DE68912673T2

DE68912673T2 - Wabenkörperstruktur und Verfahren zu deren Herstellung.

Info

Publication number: DE68912673T2
Application number: DE68912673T
Authority: DE
Inventors: Osamu Horikawa; Koichi Ikeshima
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 1988-07-28
Filing date: 1989-07-27
Publication date: 1994-07-28
Anticipated expiration: 2009-07-28
Also published as: DE68912673D1; EP0353056B1; EP0353056A3; JP2581774B2; CA1322963C; JPH0240239A; US5098763A; EP0353056A2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Aufbau aus einem extrudierten Bienenwabenkatalysatorträger und einem Behälter dafür, und eine Bienenwabenstruktur zur Verwendung als Träger für einen Katalaysator in einem solchen Aufbau, z.B. zum Reinigen von Abgasen aus Verbrennungsmotoren, als Filter zum Entfernen feiner Teilchen in Abgasen oder als Substrat verschiedener Katalysatoren zum Desodorieren und/oder Reinigen von Verbrennungsgasen, wenn Brennstoffe, wie verschiedene Gase oder Erdöl, verbrannt werden. Die Erfindung schafft auch ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Bienenwabenstruktur.
Figur 1 veranscnaulicht einen katalytischen Umwandler, der im allgemeinen praktisch zum Reinigen von Abgasen aus einem Kraftfahrzeug verwendet worden ist, das mit dem Umwandler ausgestattet ist. Um den Umwandler im Gebrauch keinen schweren Vibrationen auszusetzen, umfaßt er Polsterungselemente 22-1 und 22-2 und Dichtungselemente 22-3 um eine Bienenwabenstruktur mit Durchgangsöffnungen 21-1, durch welche Abgase hindurchgehen, und Plattenelementen 23 an der stromaufwärts und den stromabwärts gelegenen Seiten der Struktur. Die Polsterungselemente und die Dichtungselemente üben in transversaler oder in lateraler Richtung (in der Folge als "radiale Richtungen" bezeichnet) relativ zu den Richtungen der Durchgangsöffnungen 21-1 Kräfte auf die Bienenwabenstruktur aus, und die Plattenelemente 23 üben direkt oder durch die Polsterungselemente 22-1 in die Richtungen der Durchgangsöffnungen 21-1 Kräfte auf die Bienenwabenstruktur aus. Die Bienenwabenstruktur wird auf diese Weise befestigt und gehalten.
Bei einer solchen Konstruktion des katalytischen Umwandlers verschließen jedoch die Polsterungselemente 22-1 oder die Plattenelemente 23 einige Öffnungen 21-2 der Durchgangsöffnungen 21-1, sodaß Abgase nicht durch die Öffnungen 21-2 hindurchgehen, mit dem Ergebnis, daß der von den Abschnitten der Öffnungen 21-2 getragene Katalysator untätig bleibt.
Um diesen Nachteil zu vermeiden, ist praktisch vorgeschlagen worden, eine Bienenwabenstruktur in radialen Richtungen durch Dichtungselemente zu halten, die radial außen an der Bienenwabenstruktur angeordnet sind, um katalytische Edelmetalle zu sparen. Darüber hinaus ist eine Bienenwabenstruktur Pekannt gewesen, die an ihrem äußeren (Umfang mit Barrieren angrenzend an zumindest eine Endfläche eines Dichtungselements ausgebildet ist, wie in der offengelegten japanischen Gebrauchsmusteranmeldung Nr. 62-179,319 geoffenbart.
Bei dieser Bienenwabenstruktur, deren praktische Verwendung eingeschränkt ist, weil sie nur radial abgestützt ist, ist jedoch hoher Druck erforderlich, um die Anordnung radial abzustützen, um sie gegen Bewegung zu fixieren, die durch bei der Verwendung erzeugte heftige Vibrationen verursacht wird. Es ist möglich, sie radial abzustützen, wenn die Trennwandstärken der Keramikbienenwabenstruktur vergleichsweise dick sind, beisoielsweise 0,30 mm, um eine nohe Festigkeit gegen externen Druck zu schaffen. Jedoch ist ein solches Abstützen einer Bienenwabenstruktur auf eine Bienenwabenstruktur, deren Trennwände relativ dünn, wie 3,15 mm bis 0,20 mm, und externem Druck unterworfen sind, nicht anwendbar.
