ES2280564T3

ES2280564T3 - Limitador de contraccion para un cuerpo de nido de abeja.

Info

Publication number: ES2280564T3
Application number: ES02762396T
Authority: ES
Inventors: Wolfgang Maus
Original assignee: Emitec Gesellschaft fuer Emissionstechnologie mbH
Current assignee: Vitesco Technologies Lohmar Verwaltungs GmbH
Priority date: 2001-08-02
Filing date: 2002-07-25
Publication date: 2007-09-16
Anticipated expiration: 2022-07-25
Also published as: US20040152595A1; RU2004106529A; DE10137897A1; ATE352708T1; JP2004537414A; KR20040030918A; KR100880755B1; DE50209361D1; EP1415073A1; JP4716654B2; CN1539053A; US8147763B2; RU2289025C2; EP1415073B1; WO2003014544A1; CN1314886C

Abstract

Cuerpo de nido de abeja (1), especialmente para su utilización en un sistema de gas de escape (2) de un motor de combustión interna (3), que comprende una carcasa (4), al menos un limitador de contracción (7) y una matriz metálica (5) con un diámetro medio de partida (6), estando unida la matriz (5) con la carcasa (4) a través del al menos un limitador de contracción (7), caracterizado porque el al menos un limitador de contracción (7) produce una tensión de tracción dirigida hacia fuera en al menos una parte de la matriz (5), de modo que el diámetro medio de partida (6) de la matriz (5) disminuye a lo sumo en un 5%, preferiblemente incluso tan sólo a lo sumo en un 2%, durante y/o después de un esfuerzo térmico, y en donde se presenta al menos una de las propiedades siguientes: - el al menos un limitador de contracción (7) tiene un coeficiente de dilatación térmica distinto del de la matriz (5), - el al menos un limitador de contracción (7) tiene una capacidad calorífica específica de la superficie que es diferente de la que tienen la matriz (5) y/o la carcasa (4).

Description

Limitador de contracción para un cuerpo de nido de abeja.

La invención se refiere a un cuerpo de nido de abeja, especialmente para su utilización en un sistema de gas de escape de un motor de combustión interna, el cual comprende una carcasa y una matriz, especialmente metálica, con un diámetro medio de partida. Tales cuerpos de nido de abeja sirven especialmente como cuerpos de soporte de catalizador para depurar gases de escape de un motor diesel u Otto.

Es sabido que los cuerpos de nido de abeja metálicos dispuestos en sistemas de gas de escape de motores de combustión interna están sometidos a una alta solicitación térmica alternativa. Como consecuencia de esta solicitación térmica y de la configuración generalmente desigual de la carcasa y de la matriz respecto de su capacidad calorífica específica de la superficie, se produce un comportamiento de dilatación diferente de la carcasa y de la matriz. El movimiento relativo resultante de ello en dirección radial y en dirección axial de la matriz con respecto a la carcasa ha conducido a que se conozcan ya un gran número de conceptos diferentes concernientes a un amarre duradero de la matriz en la carcasa.

Se conoce por el documento EP 0 687 807 B un cuerpo de nido de abeja cerámico calentable que presenta elementos de retención que deberán impedir un desplazamiento del cuerpo de nido de abeja como un todo, pero que no pueden impedir una deformación de dicho cuerpo de nido de abeja.

Asimismo, se conoce por el documento JP 02 298 620 A un substrato metálico para el tratamiento de gases de escape de un automóvil, en el que está prevista entre un cuerpo de nido de abeja metálico y una carcasa que lo rodea una carcasa intermedia cilíndrica que está unida en zonas distanciadas, por un lado, con el cuerpo de nido de abeja y, por otro, con la carcasa. La carcasa intermedia está construida como una chapa, preferiblemente hendida, que absorbe tensiones térmicas entre el cuerpo de nido de abeja y la carcasa.

