DE8908269U1

DE8908269U1 - Aus Metall hergestellter Trägerkörper zur Aufnahme eines Abgasreinigungskatalysators

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Publication number: DE8908269U1
Application number: DE8908269U
Authority: DE
Original assignee: Usui Kokusai Sangyo Kaisha Ltd
Current assignee: Usui Kokusai Sangyo Kaisha Ltd
Priority date: 1988-07-06
Filing date: 1989-07-06
Publication date: 1989-10-26
Also published as: KR920009120B1; US4948774A; DE3922266A1; KR900001955A

Description

•-5-·' · Beschreibung

Die Erfindung betrifft einen aus Metall hergestellten Trägerkörper zur Aufnahme eines Abgas-Reinigungskatalysators, der durch Übereinanderanordnung eines flachen Metallbandes, hergestellt aus einem dünnen Metallblech, und eines gewellten MetalIbandes, hergestellt aus einem weiteren dünnen Metallblech, das eine über dem anderen in fortlaufender Weise su einer Waben-Kernstruktur spiralfönaiger oder laminierter Gestalt gebildet ist, £ie visie netzartig angeordnete Gasströmungskanäle entlang der Mittelachse aufweist, und wobei die Waben-Kernstruktur innerhalb sines rsbrfönaxgen Metallgehäws-is untergebracht ist.

Die Erfindung bezieht sich also auf aus Metall hergestellte Trägerkörper zur Aufnahme ®1&eegr;&bgr;3 Abgas-Reinigungskatalysators, der im allgemeinen als Abgasreinigungsmittel im mittleren Bereich einer Abgasleitung eines Automobils angeordnet ist.

Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf einen aus Metall hergestellten Trägerkörper zur Aufnahme eines Abgas-Reinigungskatalysatorc, bei dem die einzelnen Bauteile des Trägerkörpers unter erhöhter Festigkeit miteinander verbunden sind, um so einer gegenseitigen Lösung infolge thermischer Beanspruchungen zu widerstehen. Die Erfindung befaßt sich auch mit einem Verfahren zur Herstellung eines solchen aus Metall hergestellten Trägerkörpers.

(&Lgr;/ Herkömmliche, aus Metall hergestellte Trägerkörper der vorstehend angegebenen Art, die zur Aufnahme eines Abgas-Reinigungskatalysators bestimmt und geeignet sind, umfas-

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sen auch jene mit einer durch schichtweises Laminieren mindestens eines flachen Metallbandes und mindestens eines H gewellten Metallbandes oder durch gemeinsames Zusammenrolle len derselben zu einem Mehrschicht-Verbundkörper gebilde-

'g ten Struktur zur Vergrößerung der Träger fläche pro Ein-

£ heitfjvoluineii, nämlich um älts wirksame Kontakt fläche zwi-

■ sehen Abgas und Abgas-Reinigungkatalysator pro Einheitsvo-

:| lumen möglichst weit zu erhöhen, und ferner zur maximalen

f* Reduzierung des Eigengewichts des aus Metall hergestellten

Trägerkörpers. Da die Struktur die Form einer Ebenen-Wabe ; aufweist, wird sie nachfolgend als "Waben- Kernstruktur"

bezeichnet.

Beispielsweise werden ein flaches Metallband hergestellt aus einem hitzebeständigen, dünnen Metallblech rn.it einer Dicke von 0.1 mm oder weniger und ein gewelltes Band, hergestellt aus einem weiteren dünnen Metallblech derselben Art übereinander angeordnet, um dazwischen Berührungsflächen zu bilden. Sie werden dann spiralförmig zu einer Waben-Kernstrukturunter Bildung vieler netzartig angeordneter Gasströmungskanäle entlang einer Mittelachse derselben, um den Durchtritt von Abgas zu ermöglichen, zusammengerollt. Die Waben-Kernstruktur ist innerhalb eines rohrförmigen Metallgehäuses mit einer Einschicht-Struktur aufgenommen, das an seinen einander gegenüberliegenden Enden offen ist. Die Elemente bzw. Teile der Waben-Kernstrukt'ir, d.h. das flache Band und das gewellte Band, sind zu einer vibrationssicheren Struktur zusammengebracht. Dar flache Band und das gewellte B-»nd ebenso wie die so zusammengerollte Waben-Kernstruktur und das Metallgehäuse sind an den gegenseitigen Berührungsflächen durch Verschweißen, Verlöten o. dgl. zusammengebracht. Diese Verbindungsmittel an den Berührungsbereichen zwischen der Waben-Kernstruktur

und dem Metallgehäuse werden bspw. wie nachfolgend angegeben erreicht:

