaning exhaust gases of solid particles, design of a unit for neutralizing harmful gaseous emissions and a method for the manufacture of this unit
DE69520777T2 (de) * 1994-11-22 2001-10-11 Toyota Motor Co Ltd Katalysator mit metallischem Träger
US6101714A (en) * 1997-09-08 2000-08-15 Corning Incorporated Method of making a catalytic converter for use in an internal combustion engine
DE19925390C1 (de) * 1999-06-02 2000-08-03 Emitec Emissionstechnologie Katalysator-Trägerkörper für Zweirad- oder Dieselanwendungen
JP4658581B2 (ja) * 2004-12-09 2011-03-23 本田技研工業株式会社 ハニカム金属担体及びその製造方法
JP2007000709A (ja) * 2005-06-21 2007-01-11 Honda Motor Co Ltd メタルハニカム触媒担体
WO2006137456A1 (ja) * 2005-06-21 2006-12-28 Honda Motor Co., Ltd. メタルハニカム触媒担体の組立て方法及びその装置
JP6497956B2 (ja) * 2015-02-10 2019-04-10 三恵技研工業株式会社 消音器及びその製造方法、燃料電池システム
US9938146B2 (en) * 2015-12-28 2018-04-10 Praxair Technology, Inc. High aspect ratio catalytic reactor and catalyst inserts therefor
DE102017205147B4 (de) * 2017-03-27 2019-04-04 Continental Automotive Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Wabenkörpers
DE102018214929B4 (de) 2018-09-03 2022-01-27 Vitesco Technologies GmbH Katalysator mit metallischem Wabenkörper

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2415452C2 (de) * 1972-11-30 1987-07-09 United Kingdom Atomic Energy Authority, London, Gb
JPH01163437U (de) * 1988-04-26 1989-11-14

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4576800A (en) * 1984-09-13 1986-03-18 Camet, Inc. Catalytic converter for an automobile
DE3527111A1 (de) * 1985-07-29 1987-01-29 Interatom Metallischer, gewickelter abgaskatalysatortraegerkoerper mit geometrisch komplizierter form des querschnitts sowie verfahren, vorrichtung und rohling zu seiner herstellung
JPH01163437A (ja) * 1987-12-17 1989-06-27 Toyota Motor Corp 希薄燃焼内燃機関の空燃比制御装置
JP2599612B2 (ja) * 1988-03-23 1997-04-09 臼井国際産業株式会社 排気ガス浄化用触媒を担持するための金属製担持母体
JPH0619793Y2 (ja) * 1988-11-30 1994-05-25 臼井国際産業株式会社 排気ガス浄化装置
JPH0744733Y2 (ja) * 1989-02-21 1995-10-11 臼井国際産業株式会社 排気ガス浄化装置
JPH061237Y2 (ja) * 1989-02-27 1994-01-12 臼井国際産業株式会社 排気ガス浄化装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2415452C2 (de) * 1972-11-30 1987-07-09 United Kingdom Atomic Energy Authority, London, Gb
JPH01163437U (de) * 1988-04-26 1989-11-14

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0570644U (ja) 1993-09-24
DE4306053A1 (en) 1993-09-02
US5302355A (en) 1994-04-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE4306053C2 (de) Abgasreinigungseinrichtung und Verfahren zu deren Herstellung
EP0245738B1 (de) Metallischer Wabenkörper, insbesondere Katalysator-Trägerkörper, mit Tragwand und Verfahren zu seiner Herstellung
EP0876216B1 (de) Schichtartig aufgebaute bleche mit aufgewalztem lotmaterial und verfahren zum herstellen eines wabenkörpers daraus
DE3688773T2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Formen eines Doppelrohres.
EP0322566A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines metallischen Trägerkörpers für einen katalytischen Reaktor
WO2003074925A1 (de) Verfahren zum herstellen eines wabenkörpers mit einem flanschstück für einen messfühler und entsprechender wabenkörper
DE3738537C2 (de)
WO1994018441A1 (de) In einem inneren und einem äusseren mantelrohr gehalterter metallischer wabenkörper, insbesondere katalysator-trägerkörper
EP1912752B1 (de) Vorrichtung und verfahren zur herstellung metallischer wabenkörper mit mindestens einem formsegment
DE69301107T2 (de) Vorrichtung zur Reinigung von Abgasen
DE4306052C2 (de) Abgasreinigungseinrichtung
EP1890812B1 (de) Herstellung von, insbesondere grossen, wabenkörpern für die mobile abgasnachbehandlung
DE2757202C2 (de)
EP0218062B1 (de) Trägermatrix, insbesondere für einen katalytischen Reaktor zur Abgasreinigung bei Brennkraftmaschinen
DE2926357A1 (de) Auspuffdichtung
EP0765994A1 (de) Abgaskrümmer
EP0332891B1 (de) Vorrichtung zur katalytischen Reinigung der Abgase einer Brennkraftmaschine und Verfahren zu deren Herstellung
EP0270856A1 (de) Metallischer Katalysator-Trägerkörper und Verfahren zu seiner Herstellung
DE60212908T2 (de) Wellrohr aus schraubenförmig gewickeltem Band
EP0812246A1 (de) Wabenkörper mit nur teilweiser anbindung an ein mantelrohr
EP1157198B1 (de) Katalysatoranordnung mit katalysator-trägerkörpern und vorrichtung sowie verfahren zu deren herstellung
EP0958053B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines wabenkörpers
EP0938380A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum herstellen strukturierter metallbleche
DE102018100841B4 (de) Verfahren zum Formen eines Rohrkörpers
DE19821249B4 (de) Verfahren, Einrichtung und Vorrichtung zur Herstellung eines Wabenkörpers aus verschlungenen Blechlagen, sowie danach hergestellter Wabenkörper

Legal Events

Date Code Title Description
8128 New person/name/address of the agent

Representative=s name: DRES. WESER UND MARTIN, 81245 MUENCHEN

8128 New person/name/address of the agent

Representative=s name: WESER & KOLLEGEN, 81245 MUENCHEN

8110 Request for examination paragraph 44
8304 Grant after examination procedure
8364 No opposition during term of opposition
R071 Expiry of right
R071 Expiry of right