Una posibilidad conocida de amarrar la matriz a la carcasa está descrita, por ejemplo, en la patente US 5,079,210. La patente citada se refiere a un cuerpo de nido de abeja metálico formado por capas de chapa onduladas y lisas que está unido con la carcasa a través de un manguito intermedio. La unión de las capas de chapa con la carcasa se ha realizado aquí de modo que el manguito intermedio está unido con las capas de chapa en una zona extrema y con la carcasa en la zona extrema opuesta. El manguito intermedio presenta una pluralidad de zonas parciales flexibles, de modo que dicho manguito intermedio puede seguir al comportamiento de contracción o de expansión de la matriz metálica. La separación de las zonas parciales flexibles por hendiduras que se extienden en dirección radial permite también una compensación del encogimiento o expansión de la matriz en dirección periférica. La matriz tiene además la posibilidad de expandirse o contraerse libremente en dirección axial. Como consecuencia, los comportamientos diferentes de dilatación térmica de la carcasa y la matriz son compensados por una deformación flexible del manguito intermedio, con lo que no se inician tensiones térmicas de la matriz en la carcasa.

Sin embargo, los ensayos realizados han demostrado que los cuerpos de nido de abeja metálicos conocidos, debido al diferente comportamiento de enfriamiento en zonas de borde o en zonas de núcleo de la matriz después de una reiterada solicitación térmica alternativa, ya no adoptan su configuración original, especialmente de forma cilíndrica, sino que reducen su volumen y presentan un contorno semejante a un tonel. Esto tiene, por ejemplo, la consecuencia de que se forma una rendija anular relativamente grande entre la matriz y la carcasa, a través de la cual, especialmente durante el funcionamiento del cuerpo de nido de abeja en la instalación de gas de escape de un motor de combustión interna, circula el gas de escape no depurado y, por tanto, no se puede garantizar una depuración efectiva según las disposiciones legales.

Por tanto, el cometido de la presente invención consiste en indicar un cuerpo de nido de abeja, especialmente para su utilización en un sistema de gas de escape de un motor de combustión interna, que asegure una conversión efectiva de contaminantes contenidos en el gas de escape incluso después de un gran número de solicitaciones térmicas alternativas del cuerpo de nido de abeja. Asimismo, el cuerpo de nido de abeja deberá presentar una vida útil netamente mejorada, especialmente en lo que se refiere al amarre de la matriz a la carcasa.

Estos problemas se resuelven por medio de un cuerpo de nido de abeja según las características de la reivindicación 1. Otras ejecuciones ventajosas del cuerpo de nido de abeja, que pueden estar expresadas individualmente o en combinación de unas con otras, están descritas en las reivindicaciones subordinadas.

El cuerpo de nido de abeja según la invención se caracteriza porque la matriz está unida con la carcasa a través de al menos un limitador de contracción que produce una tensión de tracción dirigida hacia fuera sobre al menos una parte de la matriz, de modo que el diámetro medio de partida de la matriz, durante y/o después de una solicitación térmica, disminuye a lo sumo en un 5%, preferiblemente incluso a lo sumo tan sólo en un 2%. Por diámetro exterior medio ha de entenderse en el sentido de esta invención al menos un valor promediado a lo largo del perímetro de la matriz.

Un limitador de contracción en este sentido es un componente de un cuerpo de nido de abeja que mantiene al menos a una parte de la matriz bajo tensión cuando ésta quiera contraerse a consecuencia de una solicitación térmica alternativa. No obstante, un limitador de contracción admite también dentro de cierto margen una expansión y/o una contracción de la matriz, y, por consiguiente, no dificulta éstas con tanta fuerza como la carcasa, la cual es sustancialmente rígida o mucho más inerte en cuanto al comportamiento de dilatación térmica en comparación con la matriz. Por ejemplo, un limitador de contracción está construido de modo que éste, en comparación con la carcasa, pueda absorber solamente una porción prefijable de las tensiones que se presentan en dirección radial antes de que dicho limitador de contracción siga al comportamiento de expansión o de contracción. La proporción de estas tensiones radiales está preferiblemente entre 20% y 80%, especialmente entre 35% y 70%. No obstante, es posible también que el limitador de contracción tenga un comportamiento de dilatación térmica prefijable que, en comparación con la matriz, esté desplazado en el tiempo o bien con referencia a la temperatura. Esto significa, por ejemplo, que el limitador de contracción, en comparación con la matriz, comienza a deformarse únicamente en un rango de temperatura más alto y, en comparación con la carcasa, comienza a deformarse ya en un rango de temperatura más bajo. En este caso, es también de importancia la capacidad calorífica específica de la superficie, y así, en ciertas circunstancias, es ventajoso que esta capacidad calorífica específica de la superficie del limitador de contracción esté ubicada en un rango situado entre la capacidad calorífica específica de la superficie de la matriz y la de la carcasa. Este comportamiento de expansión o contracción térmica diferente respecto de la matriz y de la carcasa garantiza, por un lado, que se influya positivamente sobre el comportamiento térmico de la matriz de la manera anteriormente descrita y en particular que se le decelere, mientras que al mismo tiempo se evite un envolvimiento demasiado rígido de la matriz.