(I) durch Elektronenstrahlverschweißung, Laserstrahlverschweiflung, Lichtbogenverechweißung etc. wie bspw. in der offengelegten japanischen Patentanmeldung 13462/1979 und der offengelegten japanischen Patentanmeldung 1585/1982 angegeben ist.

ill) durch Verlöten wie in dor nffanaolonton l Patentanmeldung 199574/1986 angegeben ist. Dieses Verlöten umfaßt auch das Unterbringen einer Waben-Kernstruktur in einem Metallgehäuse unter Aufbringung eines Lötmaterials über Endbereichen einer solchen Verbundstruktur wie bspw. durch Aufpinseln oder Aufsprühen und unter Aufheizen der Endbereiche der Verbundstruktur.

Dievorstehendangegebenenherkömmlichen Verbindungsverfahren führen zu den nachfolgenden Produktions- und Qualitätsproblemen: Bei den Verbindungsverfahren nach oben (I) ist der Einsatz besonderer und teurer Einrichtungen erforderlich.

&Ogr;&agr;{ s?A*-h Uav>K4 &mgr; J.>M^_M._AMX.kw«_M « W t / &tgr; -r \ j &Lgr;- Jj _ »...e

— — — »··»»·· &igr; d uxiiviUiiV)ü VOl millCII liaUII UUCII \ JLX / JLSI, UXC J"»U1 — bringung von Wachs arbeits-und zeitaufwendig und das Ausmaß der Verbindungsfestigkeit im mittleren Bereich der Berührungsbereiche zwischen der Waben-Kernstruktur und dem Metallgehäuse nicht adäquat.Im allgemeinen wird der aus Metall hergestellte Trägerkörper dieser Art unter erschwerten thermischen Umfeldbedingungen verwendet, und macht er daher eine adäquate Festigkeit gegen jegliches Brechen, Reißen oder Trennen der den Trägerkörper ausmachenden Teile erforderlich. Bei dem Abgassystem eines Automobils sind die Teile des Trägerköpers Beanspruchungen

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(nachfolgend als "thermische Beanspruchungen" bezeichnet) infolge des großen Unterschieds ihrer thermischen Ausdehnungskoeffizienten (Volumenausdehnung und lineare Ausdehnung) unter dem «vrechwerten Abkühlungs- und Aufheizungszyklus von -20 ⁰C bis 900 ⁰C ausgesetzt. Diese Teile sind auch vom Fahrzeugkörper des Automobils stammenden Vibrationen ausgesetzt. Folglich werden die Einzelteile voneinander getrennt, aufgerissen oder anderweitig beschädigt.

Wenn unterschiedliche Arten von Metallmaterialien, d.h. rostfreie austenitischer Stahl und rostfreier ferritischer Stahl, für dasMetallgehäuse und die Waben-Kernstruktur in Hinblick auf das Oxidations-Widerstandsvermögen und die thermische Stabilität verwendet werden, ist der Grad der gegenseitigen Trennung dieser beiden Teile wegen des Unterschieds der thermischen Ausdehnung zwischen den beiden Teilen viel größer. Wenn einmal eine Trennungin auch nur kleinem Ausmaß an den Berührungsbereichen zwischen dem Metallgehäuse und der Waben-Kernstruktur aufgetreten ist, erweitert sich diese kleine Auftrennung im weiteren. Gleichzeitig mit dieser Auftrennung erfahren diese beiden Teile die vom Fahrzeugkörper eines Automobils ausgehende Vibration, so daß insbesondere die Berührungsbereiche zwischen einem flachen Band und einem gewelltem Band, die die Waben-Kernstruktur bilden, einem Auseinanderziehen, Reißen, Brechen oder einer anderen Beschädigung ausgesetzt werden.

Folglich müssen bei dem aus Metall hergestellten Tragerkörper dieser herkömmlichen Art die innere Wandfläche des Metallgehäuses und die äußere Umfangsflache der Waben-Kernstruktur inadäquater Festigkeit zuverlässig miteinander verbunden werden.Hierzu ist jedoch bisher kein wir-

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kungsvolles Verbindungsverfahrenvorgesohlagen worden. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen aus Metall hergestellten Trägerkörper zur Aufnahme eines Abgas-Reinigungskatalysators zu schaffen, bei dem die gegenseitige Trennung der wesentlichen Teile des Trägerkörpers sowie das Reißen der wesentlichen Teile selbst verhindert sind, wodurch eine adäquate Reinigungsfunktion für eine lange Zeitspanne gewährleistet ist.