Bei der im offengelegten japanischen Gebrauchsmustermodell Nr. 62-179,319 geoffenbarten Sienenwabenstruktur sind die Trennwände jedoch getrennt vom Hauptkörper der Bienenwabenstruktur ausgebildet, sodaß es Schwierigkeiten bei der Haftung dazwischen gibt. Genauer gesagt besteht, auch wenn ein aushärtbarer anorganischer Fülstoff verwendet wird, der hauptsächlich aus einem Keramikmaterial, wie Tonerde, Silika und ähnlichem, besteht, ein Problem des Abschälens oder Trennens, wenn das Material der Bienenwabenstruktur Cordierit ist, der weitverbreitet verwendet wird. Ein solches Abschälen ist das Ergebnis von Wärmestößen, die aufgrund größerer Wärmeausdehnung des Füllstoffs als jener der Bienenwabenstruktur selbst wiederholt erzeugt werden.
Auch wenn die hohe Haftfähigkeit wirksam verhindern kann, daß die Elemente der Struktur in Richtungen der Durchgangsöffnungen der Struktur verschoben werden, ohne daß die Haltekraft erhöht wird, kann daher, wenn die Haftfähigkeit geringer wird, sie das Verschieben der Elemente in die Richtungen der Durchgangsöffnungen nicht verhindern.
Die am äußeren Umfang der Struktur vorgesehenen Barrieren verhindern wirksam das Verschieben der Elemente in axiale Richtungen, dienen aber nicht dazu, das Verschieben in radiale Richtungen oder Drehung der Elemente zu verhindern.
Es wird auch erwähnt, daß die EP-A-217493 ein Gehäuse und ein Substrat darin zeigt, das aus gefalteten Metallfolienstreifen gebildet ist. Das Substrat weist eine Dichtung auf, die sich entlang dem Umfang um sie herum erstreckt und in Rillen im Gehäuse aufgenommen wird.
Es ist ein Ziel der Erfindung, einen Aufbau, eine Bienenwabenstruktur und ein Verfahren zur Herstellung derselben zu schaffen, welche die Nachteile des Standes der Technik ausschalten und Verschieben der Bienenwabenstruktur relativ zu einer/-em Umwandlerbüchse oder -gefäß in Richtungen von Durchgangsöffnungen der Struktur sowie radiale Richtungen oder Drehrichtungen verhindern.
Der Aufbau aus Bienenwabenkatalysatorträger und Behälter gemäß vorliegender Erfindung ist in Anspruch 1 dargelegt. Die Bienenwabenstruktur zur Verwendung in einem solchen Aufbau gemäß vorliegender Erfindung ist in Anspruch 11 dargelegt.
In einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung der Bienenwabenstruktur wie in Anspruch 12 dargelegt.
Mit dem erfindungsgemäßen Aufbau wird, wenn die Bienenwabenstruktur, bei der eine Rippe an zumindest einem Teil der Außenfläche angeordnet ist, die sich in die Richtung der Durchgangsöffnungen erstreckt, mit einem Dichtungselement zusammengebaut wird, um einen Umwandler zu bilden, Drehung der Struktur um ihre Achse relativ zum Umwandler durch Ineinandergreifen des Dichtungselements und der Rippe verhindert. Gleichzeitig kann durch Stufen, die durch die Einkerbung in der Richtung der Durchgangsöffnungen gebildet werden, ein Verschieben der Struktur relativ zum Umwandler wirksam verhindert werden.
Gemäß dem Verfahren ist es, da die Rippe mit der Kerbe einstückig mit der Bienenwabenstruktur ausgebildet ist, möglich, das Problem der Haftfähigkeit zu lösen, das auftreten würde, wenn die Rippe getrennt von der Bienenwabenstruktur ausgebildet wäre. Darüber hinaus wird, da die Kerbe durch Schneiden, Schleifen oder Musterpressen ausgebildet werden kann, die mit den vorliegenden erfindungsgmäßer Merkmalen versehene Bienenwabenstruktur auf einfache Art gebildet.
Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die folgende(n) detaillierte(n) Beschreibung und Ansprüche, in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen betrachtet, besser verstanden werden.