Respecto de una referencia axial del diámetro exterior, cabe señalar que hay que determinar el diámetro exterior medio, especialmente cerca de la zona en la que se introduce la tensión de tracción en la matriz. El al menos un limitador de contracción puede estar construido, por ejemplo, como un componente separado dispuesto en o alrededor de la zona en la que deba introducirse una tensión de tracción en la matriz. Esto tiene como consecuencia durante el esfuerzo térmico que se modifiquen sólo muy limitadamente las dimensiones de la matriz, aliviándose de carga especialmente los medios de unión que sirven para inmovilizar la matriz en la carcasa. Cuando estos están dispuestos, por ejemplo, relativamente cerca del al menos un limitador de contracción, especialmente dentro de una distancia de 1 mm a 10 mm, la matriz, a pesar del esfuerzo térmico, permanece entonces en una posición casi inalterada con relación a la carcasa. Los medios de unión pueden hacerse relativamente rígidos en esta ejecución.

El propio al menos un limitador de contracción es aquí parte de la unión de la matriz con la carcasa. En contraste con los elementos de unión flexibles conocidos entre la matriz y la carcasa que permiten un movimiento relativo libre de la matriz con respecto a la carcasa, se propone según la invención que se influya deliberadamente sobre el comportamiento de contracción de la matriz de modo que se mantenga sustancialmente constante la configuración exterior del cuerpo de nido de abeja, especialmente de la matriz, a lo largo de un gran número de esfuerzos térmicos alternativos. Una contracción máxima permitida del diámetro medio de partida de a lo sumo un 5% garantiza aquí, por un lado, que se tenga en cuenta el diferente comportamiento de dilatación térmica de la matriz y la carcasa y, por otro lado, que la matriz "sea desplegada en abanico" en el más amplio grado posible por medio del al menos un limitador de contracción para que dicha matriz casi llene toda la sección transversal de la carcasa. En consecuencia, las cavidades de la matriz están ampliamente abiertas, pudiendo detectarse solamente una caída de presión muy pequeña de una corriente de gas que atraviese el cuerpo de nido de abeja.

El cuerpo de nido de abeja abarca la configuración del al menos un limitador de contracción y de la matriz con coeficientes de dilatación térmica diferentes. Esto es de importancia, entre otras razones, porque la tensión de tracción a introducir como máximo depende fuertemente de la temperatura, y por medio de una elección experta del material o de los coeficientes de dilatación térmica del al menos un limitador de contracción y de la matriz en intervalos de temperatura diferentes se puede introducir cada vez una tensión de tracción prefijable que varíe especialmente en función de la temperatura.

Según otra ejecución del cuerpo de nido de abeja, el al menos un limitador de contracción está unido mediante una zona frontal con la matriz, formándose una zona de unión, y está unido mediante una zona extrema con la carcasa, formándose una zona de fijación. Esta configuración de la unión garantiza especialmente un comportamiento de expansión o contracción axial libre de la matriz. La zona de unión está realizada aquí extendiéndose preferiblemente en la dirección periférica de la matriz, de modo que se garantiza una iniciación lo más homogénea posible de la tensión de tracción en la matriz. Por tanto, se evitan puntas de tensión que pudieran perjudicar la integridad estructural de la matriz.

Cuando el al menos un limitador de contracción y la matriz presentan una zona de unión común y la matriz tiene paredes unidas una con otra por medio de técnicas de ensamble, la tensión de tracción introducida a través de la zona de unión corresponde entonces, según otra ejecución del cuerpo de nido de abeja, a lo sumo a una resistencia media de las uniones de ensamble de las paredes una con otra y/o a una resistencia media de las propias paredes. Con resistencia media se quiere dar a entender aquí un valor promediado referido a los distintos puntos de unión de las paredes contiguas de la matriz o la resistencia a la tracción del material de las propias paredes.