Die Aufgabe wird durch einen gattungsgemäßen Trägerkörper gelöst, bei dem die Waben-Kernstruktur an dem rohrförmigen Metallgehäuse mittels eines Lötmaterials befestigt 1st, das in Nuten zur Aufnahme von Lötmaterial aufgenommen ist, die ihrerseits in der Innenwand des rohrförmigen Metallgehäuses ausgebildet sind. Die obigen und weitere Vorteile, Merkmale und zusätzliche Aufgaben der Erfindung ergeben sich für den Fachmann aus der nachfolgenden Detailbeschreibung und den zugehörigen Zeichnungen, in denen verschiedene Ausführungsformen beispielhaft dargestellt sind, bei denen die erfindungsgemäßen Prinzipien realisiert sind. Im einzelnen zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines «ereilten aus Metall hergestellten Trägerkörpers zur Aufnahme eines Abgas-Reinigungskatalysators,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines laminierten, aus Metall hergestellten Trägerkörpers,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch ein Metallgehäuse, bei dem nutartige bzw. -feine Aussparungen zur Aufnahme von Lötmaterial entsprechend einer ersten Ausführungsform der Erfindung

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Fig. 4 einen Längsschnitt durch ein Metallgehäuse, bei dem die Nuten zur Aufnahme von Lötmaterial entsprechend einer zweiten Ausführungsform d«ar Erfindung ausgebildet sind,

E"< /t K al .-»O nrnufnJxkt. «..&Lgr;' J _ ~ /-I_____J__ 3 J r-J _ &Lgr;

Fig. 6 einen Längsschnitt durch ein Metallgehäuse, bei dem die Nuten zur Aufnahme von Lötmaterial entsprechend einer dritten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen sind,

Fig. 7 eine Draufsicht auf ein Metallgehäuse, bei dem Nuten zur Aufnahme von Lötmaterial nach einer vierten Ausführungsform der Erfindung ausgebildet sind,

Fig. 8 einen Längsschnitt durch ein Metallgehäuse, bei dem die Nuten zur Aufnahme von Lötmaterial entsprechend einer fünften Ausführungsform ds " Erfindung ausgebildet sind,

Fig. 9 eine Vorderansicht auf den Gegenstand der Fig. 8,

Fig. 10 einen Teilquerschnitt nach der Linie A-A der Fig. 9,

Fig. 11 eine Teildraufsicht auf den Gegenstand der Fig. 9, Fig. 12 einen Längsschnitt durch ein Metallqe-

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häuse, bei dem die Nuten zur Aufnahme von Lötmaterial entsprechend einer sechsten Ausführungsform der Erfindung gestaltet sind,

Fig. 13 einen Längsschnitt durch ein Metallgehäuse, bei dem die Nuten zur Aufnahme von Lötmaterial entsprechend einer siebten Ausführungsform der Erfindung gestaltet sind,

Fig. 14 einen Längsschnitt durch ein Metallgehäuse, bei dem die Nuten zur Aufnahme von Lötmaterial entsprechend einer achten Ausführungsform der Erfindung gestaltet sind, und

Fig. 15 einen Teillängsschnitt durch ein Metallgehäuse, bei dem die Nuten zur Aufnahme von Lötmaterial entsprechend einer neunten Ausführungsform der Erfindung gestaltet sind.

Wie oben bereits angegeben, besteht ein wesentliches Merkmal der Erfindung in der Verbesserung der Verbindungsfeetlgkeit zwischen den wesentlichen Bauteilen eines aus Metall hergestellten Trägerkörpers, insbesondere der Verbindungsfestigkeit an den gesamten Berührungsbereichen zwischen der Innenwand eines rohrförmigen Metallgehäuses und der Umfangsflache einer Waben-Kernstruktur.

Ein Charakterietlkum der Erfindung besteht in der Schaffung eines adäquaten Grades der Verbindungsfestigkeit an dem und rund um den Mittelen Teil der Innenwand des rohrförmigen Metallgehäuses mit der Umfangsflache der Waben-Kernstruktur .