Die Figuren 1 und 2 sind Ansichten, die Beispiele für eine Bienenwabenstruktur bzw. einen katalytischen Umwandler nach dem Stand der Technik darstellen;
die Figuren 3a-3d sind perspektivische Ansichten, die jeweils verschiedene Ausführungsformen von Bienenwabenstrukturen gemäß vorliegender Erfindung darstellen;
die Figuren 4a und 4b sind Ansichten, die Schritte einer Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung der erfindungsgemäßen Bienenwabenstruktur darstellen;
Fig. 5 ist eine Ansicht, die einen Schritt einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigt;
die Figuren 6a-6c sind Ansichten, die Schritte des Zusammenbaus der Bienenwabenstruktur gemäß vorliegender Erfindung zu einem katalytischen Umwandler darstellen;
die Figuren 7a und 7b sind Ansichten, die im Vergleichstest der Erfindung mit dem Stand der Technik verwendete Formen von Bienenwabenstrukturen darstellen; und
die Figuren 8a-8c sind Ansichten, die im Vergleichstest der Erfindung mit dem Stand der Technik verwendete Formen von katalytischen Umwandlern zeigen.
Die Figuren 3a-3d stellen in perspektivischen Ansichten jeweils verschiedene Ausführungsformen der Bienenwabenstruktur gemäß vorliegender Erfindung dar.
Bei der in Fig. 3a gezeigten Ausführungsform ist eine zylindrische Bienenwabenstruktur 1 teilweise an ihrem äußeren Umfang mit einer Rippe 3 ausgebildet, die sich parallel zu den Durchgangsöffnungen 2 erstreckt und eine vorbestimmte Höhe aufweist. Die Ripoe 3 ist teilweise zu einer Fläche zugeschnitten, die mit der Außenfläche der Struktur fluchtet, um eine Kerbe 4 zu bilden.
Bei der in Fig. 3b gezeigten 0usführungsform ist eine Bienenwabenstruktur 1 vollständig an ihrem äußeren Umfang mit einer Vielzahl von Rippen 3 ausgebildet, die sich parallel zu den Durchgangsöffnungen 2 erstrecken. Einige der Rippen 3 sind teilweise zu einer Fläche zugeschnitten, die mit der Außenfläche oer Anordnung fluchtet, um eine Kerbe 4 zu bilden.
In Fig. 3c ist eine zylindrische Bienenwabenstruktur 1 teilweise an ihrem äußeren Umfang mit einer Riope 3 ausgebildet, die sich parallel zu den Durchgangsöffnungen 2 erstreckt und eine vorbestimmte Höhe aufweist. Ein Teil der Rippe 3 ist eingeschnitten, um eine Kerbe 4 zu bilden, die aus einer Vielzahl von aneinandergrenzenden Rillen besteht.
Bei der in Fig. 3d gezeigten Ausführungsform sind Kanten einer Rippe 3, die auf einer Bienenwabenstruktur 1 gebildet ist, glatt mit einer äußeren Umfangsoberfläche der Struktur 1 verbunden. Im Gegensatz dazu bildet die Rippe 3 in der Ausführungsform von Fig. 3a Stufen oder Ansätze relativ zum äußeren Umfang der Struktur 1.
Die Bienenwabenstrukturen, wie in den Figuren 3a, 3b und 3d gezeigt, werden vorzugsweise nach den in den Figuren 4a und 4b gezeigten Schritten hergestellt. Mit anderen Worten, wie in den Figuren 4a und 4b gezeigt, wird eine Keramikcharge durch eine Düse 5 extrudiert, die eine Rückhalteabdeckung 6 an ihrer Öffnung mit einer Kerbe ausgebildet aufweist oder in einer vorbestimmten Gestalt ausgebildet ist, um eine einstückige Bienenwabenstruktur mit einer Rippe 3 zu bilden. Daraufhin wird ein Schneidewerkzeug 7, das relativ zur Bienenwabenstruktur 1 vertikal beweglich vorgesehen ist, auf eine Position gesenkt, in der das Schneidewerkzeug 7 eine vorbestimmte Kerbe 4 formen kann. Die Kerbe 4 wird auf diese Weise geformt.
Das Schneidewerkzeug kann drenbar sein. Eine Tiefe der Kerbe 4 kann willkürlich eingestellt werden, indem die Position verändert wird, in die das Schneidewerkzeug gesenkt ist. in diesem Fall kann durch das Andern der Form des Schneidewerkzeugs 7 die Kerbe gebildet werden, deren Boden im wesentlichen mit einer äußeren Umfangsfläche der Bienenwabenstruktur 1 zusammenfällt.