La limitación de la tensión de tracción introducida por medio del limitador de contracción asegura que no se destruyan las propias uniones de ensamble ni las paredes. Dado que la tensión de tracción está dirigida especialmente hacia fuera o bien en dirección radial hacia fuera, se tiene aquí también en primer plano la resistencia correspondiente de la unión o de las paredes en esta dirección.

Respecto del diseño del al menos un limitador de contracción, hay que tener en cuenta también que las resistencias medias de las uniones de ensamble o de las paredes dependen de la temperatura, por lo que, en caso de una disminución condicionada por la temperatura en las resistencias medias de las uniones de ensamble o de las paredes, la respectiva resistencia más baja (unión o paredes) tiene que ser mayor que la tensión de tracción introducida.

Según otra ejecución más del cuerpo de nido de abeja, la tensión de tracción generada por el al menos un limitador de contracción actúa en un intervalo de temperatura de -40ºC a 1050ºC. Este intervalo de temperatura comprende las temperaturas que se presentan durante el uso de un cuerpo de nido de abeja de esta clase. De esta manera, se garantizan siempre la presencia de la tensión de tracción y, por tanto, el comportamiento de contracción limitada. Aparte de la contracción del cuerpo de nido de abeja en el rango de temperaturas muy frías, especialmente por debajo de 0ºC y especialmente por debajo de -20ºC, el intervalo de temperatura comprendido entre 600ºC y 1050ºC tiene también un importante cometido en este contexto. Este intervalo de temperatura tiene una importancia esencial en lo que respecta al comportamiento de contracción o expansión de la matriz metálica después o durante una solicitación térmica de la matriz por parte de un gas de escape caliente. En este intervalo de temperatura, especialmente a una velocidad alta de variación de la temperatura, tal como, por ejemplo, en la fase de arranque en frío o inmediatamente después de la desconexión del motor de combustión interna, se presentan diferencias especialmente grandes respecto del comportamiento de dilatación térmica de la matriz y la carcasa, de modo que precisamente en este intervalo de temperatura se deberá dificultar la contracción del cuerpo de nido de abeja. En este contexto, la matriz, el al menos un limitador de contracción y la carcasa pueden estar dispuestos uno con relación a otro al menos en zonas parciales de modo que la matriz se aplique directamente a la carcasa a través del al menos un limitador de contracción, produciéndose parcialmente en la matriz por medio de la carcasa, a temperaturas inferiores a 600ºC, una tensión de tracción netamente más pequeña o incluso una tensión de contracción.

Según otra ejecución más, la zona de unión está dispuesta cerca de un lado frontal, preferiblemente dentro de la distancia al lado frontal, en la dirección de un eje, de menos de 20 mm, especialmente incluso menos de 10 mm. Si se considera, por ejemplo, la utilización de un cuerpo de nido de abeja de esta clase en un sistema de gas de escape de un motor de combustión interna, se presentan entonces esfuerzos térmicos alternativos muy grandes precisamente en la zona del lado de entrada de gas y del lado de salida de gas, es decir, en la zona de los lados frontales. Dado que, además, en una corriente de gas de escape de esta clase se presentan fluctuaciones de presión muy fuertes, especialmente la zona de la matriz próxima al lado de entrada de gas está también fuertemente solicitada en el aspecto dinámico. Por tanto, la disposición de la zona de unión cerca del lado de entrada de gas favorece también la integridad estructural en esta zona. Además, el lado de entrada de gas y/o el lado de salida de gas pueden aprovecharse así eventualmente también como punto de referencia fijo del cuerpo de nido de abeja en el sistema de gas de escape, ya que una expansión o contracción del cuerpo de nido de abeja en dirección axial en tal unión tiene como consecuencia sustancialmente tan sólo un movimiento relativo del lado de entrada de gas y/o del lado de salida de gas.

Según otra ejecución más del cuerpo de nido de abeja, el al menos un limitador de contracción está configurado de modo que éste sella una rendija anular que rodea la matriz. Se asegura así que, por ejemplo, un gas de escape a depurar no pueda circular por delante de la matriz, sino que toda la corriente de gas de escape atraviese la matriz y sea convertida catalíticamente.

