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課題・解決手段

本発明は、排ガス後処理のためのハニカム体(1)に関し、ハニカム体(1)は、第1の端面(2)、第2の端面(3)、両方の端面を突き抜ける中心軸(4)、および長さ(5)を有する。このハニカム体(1)は、少なくとも1つの少なくとも部分的に構造を有する金属層(6)を有し、これは、中心軸(4)の回りに配置され、少なくとも1つの金属層(6)の構造(7)は、山部(8)と谷部(9)とを有し、山部(8)と谷部(9)とは、ハニカム体(1)の長さ(5)の少なくとも部分にわたって延び、中心軸(4)に対し斜めに進む。少なくとも1つの金属接続ストリップ(10)は、少なくとも1つの少なくとも部分的に構造を有する金属層(6)の隣り合う領域(11)の間にさらに設けられ、ハニカム体(1)の長さ(5)よりも短く設計され、ろう付け結合(12)または溶接結合(13)を、前記隣り合う領域(11)に形成する。かかるハニカム体を製造する方法も、特定される。

概要

背景

排ガス後処理のためのハニカム体の多くの異なる構成が、すでに提案されている。原則的に、セラミック製ハニカム体と金属製ハニカム体とで区別される。より簡単な製造、より小さい壁厚、ひいては体積単位当たりのより大きな表面の提供の可能性から、特に、金属ハニカム体が、冒頭で述べられた目的での使用に適している。かかるハニカム体は、スムーズなおよび/または構造を有する金属層またはシートメタル箔で、構成され得る。この金属層は、重ねられ、巻かれ、および/またはねじられ、最終的にハニカム体のハウジングに位置し、多数の、排ガスが流れ通ることができるチャネルが、形成されるようになっている。その際、チャネルは、例えば、直線、曲がり、および/または斜めの形状で、そのようなハニカム体の端面の間に延びる。

ハニカム体の壁、および/またはそこに位置する触媒コーティング、との排ガスの可能な限り密接な接触を起こすことを目的とし、排ガスの層流を、ハニカム体を通じて減少させる措置が、すでに提案されている。例えば、チャネル壁に開口が設けられ、互いに連通するチャネルが形成されるようになっている。同じく、特定の目的に合わせた、チャネルにおける流れの方向転換、チャネル間の圧力差、または同様のこと、を達成するため、チャネルに方向転換構造案内羽根等が設けられることが、知られている。その際、けれども、ハニカム体内における、排ガス流の強められた方向転換で、また圧力損失がハニカム体にわたって高められ得ることが、考慮されなければならない。これは、内燃機関動力損失を導き得る。それによって生じた背圧が、内燃機関からの排ガスの排出を妨げ得るからである。

特に自動車製造の領域では、さらなる要求が、そのようなハニカム体、またはその製造に、突き付けられている。可能な限り低コストで簡単な製造を具体化することに、特に焦点が置かれている。

さらに、そのようなハニカム体は、可動排ガスシステムで、多大な熱的および/または動的負荷変動被ることも、考慮されなければならず、この場合、この状況下でのそのようなハニカム体の耐久性に、特に高い要求がなされることもある。

概要

本発明は、排ガス後処理のためのハニカム体(1)に関し、ハニカム体(1)は、第1の端面(2)、第2の端面(3)、両方の端面を突き抜ける中心軸(4)、および長さ(5)を有する。このハニカム体(1)は、少なくとも1つの少なくとも部分的に構造を有する金属層(6)を有し、これは、中心軸(4)の回りに配置され、少なくとも1つの金属層(6)の構造(7)は、山部(8)と谷部(9)とを有し、山部(8)と谷部(9)とは、ハニカム体(1)の長さ(5)の少なくとも部分にわたって延び、中心軸(4)に対し斜めに進む。少なくとも1つの金属接続ストリップ(10)は、少なくとも1つの少なくとも部分的に構造を有する金属層(6)の隣り合う領域(11)の間にさらに設けられ、ハニカム体(1)の長さ(5)よりも短く設計され、ろう付け結合(12)または溶接結合(13)を、前記隣り合う領域(11)に形成する。かかるハニカム体を製造する方法も、特定される。

目的

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請求項1

排ガス後処理のためのハニカム体(1)であって、第1の端面(2)と、第2の端面(3)と、中心軸(4)と、長さ(5)と、を有し、中心軸(4)は、両方の端面を突き抜け、前記ハニカム体(1)は、少なくとも1つの少なくとも部分的に構造を有する金属層(6)を備え、少なくとも1つの少なくとも部分的に構造を有する金属層(6)は、中心軸(4)の回りに配置され、少なくとも1つの金属層(6)の構造(7)は、山部(8)と、谷部(9)と、を有し、山部(8)と谷部(9)とは、前記ハニカム体(1)の長さ(5)の少なくとも部分にわたって延び、中心軸(4)に対し斜めに進み、さらに、少なくとも1つの金属接続ストリップ(10)が、少なくとも1つの少なくとも部分的に構造を有する金属層(6)の隣り合う領域(11)の間に設けられ、前記少なくとも1つの金属接続ストリップ(10)は、前記ハニカム体(1)の長さ(5)よりも短く、ろう付け結合(12)または溶接結合(13)を、前記隣り合う領域(11)に形成する、ハニカム体。