Bei der in den Figuren 4a und 4b gezeigten Ausführungsform wird die Kerbe 4 durch das Schneidewerkzeug 7 unmittelbar nach dem Extrudieren der Bienenwabenstruktur 1 gebildet. in einem solchen Fall kann die Kerbe 4 durch einen dünnen Draht wie eine Klaviersaite ohne das Schneidewerkzeug 7 gebildet werden, weil die extrudierte Struktur immer noch ausreichend weich ist. Als eine Alternative kann die Struktur nach dem Trocknen oder Brennen mit dem Schneidewerkzeug 7 geschnitten oder durch eine Schleifscheibe, wie eine Diamantschleifscheibe, geschliffen werden.
Bei der Herstellung der Bienenwabenstruktur 1, wie in Fig. 3c gezeigt, wird nach dem Formen einer Bienenwabenstruktur 1 mit einer vorbestimmten Rippe 3 und bevor sie getrocknet wird, ein Musterwerkzeug 3 mit Sägezahneinschnitten in einer vorbestimmten Position gegen die Rippe 3 gepreßt, um durch Sägezahneinschnitte des Musterwerkzeugs 8 Rillen zu bilden, wie in Fig. 5 gezeigt. Nach dem Trocknen oder Brennen der Anordnung kann die Kerbe selbstverständlich durch Schneiden oder Schleifen geformt werden.
Beim Zusammenbau der oben beschriebenen Bienenwabenstrukturen zu Umwandlern, wie in den Figuren 6a, 6b und 6c gezeigt, wird eine Bienenwabenstruktur von einem Dichtungsmaterial oder -element 9 umschlossen und mit rostfreien Drähten 12 versehen, wenn erforderlich. Daraufhin wird die Anordnung in Umwandlerbüchsen 10 und 11 eingebaut. Mit einer solchen Gestaltung, wie in den Figuren 6a und 6b gezeigt, wird jegliche Drehung der Bienenwabenstruktur 1 um ihre Achse durch Anliegen der Rippe 3 gegen Kanten 9a des Dichtungs- oder Haltematerials oder -elements 9 und einen Vorsprung 10a, der sich in das Innere der Büchse 10 erstreckt, verhindert. Darüber hinaus wird das Verschieben der Struktur 1 in Richtungen parallel zu den Durchgangsöffnungen 2 durch Anliegen der Kerbe 4 der Rippe 3 gegen ein Ende 9b des Dichtungselements 9 und Vorsprünge 10b, die sich in das Innere der Büchsen 10 und 11 erstrecken, verhindert. Bei dieser Ausführungsform ist das Dichtungselement 9 in die Kerbe 4 der Rippe 3 eingepaßt. Bei der Ausführungsform der Figuren 6a und 6b wird ein Raum von der Bienenwabenstruktur 1 und den Büchsen 10 und 11 gebildet, die durcn die Rippe 3 und die Vorsprünge 10a und 10b beabstandet sind.
Figur 6c veranscnaulicht eine weitere Ausführungsform, bei der eine Büchse 10 eine ähnliche Gestalt wie die Bienenwabenstruktur 1 aufweist, aber etwas größer als die Struktur 1 und diametral in zwei Hälften geteilt ist und ein Dichtungselement 9 zwischen die Bienenwabenstruktur 1 und die Büchse 10 gefüllt ist. Das Dichtungselement 9 ist mit Schlitzen 9c korrespondierend mit der Kerbe 4 oer Bienenwaoenstruktur 1 ausgebildet, sodaß Verschieben der Bienenwabenstruktur 1 in Richtungen parallel zu den Durchgangsöffnungen 2 durch die Kerbe 4 und den Teil des Dichtungselements 9 verhindert wird, der sicn zwischen den Schlitzen 9c befindet und in die Kerbe 4 eingepaßt ist.
Auf diese Art kann die Bienenwabenstruktur 1 nur durch das Dichtungselement 9 gehalten werden, ohne daß Halteeinrichtungen wie Halter verwendet werden, die dazu neigen, die Durchgangsöffnungen zu verschließen, wodurch Kosten für die Herstellung der Büchsen 10 und 11 gespart werden.
Darüber hinaus kann, wenn Endflächen der Rippe 3 und Durchgangsöffnungen, die mit der Kerbe 4 korrespondieren, durch ein Keramikmaterial oder ähnliches verschlossen werden, auch katalytisches Edelmetall gespart werden.
Entsprechende Beispiele der erfindungsgemäßen Bienenwabenstruktur werden in der Folge erklärt.