Según otra ejecución más, están dispuestos axialmente varios limitadores de contracción uno tras otro, prefiriéndose una disposición de tales limitadores decalados uno respecto de otro en la dirección de un perímetro de la matriz. En particular, los varios limitadores de contracción son de construcción flexible en la dirección del eje para realizar una contracción o expansión axial libre de la matriz. Esta configuración del cuerpo de nido de abeja se ofrece especialmente cuando la matriz tiene una relación de diámetro de partida a longitud axial que es mayor que dos. En tales formas de realización de cuerpos de nido de abeja a manera de cigarros se conectan varios limitadores de contracción uno tras otro para conseguir un amarre duradero de la matriz a la carcasa, dificultando éstos el comportamiento de expansión o contracción de la matriz ciertamente en dirección radial, pero no en dirección axial.

Según otra ejecución más del cuerpo de nido de abeja, el al menos un limitador de contracción y la matriz son de material diferente.

Según otra ejecución más del cuerpo de nido de abeja, la matriz está térmicamente aislada con respecto a la carcasa. Esto tiene la ventaja de que se suprime un intercambio de calor entre la matriz y la carcasa, de modo que los limitadores de contracción no representan ninguna fuente de calor ni ningún sumidero de calor en lo que respecta al comportamiento de dilatación térmica de la matriz y la carcasa.

Según otra ejecución más del cuerpo de nido de abeja, las paredes de la matriz comprenden láminas de chapa al menos parcialmente estructuradas que están apiladas y/o arrolladas de modo que forman canales que pueden ser recorridos por un gas. En particular, se prefiere una disposición de las láminas de chapa en forma de espiral, de S o de evolvente. Las láminas de chapa presentan aquí preferiblemente un espesor de menos de 0,06 mm, especialmente incluso menos de 0,03 mm. En este caso, es especialmente ventajoso que la matriz tenga una densidad de canales de más de 600 cpsi ("cells per square inch" = celdas por pulgada cuadrada), especialmente más de 1000 cpsi. Con miras a la utilización de un cuerpo de nido de abeja de esta clase en un sistema de gas de escape de un motor de combustión interna es ventajoso un revestimiento catalíticamente activo de dicho cuerpo de nido de abeja para poder garantizar ya a temperaturas relativamente bajas una conversión efectiva de contaminantes contenidos en el gas de escape.

Según otra ejecución más, la matriz está rodeada al menos en parte por una lámina estructurada exterior que forma especialmente al menos en parte el al menos un limitador de contracción. La lámina estructurada ofrece aquí la ventaja de que representa un limitador de contracción de una sola pieza, eventualmente periférico, garantizándose al mismo tiempo cierta flexibilidad en dirección periférica a consecuencia de su estructuración.

Según otra ejecución más, se propone que el al menos un limitador de contracción presente medios para impedir una propagación de fisuras. Tales medios representan, por ejemplo, acumulaciones de material, nervios transversales, hendiduras transversales o similares que impiden que una formación de fisuras térmica o mecánicamente condicionada se propague sin impedimentos por el limitador de contracción.

Se explica ahora la presente invención con más detalle ayudándose de formas de realización especialmente preferidas y haciendo referencia a los dibujos. Muestran:

La figura 1, esquemáticamente, la estructura de un sistema de gas de escape con un motor de combustión y un cuerpo de nido de abeja,

La figura 2, en perspectiva y esquemáticamente, una forma de realización del cuerpo de nido de abeja,

La figura 3, esquemáticamente, en perspectiva y en una vista de detalle, otra forma de realización del cuerpo de nido de abeja,

La figura 4, esquemáticamente, una vista en sección de otra forma de realización del cuerpo de nido de abeja y

La figura 5, esquemáticamente y en perspectiva, una vista de detalle de otra forma de realización del cuerpo de nido de abeja.

La figura 1 muestra esquemáticamente la estructura de un sistema de gas de escape 2 para depurar gas de escape producido en el motor de combustión interna 3. Para la conversión de contaminantes contenidos en el gas de escape, el sistema de gas de escape 2 presenta varios componentes, por ejemplo trampas de partículas, elementos de calentamiento eléctrico o bien un cuerpo de nido de abeja 1.