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Nachfolgend wird eine Verschiedenheit von Mitteln zur Verbesserung der Verbindungsfestigkeit zwischen der Waben-Kernstruktur und dem rohrförmigen Metallgehäuse unter aisf Öls Zeichnungen beschrieben

Fig. 1. vmä 2 zeigst perspektivische Ansichten eines aus Metall hergesfes&iteii ?rägerkörpsrs l_r. X^y der vorXlag Erfindung zur Aufnahme eines Abgas-Reinigungsk^tülysators. Der aus Metall hergestellte Trägerkörper 1, 1' ist in der folgenden Weise gestaltet. Die Waben-Kernstruktur 2 der Fig. 1 ist aus einem flachen Metallband 3 und einem gewellten Metallband 4 aufgebaut, die zu einer spiralförmigen Gestalt zusammengerollt sind. Die Waben-Kernstruktur 2' der Fig. 2 ist aus einem flachen Metallband 3* und einem gewellten Metallband 4' aufgebaut, die übereinander gelegt sind. Danach ist die Waben-Kernstruktur 2, 2¹ gemäß Fig. 1 und 2 in einem rohrförmigen Metallgehäuse 6, 6'aufgenommen, und sind diese wesentliche Bauteile in einer beschriebenen Weise miteinander verbunden, um den aus ' Metall hergestellten Trägerkörper 1, 1' in einer Mehrschicht-Verbundform unter Ausbildung vieler netzartig angeordneter Gasströmungskanäle 5, 5* entlang der Mittelachse des Trägerkörpers 1, 1* auszubilden.

Zur Verbesserung der Verbindungefestigkeit zwischen der Waben-Kernstruktur 2, 2' und dem rohrförmigen Metallgehäuse 6, 6' sind Nuten 7 zur Aufnahme von Lötmaterial in der gesamten Innenwand des rohrförmigen Metallgehäuses 6, 6' oder im Mittelen Teil (mit Ausnahme der den einander gegenüberliegenden offenen Enden benachbarten Randteile) des Gehäuses 6, 6' ausgebildet. Die Nuten 7 zur Aufnahme von Lötmaterial dienen dazu, das Lötmaterial festzuhalten.

Die Nuten 7 zur Aufnahme von Lötmaterial können in der Innenwand des rohrförmigen Gehäuses 6, 6^f in einer Vielzahl von in den Fig. 3 bis 15 dargestellten Arten ausgebildet sein. Jedoch ist die Erfindung nicht auf die dargestellten und erläuterten Ausführungsformen beschränkt. Bei linearer Ausbildung kann die einzelne Aussparung 7 bspw. eine Breite von 0,2 bis 1,0 ram und eine Tiefe von 0,2 bis 0,5 rosa aufweisen, was zur Erzielung eines verbesserten Grades der Verbindungsfestigkeit ausreicht. Die Größe der Aussparung 7 ist nicht auf dies« besonderen Werte beschränkt. Im Rahmen der Erfindung können die Nuten 7 zur Aufnahme von Lötmaicorisl im Wege des Präsens, Preserens (plastische Deformation; >>. dgl. -lsgebildet sein.

Fig. 3 zeigt einen Längsschnitt durch ein rohrförmiges Met'tllgehäuses 6, bei dem die Nuten 7 zur Aufnahme von Lötmaterial ^n dessen Innenwand entlang zur Mittelachse des Gehäuses f. rechtwinkliger Linien und in gewünschten Abständen voneinander gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung ausgebildet sind. In jeder der Nuten 7 zur Aufnahme von Lötmaterial ist ein Lötmaterial-Drahtabschnitt 8 aufgenommen bzw. festgehalten.

Fig. 4 zeigt einen Längsschnitt durch ein rohrförmiges Metallgehäuses 6, bei dem die Nuten 7 zur Aufnahme von Lötmaterial entsprechend einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ausgebildet sind. Fig. 5 zeigt eine Draufsicht auf das rohrförmige Metallgehäuse 6 der Fig. 4.

Gemäß Darstellung in den Fig. 4 und 5 sind die Nuten 7 zur Aufnahme von Lötmaterial in der Innenwand des rohrförmigen Metallgehäuses 6 entlang sich parallel zur Mittelachse des

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rohrförmigen Metallgehäuses 6 erstreckender Linien und zugleich entlang seiner gssamten Länge und in gewünschten Abständen voneinander ausgebildet.