Beispiel 1

Ein Cordierit wurde extrudiert und gebrannt, um Bienenwabenstrukturen zu erhalten, die jeweils einen Durchmesser von 100 mm, eine Gesamtlänge von 100 mm und eine Durchgangsöffnungsdichte von 46,5/cm² aufwiesen. Die Dicken der Trennwände betrugen 0,20 mm, mit Ausnahme von Vergleichsbeispiel 2, wo sie 0,23 mm betrugen. Die Dicken der Außenwände betrugen etwa 0,3 mm.
Eine Bienenwabenstruktur von Ausführungsform 1 gemäß vorliegender Erfindung wies 48 Rippen 3 auf, die wie Blütenblätter am Umfang angeordnet waren und jeweils eine Höhe von 1 mm sowie oben und unten Krümmungsradii von 2 mm aufwiesen, wie in Fig. 3b gezeigt. Darüber hinaus befand sich eine Kerbe in einer Position 10 mm im Abstand von einer Endfläche der Bienenwabenstruktur und hatte eine Länge von 25 mm, eine Tiefe von 1 mm und eine Breite über drei Rippen 3. Eine Dicke der Außenwand beträgt gleichmäßig 0,3 mm, was sich von der in Fig. 3b gezeigten Ausführungsform unterscheidet, deren Außenwand variiert ist, um die Rippen zu bilden.
Eine Bienenwabenstruktur von Ausführungsform 2 gemäß vorliegender Erfindung wies eine Rippe 3 mit 1 mm Höhe und und 20 mm Breite (Umfangslänge) und eine Kerbe 4 in einer Position 10 mm im Abstand von einer Endfläche der Struktur auf, welche Kerbe eine Länge von 25 mm und eine Tiefe von 1 mm aufwies, wie in Fig. 3a gezeigt.
Eine Bienenwabenstruktur der Ausführungsform 3 gemäß vorliegender Erfindung war jener der Ausführungsform 2 ähnlich, mit der Ausnahme, daß eine Rippe eine Höhe von 0,5 mm und eine Kerbe eine Tiefe von 0,5 mm hatte.
Bei einer Bienenwabenstruktur der Ausführungsform 4 gemäß vorliegender Erfindung wurde eine Rippe gebildet, indem eine Außenwand über eine Breite (Umfangslänge) von 20 mm 0,3 mm radial nach außen verlängert wurde und eine Kerbe in Abstand von 10 mm von einer Endfläche angeordnet wurde und eine Länge von 25 mm und eine Tiefe von 0,3 mm hatte.
Eine Bienenwabenstruktur der Ausführungsform 5 gemäß vorliegender Erfindung wies zusätzlich zur Kerbe der Ausführungsform 4 eine weitere Kerbe auf, die 10 mm von der anderen Endfläche angeordnet war und eine Länge von 25 mm und eine Tiefe von 0,3 mm aufwies.
Eine Bienenwabenstruktur der Ausführungsform 6 gemäß vorliegender Erfindung wies zwei Rippen auf, die am Umfang um 450 voneinander entfernt angeordnet waren und jeweils eine Höhe von 0,3 mm und eine Breite von 20 mm aufwiesen und jeweils in ihrem Zentrum mit einer Kerle mit einer Länge von 50 mm ausgebildet waren.
Andererseits wurden Bienenwabenstrukturen der Vergleichsbeispiele hergestellt, die keine Rippen 3 und Kerben 4, wie in Fig. 7b gezeigt, aufwiesen.
Diese Bienenwabenstrukturen der Ausführungsformen 1-6 und Vergleichsbeispiele 1 und 2 wurden auf verschiedene Eigenschaften getestet. Die Ergebnisse werden in Tabelle 1 gezeigt. Tabelle 1 Art Rippe Höhe mm Anzahl Kerbe Länge mm Festigkeit gegen externen Druck kg/cm² Einpreßtest × beschädigt unbeschädigt Vibrationstest unter Erwärmung × Struktur verschoben nicht verschoben Halteelement (Fig.) Zwischenraum* mm axiale Verschiebung Verdrehung Ausführungsform Vergleichsbeispiel Anmerkung* Abstand zwischen Büchse und Struktur