La figura 2 muestra esquemáticamente y en perspectiva una forma de realización de un cuerpo de nido de abeja que es especialmente adecuado para su utilización en un sistema de gas de escape de un motor de combustión interna 3. El cuerpo de nido de abeja 1 comprende una carcasa 4 y una matriz metálica 5 con un diámetro medio de partida 6. La matriz 5 está unida con la carcasa 4 a través de al menos un limitador de contracción 7 (no representado), produciendo el al menos un limitador de contracción una tensión de tracción dirigida hacia fuera en la matriz 5, de modo que el diámetro medio de partida 6 de la matriz 5 se contrae durante y/o después de un esfuerzo térmico en a lo sumo un 5%, preferiblemente incluso tan sólo a lo sumo un 2%.

El al menos un limitador de contracción 7 está unido aquí con la matriz 5 mediante una zona frontal 8 (no representada), formándose una zona de unión 9. El al menos un limitador de contracción 7 está unido con la carcasa 4 por medio de una zona extrema 10 (no representada) y forma así una zona de fijación 11. La zona de unión 9 está dispuesta cerca de un lado de salida de gas dentro de una distancia 14 de menos de 20 mm con respecto al lado frontal 13 de entrada de gas en la dirección de un eje 15. Asimismo, según la invención, sería posible también formar la zona de unión 9 cerca del lado frontal de salida de gas 28.

La matriz 5 del cuerpo de nido de abeja 1 presenta paredes 12 que comprenden láminas de chapa 18 y 19 al menos parcialmente estructuradas que están apiladas y/o arrolladas de modo que éstas forman canales 20 que pueden ser recorridos por un gas. La forma de realización representada de un cuerpo de nido de abeja 1 muestra una disposición en forma de S de las láminas de chapa 18 y 19, terminando cada una de éstas en el perímetro 17 del cuerpo de nido de
abeja 1.

La figura 3 muestra esquemáticamente y en una vista de detalle una zona parcial de la matriz 5 y de la carcasa 4, estando unida la matriz 5 con la carcasa 4 a través de varios limitadores de contracción 7. Los limitadores de contracción 7 producen en la matriz 5 una tensión de tracción orientada hacia fuera, es decir, dirigida hacia la carcasa 4, de modo que el diámetro medio de partida 6 (no representado) de la matriz 5 se contrae durante y/o después de un esfuerzo térmico en a lo sumo un 5%, preferiblemente incluso tan sólo en a lo sumo un 2%.

Los limitadores de contracción 7 están unidos con la matriz 5 mediante una zona frontal 8, con lo que se forma una zona de unión 9, y están unidos también con la matriz 4 por medio de una zona extrema 10, con lo que se forma una zona de fijación 11. La tensión de tracción introducida a través de la zona de unión 9 corresponde aquí a lo sumo a una resistencia media de la uniones de ensamble de las paredes 12 una con otra y/o a una resistencia media de las propias paredes 12.

Las paredes 12 se forman aquí con láminas estructuradas 18 y láminas lisas 19, de modo que se forman canales 20 que pueden ser recorridos por un gas. Las láminas de chapa 18 y 19 presentan un espesor 21 de menos de 0,06 mm. Con miras a la utilización de un cuerpo de nido de abeja 1 de esta clase en un sistema de gas de escape 2 de un motor de combustión interna 3 (no representado), la densidad de canales de la matriz 5 asciende a al menos 600 cpsi ("celdas por pulgada cuadrada"), estando las láminas de chapa 18, 19 provistas de un revestimiento catalíticamente activo 22 para la conversión de contaminantes contenidos en el gas de escape.

Los limitadores de contracción 7 representados tienen medios (por ejemplo, nervios transversales 23 y hendiduras transversales 24) para impedir una propagación de fisuras. Se impide así que una fisura se difunda desde la zona de unión 9 hasta la zona de fijación 11. Debido a la disposición de los limitadores de contracción 7 entre la carcasa 4 y la matriz 5 se forma una rendija anular 16 que es sellada ventajosamente por los limitadores de contracción 7. Esta rendija anular 16 es relativamente pequeña, ya que, habitualmente, la matriz 5 se aplica con efecto de succión a la carcasa 4 inmediatamente después de la fabricación y la contracción del diámetro medio de partida 6 de la matriz 5 se contrae según la invención a lo sumo en un 5% durante y/o después de un esfuerzo térmico.