6 zeigt einen Längsschnitt durch ein rohrförraiges Metal!gehäuses 6, bei dem die Nuten 7 zur Aufnahme von Lötmaterial entsprechend einer vierten Ausführungsform der Erfindung ausgebildet sind.

Gemäß Darstellung in Fig. 6 besitzen die Nuten 7 zur Aufnahme von Lötmaterial die Form von in der Innenwand des rohrförmigen Metallgehäuses 6 durch plastische Deformation, nämlich durch Pressen, ausgebildeter Aussparungen.

Fig. 7 zeigt eine Draufsicht auf das rohrförmige Metallgehäuse 6, bei dem die Nuten 7 zur Aufnahme von Lötmaterial entsprechend einer vierten Ausführungsform der Erfindung ausgebildet sind. Die Nuten 7 zur Aufnahme von Lötmaterial gemäß Fig. 7 stellen eine Abwandlung derjenigen der Fig. 4 und 5 dar und erstrecken sich in Richtung der Mittelachse des rohrförmigen Metallgehäuses 6 entlang dessen gesamter Länge

Die Fig. 8 bis 11 zeigen ein rohrförmiges Metallgehäuse bei dem die Nuten 7 zur Aufnahme von Lötmaterial entsprechend einer fünften AusfUhrungsfoxm der Erfindung ausgebildet sind. Fig. 8 zeigt einen Längsschnitt durch das Gehäuse 6, Fig. 9 eine Vorderansicht des Gehäuses 6, Fig. 10 einen Teil-Querschnitt nach der Linie A-A der Flg. 9 und Fig. 11 eine Teildraufsicht auf das Gehäuse 6. Bei dem Gehäuse 6 der Fig. 8 bis 11 sind in Abweichung von demjenigen der Fig. 4 und 5 die Nuten 7 zur Aufnahme von Lötmaterial nur am Mittelen Teil anaeordnet. der kurz vor

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den einander gegenüberliegenden offenen Enden des Gehäuses 6 endet. Bei Vorsehung dieser Nuten 7 zur Aufnahme von Lötmaterial ist, nachdem das rohrförmige Gehäuse 6 und die Waben-Kernstruktur 2 miteinander verlötet worden sind, das aufgeschmolzene Lötmaterial am Herausfließen aus dem aus Metall hergestellten Trägerkörper 1 gehindert, wodurch ein verbesserter Grad der Verbindungsfestigkeit für eine lange Zeitspanne gewährleistet ist.

Fig. 12 zeigt einen Längsschnitt durch ein rohrförmiges Metallgehäuse 6, bei dem die Nuten 7 zur Aufnahme von Lötmaterial entsprechend einer sechsten Ausführungsform der Erfindung ausgebildet sind. Bei dieser AusfUhrungsform sind die Nuten 7 zur Aufnahme von Lötmaterial entlang diskreter gebogener Linien ausgeL-ildet, die sich unter einem gewünschten Winkel zur Mittelachse des rohrförmigen Metallgehäuses 6 erstrecken.

Fig. 13 zeigt einen Längsschnitt durch ein rohrförmiges Metallgehäuses 6, bei dem die Nuten 7 zur Aufnahme von Lötmaterial entsprechend einer siebten Ausführungsform der Erfindung ausgebildet sind. Bei dieser Ausführungsform sind die Nuten 7 zur Aufnahme von Lötmaterial entlang durchgehender gebogener Linien ausgebildet, die sich unter einem gewünschten Winkel zur Mittelachse des rohrförmigen Metallgehäuses 6 erstrecken.

Fig. 14 zeigt einen Längsschnitt durch ein rohrförmiges Metallgehäuses 6, bei dem die Nuten 7 zur Aufnahme von Lötmaterial entsprechend einer achten Ausführungsform der Erfindung ausgebildet sind. Bei dieser Ausführungsform sind die Nuten 7 zur Aufnahme von Lötmaterial entlang einander kreuzender, gebogener Linien ausgebildet.

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Fig. 15 zeigt einen Teil-Längeschnitt durch ein rohrförmiges Metal!gehäuses 6, bei dem die Nuten 7 zur Aufnahme von Lötmaterial entsprechend einer neunten Ausführungsform der Erfindung ausgebildet sind. Die Nuten 7 zur Aufnahme von Lötmaterial gemäß Fig. 15 sind in Blöcken ausgebildet.