Bei einem Test bezüglich der Festigkeit gegen externen Druck wurden Aluminiumplatten mit einer Dicke von etwa 20 mm durch Urethanfolien mit einer Dicke von etwa 0,5 mm an Endflächen einer Bienenwabenstruktur angelegt, und eine Umfangsfläche der Anordnung wurde hermetisch mit einem Urethanrohr mit einer Wanddicke von etwa 0,5 mm umgeben. Die Bienenwabenstruktur wurde in einem mit Wasser gefüllten Gefäß untergebracht und der Druck im Gefäß langsam erhöht. Es wurde der Druck im Gefäß gemessen, bei dem aufgrund von Beschädigung der Bienenwabenstruktur ein Geräusch erzeugt wurde.
Bei einem Einpreßtest wurde eine in Fig. 5b gezeigte Keramikmatte als Halteelement um eine Bienenwabenstruktur gewickelt, und diese Anordnung wurde in eine Einspannvorrichtung eingesetzt. Die Einspannvorrichtung hatte einen Einlaß, dessen Innendurchmesser größer als jener eines Auslasses war, sodaß eine sich verjüngende Einspannvorrichtung gebildet wurde. Der Innendurchmesser des Auslasses der Einspannvorrichtung war im wesentlichen der gleiche wie der Innendurcnmesser einen Einlasses eines Stahlrohres oder einer Stahlbüchse. Der Auslaß der Einspannvorrichtung war mit dem Einlaß der Büchse verbunden, und die Bienenwabenstruktur wurde durch eine hydraulische Ramme in die Büchse gezwängt. Nachdem die Bienenwabenstruktur aus der Büchse entfernt war, wurde das äußere Erscheinungsbild der Struktur begutachtet. Die Keramikmatte hatte eine Dicke von 4,9 mm. Der Innendurchmesser des Stahlrohres oder der Stahlbüchse betrug 104,4 mm.
Bei einem Vibrationstest unter Erwärmung wurde ein in Tabelle 1 gezeigtes Halteelement um eine Bienenwabenstruktur gewickelt, und der Aufbau wurde in ein Stahlrohr oder eine Stahlbüchse mit einen Innendurchmesser gezwängt, durch den ein Zwischenraum zwischen der Bienenwabenstruktur und einer Büchse mit einem daran angeschweißten Flansch gebildet wurde. Daraufhin wurden hohle konische Elemente an beiden Enden der Büchse durch Bolzen befestigt und getestet.
Ein durch einen Propanbrenner auf 800ºC erhitztes Gas wurde zwei Minuten lang gegen die Büchse strömen gelassen, um die Bienenwabenstruktur zu erhitzen. Dann wurde zwei Minuten lang Luft mit Raumtemperatur gegen die Büchse strömen gelassen, um die Bienenwabenstruktur abzukühlen. Ein durch solches Erwärmen und Abkühlen gebildeter Zyklus wurde bis auf 50 Zyklen wiederholt, während die Büchse Vibrationen von 0-20 g mit 200 Hz unterworfen wurde. Daraufhin wurden die hohlen konischen Elemente von der Büchse entfernt, aus der oie Bienenwabenstruktur entfernt wurde, um ein äußeres Erscheinungsbild der Struktur zu begutachten.