La figura 4 muestra esquemáticamente otra forma de realización del cuerpo de nido de abeja 1 según la invención. La matriz 5 está unida aquí con la carcasa 4 a través de varios limitadores de contracción 7a y 7b, formándose sendas zonas de unión 9 entre cada uno de los limitadores de contracción 7a, 7b y la matriz 5 y formándose sendas zonas de fijación 11 entre cada uno de los limitadores de contracción 7a, 7b y la carcasa 4. Los limitadores de contracción 7a, 7b producen en la matriz una tensión de tracción dirigida hacia fuera, de modo que el diámetro medio de partida 6 de la matriz 5 se contrae a lo sumo en un 5% durante y/o después de un esfuerzo térmico. Los limitadores de contracción 7a y 7b están dispuestos axialmente 15 uno tras otro, prefiriéndose una disposición mutuamente decalada en la dirección de un perímetro 17 (no representado) de la matriz 5. Los limitadores de contracción 7a y 7b son de construcción flexible en la dirección del eje 15 para lograr una contracción o expansión axial libre de la matriz 5.

La configuración exterior de la matriz 5 se ha representado aquí en la forma en que aparece usualmente después de varios esfuerzos térmicos alternativos. Mientras que la línea de trazos hasta la que se extiende el diámetro medio de partida 6 insinúa la configuración original (forma cilíndrica), la matriz 5 presenta ahora una configuración en forma de tonel. Sin embargo, los limitadores de contracción 7a y 7b garantizan que se mantenga muy pequeña la rendija anular 16, ya que se admite una contracción máxima de 5% del diámetro medio de partida 6, especialmente cerca del lado frontal 13 de entrada de gas o del lado frontal 28 de salida de gas.

La figura 5 muestra esquemáticamente y en perspectiva una vista de detalle de otra forma de realización del cuerpo de nido de abeja. La matriz 5 está formada aquí nuevamente con láminas lisas 19 y láminas estructuradas 18 de modo que se obtienen canales 20 que pueden ser recorridos por un fluido. En la forma de realización representada la matriz 5 está rodeada por un limitador de contracción 7, estando éste unido con la matriz 5 a través de dos zonas de unión 9. El limitador de contracción 7 produce una tensión de tracción dirigida hacia fuera en al menos una parte de la matriz 5, de modo que el diámetro medio de partida 6 (no representado) de la matriz 5 disminuye a lo sumo en un 5% durante y/o después de un esfuerzo térmico. La inmovilización de la matriz 5 con la carcasa 4 (no representada) se efectúa en este caso con ayuda de al menos un medio de fijación 25 que está unido con la carcasa 4 (no representada) a través de un primer amarre 26 y con la matriz 5 por medio de un segundo amarre 27. Dado que se evita una disminución importante del diámetro exterior 6 por medio del limitador de contracción 7, se puede realizar una inmovilización de la matriz 5 con ayuda de medios de fijación relativamente robustos 25, especialmente cuando el segundo amarre 25 está dispuesto cerca del limitador de contracción 7.

Lista de símbolos de referencia

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1: \vtlargap Cuerpo de nido de abeja