Bei der Herstellung des aus Metall hergestellten Trägerkörpers zur Aufnahme eines Abgas-Reinigungskatalysators, wie oben beschrieben, sind die in der Innenwand des rohrförmigen Metallgehäuses 6 ausgebildeten Nuten 7 zur Aufnahme von Lötmaterial mit Lötmaterial in Drahtabschnitten 8, wie bspw. in Fig. 3 dargestellt ist, ausgefüllt. Alternativ kann geschmolzenes Lötmaterial durch Abkühlen in den Nuten 7 zur Aufnahme von Lötmaterial verfestigt sein. In weiterer alternativer Form kann eine Lötmaterial enthaltene Paste durch Trocknen in die Nuten 7 zur Aufnahme von Lötmaterial verfestigt sein. Das im Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verwendende Lötmaterial ist vorzugsweise ein Hochtemperatur-Lötmaterial wie bspw. Ni in Hinblick auf die Bedingungen der Verwendung dieser Art eines aus Metall hergestellten Trägerkörpers.

Anschließend wird die Waben-Kernstruktur 2 in dem rohrförmigen Metallgehäuse 6 zur Ausbildung eines Mehrschicht-Verbundkörpers untergebracht, wonach der Verbundkörper auf eine Temperatur in Höhe mindestens derjenigen des Schmelzpunktes des Lötmaterials aufgeheizt wird. Als Folge hiervon werden das rohrförmige Metallgehäuse 6 und die Waben-Kernstruktur 2 miteinander in adäquater Festigkeit mittels des Lötmaterials verbunden. Somit ist es in erfindungsgemäßer Weise reöglich, diese beiden Bauteile insbesondere am zentralen Teil des rohrförmigen Metallgehäuses 6 in zuver-

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lässiger Weise mit verbesserter Festigkeit miteinander zu verbinden.

Im Rahmen der Erfindung sind das flache Metallband 3, 3¹ und das gewellte Metallband 4, 4', die die Waben-Kernstruktur 2, 2' bilden, an den Berührungsbereichen (das flache Band steht mit den Rücken oder Mulden des gewellten Bandes in Berührung) mit Hilfe bekannter Mittel miteinander verbunden. Beispielsweise ist die Waben-Kernstruktur 2, die durch Zusammenroiien des flachen Metallbandes 3 unL des gewellten Metallbandes 4 zu einer Spiralform gebildet ist, in dem rohrförmigen Metallgehäuse 6 aufgenommen, in dem die Drahtabschnitte des Lötmaterials in den Nuten 7 zur Aufnahme von Lötmaterial aufgenommen sind. Anschließend wird das Lötmaterial auf die einander gegenüberliegenden offenen Enden des rohrförmigen Metallgehäuses 6 durch Aufpinseln oder Aufsprühen aufgebracht, und wird überschüssiges Lötmaterial entfernt, wonach der sich ergebende Mehrschicht-Verbundkörper einer Wärmebehandlung ausgesetzt wird. Folglich können die wesentlichen Bauteile (das flache Metallband und das gewellte Metallband) der Waben-Kernstruktur 2 gleichzeitig mit der Ausbildung der Verbindung zwischen der Umfangsflache der Waben-Kernstruktur 2 und des Metallgehäuses 6 miteinander verbunden werden, wodurch eine verbesserte Produktivität erreicht wird. In diesem Fall wird die Verwendung eines rohrförmigen Metallgehäuses 6 bevorzugt, bei dem feine Aussparungen 7 an der Innenwand des rohrförmigen Metallgehäuses 6 ausgenommen an den einander gegenüberliegenden offenen Enden des Gehäuses 6 benachbarten Randbereichen ausgebildet

Alternativ kann bei der Herstellung der Waben-Kernstruktur

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2 ein gewelltes Metallband verwendet werden, bei dem das Lötmaterial bereits an den längs verlaufenden Rücken und/oder Mulden aufgebracht ist. In diesem Fall wird die sich ergebende Waben-Kernstruktur 2 fest in dem rohrförmigen Metallgehäuse 6 aufgenommen bzw. umschlossen, das seinerseits die Drahtabsc'wnitte des Lötmaterials enthält, wonach die Wärmebehandlung durchgeführt wird.