Aus den in Tabelle 1 gezeigten Ergebnissen geht hervor, daß die Bienenwabenstrukturen, die dem Vibrationstest unter Erwärmung standhielten, bei dem die tatsächlichen Verwendungsbedingungen simuliert wurden, (1) jene sind, die in Richtungen parallel zu Durchgangsöffnungen sowie auf bisher eingesetzte Art abgestützt sind, (2) jene, die enge Zwischenräume zwischen den Bienenwabenstrukturen und der Büchse umfassen, wie 2,2 mm, oder durch hohen Haltedruck abgestützt sind, und (3) jene der erfindungsgemäßen Ausführungsformen, die Rippen mit einer Höhe von mehr als 0,5 mm aufweisen. Die erfindungsgemäßen Bienenwabenstrukturen können auch durch geringen Haltedruck nur an ihren Umfangsflächen gehalten werden. Auch die erfindungsgemäßen Anordnungen, welche die Rippen mit einer Höhe von 0,3 mm aufweisen, können je nach dem Bedingungen, denen sie unterworfen sind, den Vibrationstest unter Erwärmung standhalten. Die Wirksamkeit der Rippen mit den Kerben gemäß vorliegender Erfindung ist bestätigt worden. Darüber hinaus ist festgestellt worden, daß katalytische Edelmetalle um etwa 8% eingespart werden können, wenn man die tatsächlichen Volumina von Katalysatoren der erfindungsgemäßen Ausführungsformen mit jenen der Vergleichsbeispiele nach dem Stand der Technik vergleicht.
Es versteht sich, daß die Erfindung nicht auf die obigen Ausführungsformen beschränkt ist und daß verschiedene Aenderungen und Modifikationen an der Erfindung vorgenommen werden können, ohne daß vom Schutzumfang der Erfindung abgewichen wird. Beispielsweise sind die Größen der Rippen und der Kerben nicht auf die dargestellten und erklärten beschränkt, weil es sich dabei um eine Wahl entsprechend der Konstruktion handelt, die durch die Verwendungsbedingungen und Breiten von gegen die Rippen und Kerben anliegenden Polsterungselementen in den Durchgangsöffnungsrichtungen bestimmt ist.
Obwohl die Querschnittsform der Keramikbienenwabenstrukturen in den obigen Ausführungsformen korrekt kreisförmig ist, ist sie nicht auf eine kreisförmige beschränkt und kann beispielsweise elliptisch sein. Darüber hinaus ist die Querschnittsform von Zellen der Bienenwabenstrukturen nicht auf quadratisch wie in den Ausführungsformen beschränkt, und ihr Material ist nicht auf in den obigen Ausführungsformen verwendeten Cordierit beschränkt. Weiters können selbstverständlich beide Enden von Durchgangsöffnungen der Benenwabenanordnungen alternativ geschlossen sein.
die aus der ooigen Beschreibung hervorgeht, umfaßt die erfindungsgemäße Bienenwabenstruktur die Rippe, welche die Kerbe an ihrer äußeren Umfangsfläche aufweist, um Verschiebung in Durchgangsöffnungsrichtungen und Drehung um ihre Achse zu verhindern, wodurch die Verläßlichkeit eines katalytischen Umwandlers erhöht wird, in den die Bienenwabenstruktur eingebaut ist. Darüber hinaus kann die erfindungsgemäße Bienenwabenstruktur in einen Umwandler eingebaut werden, ohne daß irgendwelche Enden von Durchgangsöffnungen geschlossen werden, sodaß das ganze von der Bienenwabenstruktur getragene katalytische Edelmetall tatsächlich für den Zweck verwendet wird.