2: \vtlargap Sistema de gas de escape

3: \vtlargap Motor de combustión interna

4: \vtlargap Carcasa

5: \vtlargap Matriz

6: \vtlargap Diámetro de partida

7: \vtlargap Limitador de contracción

8: \vtlargap Zona frontal

9: \vtlargap Zona de unión

10: \vtlargap Zona extrema

11: \vtlargap Zona de fijación

12: \vtlargap Pared

13: \vtlargap Lado frontal de entrada de gas

14: \vtlargap Distancia

15: \vtlargap Eje

16: \vtlargap Rendija anular

17: \vtlargap Perímetro

18: \vtlargap Lámina estructurada

19: \vtlargap Lámina lisa

20: \vtlargap Canal

21: \vtlargap Espesor

22: \vtlargap Revestimiento

23: \vtlargap Nervios transversales

24: \vtlargap Hendiduras transversales

25: \vtlargap Medio de fijación

26: \vtlargap Primer amarre

27: \vtlargap Segundo amarre

28: \vtlargap Lado frontal de salida de gas

\global\parskip0.000000\baselineskip

Claims

1. Cuerpo de nido de abeja (1), especialmente para su utilización en un sistema de gas de escape (2) de un motor de combustión interna (3), que comprende una carcasa (4), al menos un limitador de contracción (7) y una matriz metálica (5) con un diámetro medio de partida (6), estando unida la matriz (5) con la carcasa (4) a través del al menos un limitador de contracción (7), caracterizado porque el al menos un limitador de contracción (7) produce una tensión de tracción dirigida hacia fuera en al menos una parte de la matriz (5), de modo que el diámetro medio de partida (6) de la matriz (5) disminuye a lo sumo en un 5%, preferiblemente incluso tan sólo a lo sumo en un 2%, durante y/o después de un esfuerzo térmico, y en donde se presenta al menos una de las propiedades siguien-
tes:

-: el al menos un limitador de contracción (7) tiene un coeficiente de dilatación térmica distinto del de la matriz (5),

-: el al menos un limitador de contracción (7) tiene una capacidad calorífica específica de la superficie que es diferente de la que tienen la matriz (5) y/o la carcasa (4).

2. Cuerpo de nido de abeja (1) según la reivindicación 1, caracterizado porque el al menos un limitador de contracción (7) está unido con la matriz (5) por medio de una zona frontal (8), con lo que se forma una zona de unión (9), y está unido también con la carcasa (4) por medio de una zona extrema (10), con lo que se forma una zona de fijación (11).

3. Cuerpo de nido de abeja (1) según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la tensión de tracción generada por el al menos un limitador de contracción (7) actúa en un intervalo de temperatura de -40ºC a 1050ºC.

4. Cuerpo de nido de abeja (1) según una de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el al menos un limitador de contracción (7) y la matriz (5) presentan una zona de unión común (9), caracterizado porque la zona de unión (9) está dispuesta cerca de un lado frontal de entrada de gas (13, 28), preferiblemente dentro de una distancia (14) de menos de 20 mm, especialmente incluso menos de 10 mm, con respecto al lado frontal de entrada de gas (13, 28) en la dirección de un eje (15).

5. Cuerpo de nido de abeja (1) según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el al menos un limitador de contracción (7) está configurado de modo que sella una rendija anular (16) que rodea a la matriz (5).

6. Cuerpo de nido de abeja (1) según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque varios limitadores de contracción (7a, 7b) están dispuestos axialmente uno tras otro, prefiriéndose una disposición mutuamente decalada en la dirección de un perímetro (17) de la matriz (5), y especialmente los varios limitadores de contracción (7a, 7b) son de construcción flexible en la dirección del eje (15) para lograr una contracción o expansión axial libre de la matriz (5).

7. Cuerpo de nido de abeja (1) según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el al menos un limitador de contracción (7) y la matriz (5) son de materiales diferentes.

8. Cuerpo de nido de abeja (1) según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque la matriz (5) está térmicamente aislada con respecto a la carcasa (4).

9. Cuerpo de nido de abeja (1) según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque la matriz (5) presenta paredes (12) que comprenden láminas de chapa (18, 19) al menos parcialmente estructuradas que están apiladas y/o arrolladas de modo que éstas forman canales (20) que pueden ser recorridos por un gas.

10. Cuerpo de nido de abeja (1) según la reivindicación 9, caracterizado porque la matriz (5) está rodeada al menos en parte por una lámina estructurada exterior (18) que forma especialmente al menos en parte el al menos un limitador de contracción (7).

11. Cuerpo de nido de abeja (1) según la reivindicación 9 ó 10, caracterizado porque las láminas de chapa (18, 19) presentan un espesor (21) de menos de 0,06 mm, especialmente incluso menos de 0,03 mm.

12. Cuerpo de nido de abeja (1) según una de las reivindicaciones 9 a 11, caracterizado porque la densidad de canales de la matriz (5) es mayor de 600 cpsi, especialmente mayor de 1000 cpsi.

13. Cuerpo de nido de abeja (1) según una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque éste presenta un revestimiento catalíticamente activo (22).

14. Cuerpo de nido de abeja (1) según una de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque el al menos un limitador de contracción (7) presenta medios (23, 24) para impedir una propagación de
fisuras.