Mit dem in der oben angegebenen Weise ausgebildeten, aus Metall hergestellten Trägerkörper ist es, da die Waben-Kernstruktur und das rohrförmige Metallgehäuse durch Wärmebehandlung miteinander verlötet sind, nachdem die Waben-Kernstruktur in dem rohrförmigen Metallgehäuse aufgenommen ist, in dem das Lötmaterial bereits in den Nuten zur Aufnahme des Lötmaterials aufgenommen ist, die in der Innenwand des rohrförmigen Metallgehäuses ausgebildet sind, möglich, die nachfolgenden vorteilhaften Ergebnisse zu erreichen:

(I) Die Innenwand des Metallgehäuses und die Umfangsflache der Waben-Kernstruktur können an ihren Berührungsbereichen miteinander verbunden werden, insbesondere in ihrem Mittelbereich mit merklich verbesserter Festigkeit, so anB der aus Metall hergestellte Trägerkörper eine außergewöhnliche Haltbarkeit erlangt.

(II) Da das Lötmaterial in der Form von Drahtabschnitten in den zur Aufnahme des Lötmaterials vorgesehenen Nuten aufgenommen ist, kann eine gleichmäßige zuverlässige Lötarbeit erreicht werden.

(III) Es besteht die Möglichkeit der Kortrolle der Menge des zu verwendenden Lötmaterials; im allaemeinen wird ein

-teueres Hochtemperatur-Lötmaterial wie bspw. Ni für die Herstellung eines aus Metall hergestellten Trägerkörpers verwendet.

(IV) es besteht im Vergleich zu der herkömmlichen Art, bei der das Lötmaterial aufgepinselt oder zum Eindringen gebracht wird, die Möglichkeit, den Trocknungsschritt wegzulassen und damit eine verbesserte Produktivität zu erreichen.

Die Erfindung wird nachfolgend im Detail anhand eines Beispiels beschrieben. Es ist jedoch zu beachten, daß die Erfindung nicht auf dieses Erläuterungsbeispiel beschränkt ist.

(I) Herstellung der Waben-Kernstruktur: Ein hitzebeständiges, dünnes Stahlband hergestellt aus rostfreiem ferritischen Stahl (Cr-Gehalt: 20%, Al-Gehalt: 5%) und mit einer Dicke von 0.04 mm und einer Breite von 74,5 mm 1st als flaches Metallband verwendet worden.

Das flache Metallband 1st zwischen Formgebungswalzen hindurchgeführt worden, um ein gewelltes Metallband in Wellenform zu erreichen, bei dem die in Längsrichtung verlaufenden Rücken in einem Scheitelabstand von 2,5 nun zueinander angeordnet sind.

Danach sind das flache Band und des gewellte Band übereinander gelegt worden, um zwiecheneinander Berührungebereiche zu bilden, wonach diese beiden Bänder zu einer Spiralform zusammengerollt und an gewünschten Stellen punktgeschweißt worden sind. Demzufolge ist eine Waben-Kernstruktur mit einem Außendurchmesser von 70 mm und unter Bildung

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vieler netzartig angejrdneter Gasströmungskanäle entlang der Mittelachse der Struktur ausgebildet worden.

(II) Herstellung des Metallgehäuses:

Die Nuten zur Aufnahme des Lötmaterials mit einer Breite von 1 am und einar Tiefe von 0.5 ssss sind an eine- Siech aus rostfreiem austenitischen Stahl (SUS 304) durch Fräsen ausgebildet worden. Ein rohrföxmiges Metallgehäuse mit einea Ztoi&inoai&ezhes&itti&T wen 70 nan, einer Dicke von 1,2 mm und einas. Längs "on 80 mm ist aus dem sich ergebenden Stahlblech hergestellt worden, wobei sechs Nuten zur Aufnahme des Lötmaterials? um den Mittelbereich in der Innenwand des Gehäuses angeordnet worden sind.

(III) Herstellung des aus Metall hergestellten Trägerkörpers:

Drahtabschnitte des Lötmaterials (Nickel) mit einem Durchmesser von 0,4 mm sind in den Nuten zur Aufnahme des Lötmaterials in der Innenwand des Metallgehäuses eingesetzt worden. Die Waben-kernstruktur ist in dem Metallgehäuse fest umschlossen worden, wonach das Metallgehäuse und die Waben-Kernstruktur unter Aufheizung im Vakuum bei einer Temperatur mindestens gleich derjenigen des Schmelzpunktes des Lötmaterials miteinander verlötet worden sind. Als Ergebnis ist ein aus Metall hergestellter Trägerkörper mit dem Metallgehäuse und der Waben-Kernstruktur frei von jeglicher Trennung für eine lange Zeitspanne erreicht worden.