Claims

1. Aufbau aus einem extrudierten Bienenwabenkatalysatorträger (1), der durch ihn hindurcn axial verlaufende Durchgänge (2) aufweist und einem Behälter (10) dafür, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (1) zumindest eine einstückig ausgebildete axial verlaufende Rippe (3) an seiner Perioherie aufweist, die Umfangsanliegeflächen darstellt, wobei die genannte Rippe (3) zumindest eine Kerbe (4) aufweist, die eine axiale Anliegefläche darstellt, wobei der Träger (1) von den genannten Anliegeflächen gegen axiale und Drehbewegung im Behälter (10) gehalten wird.

2. Aufbau nach Anspruch 1, worin die genannte Kerbe (4) eine solche tiefe aufweist, daß ihre Bodenfläche mit der angrenzenden Außenfläche der Bienenwabenstruktur (1) fluchtet.

3. Aufbau nacn Anspruch 1 oder 2, worin eine Vielzahl der genannten Rippen (3) an der Außenfläche der Bienenwabenstruktur vorhanden ist und die genannte Kerbe (4) sich über zumindest zwei benachbarte Rippen (3) erstreckt.

4. Aufbau nacn Anspruch 1, worin die genannte Kerbe (4) aus einer Vielzahl von Rillen besteht, die in der axialen Richtung aneinandergrenzen.

5. Aufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 4, worin die lateralen Kanten der genannten Rippe (3) sich glatt an die angrenzende Außenfläche der Bienenwabenstruktur anfügen.

6. Aufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 5, worin der Behälter (10), in den der Träger (1) eingebaut ist, mit zumindest einem Vorsprung (10b) ausgebildet ist, der sich nach innen erstreckt und gegen die Rippe (3) des Trägers anliegt.

7. Aufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 6, worin der Träger (1) mit einem ihn umschließenden Dichtungselement (9) versehen ist, wobei das genannte Dichtungselement (9) in die Kerbe (4) der Rippe (3) eingepaßt ist.

8. Aufbau nach Anspruch 1, worin der Behälter (10), in dem der Träger angeordnet ist, dem Träger (1) in der Gestalt ähnlich ist, aber etwas größer als der Träger (1) ist und diametral in zwei Hälften geteilt ist, und ein Dichtungselement (9) zwiscnen dem Träger (1) und dem Behälter (10) angeordnet ist und korrespondierend mit der Kerbe (4) mit Schlitzen (9c) ausgebildet ist, sodaß ein Teil des Dicntungselements zwischen den Schlitzen (9c) in die Kerbe (4) eingepaßt ist.

9. Aufbau nach Anspruch 1, worin der genannte Träger zwei genannte Rippen (3) auf den Umfang bezogen im Abstand voneinander angeordnet aufweist.

10. Bienenwabenstruktur (1) zur Verwendung als ein Träger für einen Katalysator in einem Aufbau nacn einem der Ansprüche 1 bis 9, die eine Rippe (3), die an zumindest einem Teil einer Außenfläche der Bienenwabenstruktur angeordnet ist und sich in der Richtung von deren Durchgangslöchern erstreckt, und zumindest eine Kerbe (4) aufweist, die in der genannten Rippe (3) ausgeoildet ist.

11. Verfahren zur Herstellung einer Bienenwabenstruktur nach Anspruch 10, umfassend die Schritte des Extrudierens einer Keramikcharge, um eine Bienenwabenstruktur (1) mit einer sich axial erstreckenden Rippe (3) in der Form einer Gestalt zu bilden, die sich über zumindest einen Teil der Peripherie der Bienenwabenstruktur erstreckt, wie im Querschnitt gesehen, und des Entfernens von zumindest einem Teil der Rippe (3) der Bienenwabenstruktur, um eine Kerbe (4) zu bilden.

12. Verfahren nach Anspruch 11, worin die genannte Kerbe (4) entweder durch Schneiden oder Schleifen gebildet wird.

13. Verfahren nach Anspruch 11, worin die genannte Kerbe (4) als eine Vielzahl von Rillen geformt wird, indem ein Musterwerkzeug, das Sägezahneinschnitte aufweist, gegen die Rippe der Bienenwabenstruktur gepreßt wird, solange sie nach dem Extrudieren der Bienenwabenstruktur noch weich ist.

14. Verfahren nach Anspruch 11, worin die genannte Kerbe entweder nach dem Trocknen oder dem Brennen der Bienenwabenstruktur gebildet wird.