Claims

USUI KOKUSAI SANüYG AABUSHIKI KiISHA Nagasawa, Japan

Aus Metall hergestellter Trägerkörper zur Aufnahme eines Abgaereinigungskatalysators

Ansprüche

1. Aus Metall hergestellter Trägerkörper zur Aufnahme eines Abgas-Reinigungskatalysators, der durch Übereinander anordnung eines flachen Metallbandes, hergestellt aus einem dünnen Metallblech, und eines gewellten Metallbandes, hergestellt aus einem weiteren dünnen Metallblech, das eine über dem anderen in fortlaufender Weise zu einer Waben-Kernstruktur spiralförmiger oder laminierter Gestalt gebildet ist, die viele netzartig angeordnete Gasströmungskanäle entlang der Mittelachse aufweist, und wobei die Waben-Kernstruktur innerhalb eines rohrförmigen Metallgehäused untergebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Waben-Kernstruktur (2) an dem rohrförmigen Metall-

Bankvetbindungen : Deulsche Bank AG, iBLZ 70070010) KonloNr. 2746899·, , ■', ,' ', , " , . " , (Accounts) : Poslgiiokonto München iBlZ 70010080) Konlo-Nr Mctin 40&psgr;,31 pU3; ,··,

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gehäuse (6) mittels 3ines Lötmaterials befestigt ist, das in Nuten (7) zur Aufnahme von Lötmaterial aufgenommen ist, die ihrerseits in der Innenwand des rohrförmigen Metallgehäuses (6) ausgebildet sind.

2» Tr&gerkörper nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß dio Nuten (7) zur Aufnahme von Lötmaterial auf geraden oder gebogenen Linien oder in Blöcken ausgebildet sind.

3. Trägerkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (7) zur Aufnahme von Lötmaterial auf Linien ausgebildetsind, die sich unter einem gewünschten Winkel zur Mittelachse des rohrförmigen Metallgehäuses (6) erstrecken.

4. Trägerkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (7) zur Aufnahme von Lötmaterial in der Innenwand des rohrförmigen Metallgehäuses (6) auf zur Mittelachse desselben parallel verlaufenden und in gewünschten Abständen voneinander angeordneten Linien auegebildet sind.

5. Trägerkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (7) zur Aufnahme von Lötmaterial in der Innenwand desrohrförmigen Metallgehäuses (6) auf zur Mittelachse desselben rechtwinklig verlaufenden und in gewünschten Abständen voneinander angeordneten Linien ausgebildet sind.

6. Trägerkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (7) zur Aufnahme von Lötmaterial in der Innenwand desrohrförmigen Metallgehäu-ses (6) auf der gesamten Axiallänge desselben ausgebildet sind.

7. Trögerkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (7) zur Aufnahme von Lötmaterial In der Innenwand des rohrförmigen Metallgehäuses (6) auf einem Teil der Axiallänge desselben ausgebildet sind.

8. Trägerkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (7) zur Aufnahme von Lötmaterial an der Innenwand des rohrförmigen Metallgehäuses (6) ausgebildete

9. Trägerkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (7) zur Aufnahme von Lötmaterial an der Innenwand des rohrförmigen Metallgehäuses (6) durch Pressen ausgebildete Aussparungen sind.

10. Trägerkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das in den einzelnen Nuten (7) zur Aufnahme von Lötmaterial aufgenommene Lötmaterial die Form eines Drahtabschnittes (8) aufweist.

11. Trägerkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das &iacgr;&idigr;&iacgr; den einzelnen Nuten (7) zur Aufnahme von Lötmaterial aufgenommene Lötmaterial die Form eines Blocks aufweist.

12. Trägerkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das in den einzelnen Nuten (7) zur Aufnahme von Lötmaterial aufgenommene Lötmaterial ein solches ist, das in geschmolzenemZustand in den Nuten eingebracht und anschließend durch Abkühlen in den Nuten (7) verfestigt ist.

13. Trägerkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

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daß das in den Nuten (7) zur Aufnahme von Lötmaterial aufgenommene Lötmaterial ein solches ist, das in den Nuten (7) in pastenförmige!« Zustand eingebracht und anschließend in den Nuten (7) getrocknet ist.