請求項2

請求項1に記載のハニカム体(1)であって、少なくとも1つの金属接続ストリップ(10)が、5〜20mmの幅(14)を有する、ハニカム体(1)。

請求項3

請求項1または2に記載のハニカム体(1)であって、少なくとも1つの金属接続ストリップ(10)は、中心軸(4)の回りに、少なくとも前記ハニカム体(1)の1つの端面(2,3)の近傍に、配置される、ハニカム体(1)。

請求項4

請求項1〜3の1項に記載のハニカム体(1)であって、少なくとも1つの金属接続ストリップ(10)は、前記ハニカム体(1)の軸方向部分(15)で、少なくとも1つの少なくとも部分的に構造を有する金属層(4)が、それ自体とまたはさらなる少なくとも部分的に構造を有する金属層(6)と接触するのを妨げる、ハニカム体(1)。

請求項5

請求項1〜4の1項に記載のハニカム体(1)であって、山部(8)または谷部(9)と、中心軸(4)と、の間の角度(16)が、最大で20°である、ハニカム体(1)。

請求項6

排ガス後処理のためのハニカム体(1)の製造のための方法であって、少なくとも以下のステップ:a)帯状の、構造を有する金属層(6)を提供するステップであって、前記構造を有する金属層は、金属層(6)の縁(17)に対し斜めに形成された、山部(8)と谷部(9)とを有する構造(7)を有する、ステップ、b)金属接続ストリップ(10)を、構造を有する金属層(6)の第1の表面(19)のサブ部分へ置くステップ、c)金属接続ストリップ(10)と、構造を有する金属層(6)と、の間の、溶接結合(13)を形成するステップ、d)金属接続ストリップ(10)と、構造を有する金属層(6)と、から成る溶接配置を、巻くステップ、e)構造を有する金属層(6)の第2の表面(20)のサブ部分を、金属接続ストリップ(10)へ置くステップ、f)金属接続ストリップ(10)と、構造を有する金属層(6)と、の間の、溶接結合(13)を形成するステップ、g)ステップb)〜f)を、多数のチャネル開口(22)を有するハニカム構造(21)が形成されるまで、繰り返すステップ、h)ハニカム構造(21)をハウジング(23)に挿入するステップ、i)ハニカム構造(21)をハウジング(23)に接続するステップ、を含む方法。

請求項7

請求項6に記載の方法であって、ステップc)およびf)で、ロールシーム溶接またはレーザー溶接のプロセスが行われる、方法。

請求項8

請求項6または7に記載の方法であって、ステップc)およびf)で、それぞれ、構造を有する金属層(6)の山部(8)または谷部(9)との結合だけが形成される、方法。

請求項9

自動車(29)であって、排ガスシステム(30)を有する内燃機関(32)を有し、排ガスシステム(30)は、少なくとも1つの触媒担体(31)または粒子分離機(34)を有し、少なくとも1つの触媒担体(31)または粒子分離機(34)は、請求項1〜5の1項に記載のハニカム体(1)で形成される、自動車。

技術分野

0001

本発明は、特に触媒担体として可動内燃機関排ガスシステムに取り付けられるような、排ガス後処理のためのハニカム体に関する。そのようなハニカム体は、特に大きな表面を提供し、大きな表面上では、触媒活性物質が位置し、ハニカム体を流れ通る排ガスとの接触がもたらされる。本発明は、特に自動車における排ガス浄化との関連で適用される。

背景技術

0002

排ガス後処理のためのハニカム体の多くの異なる構成が、すでに提案されている。原則的に、セラミック製ハニカム体と金属製ハニカム体とで区別される。より簡単な製造、より小さい壁厚、ひいては体積単位当たりのより大きな表面の提供の可能性から、特に、金属ハニカム体が、冒頭で述べられた目的での使用に適している。かかるハニカム体は、スムーズなおよび/または構造を有する金属層またはシートメタル箔で、構成され得る。この金属層は、重ねられ、巻かれ、および/またはねじられ、最終的にハニカム体のハウジングに位置し、多数の、排ガスが流れ通ることができるチャネルが、形成されるようになっている。その際、チャネルは、例えば、直線、曲がり、および/または斜めの形状で、そのようなハニカム体の端面の間に延びる。

0003

ハニカム体の壁、および/またはそこに位置する触媒コーティング、との排ガスの可能な限り密接な接触を起こすことを目的とし、排ガスの層流を、ハニカム体を通じて減少させる措置が、すでに提案されている。例えば、チャネル壁に開口が設けられ、互いに連通するチャネルが形成されるようになっている。同じく、特定の目的に合わせた、チャネルにおける流れの方向転換、チャネル間の圧力差、または同様のこと、を達成するため、チャネルに方向転換構造案内羽根等が設けられることが、知られている。その際、けれども、ハニカム体内における、排ガス流の強められた方向転換で、また圧力損失がハニカム体にわたって高められ得ることが、考慮されなければならない。これは、内燃機関の動力損失を導き得る。それによって生じた背圧が、内燃機関からの排ガスの排出を妨げ得るからである。

0004

特に自動車製造の領域では、さらなる要求が、そのようなハニカム体、またはその製造に、突き付けられている。可能な限り低コストで簡単な製造を具体化することに、特に焦点が置かれている。

0005

さらに、そのようなハニカム体は、可動の排ガスシステムで、多大な熱的および/または動的負荷変動被ることも、考慮されなければならず、この場合、この状況下でのそのようなハニカム体の耐久性に、特に高い要求がなされることもある。

発明が解決しようとする課題

0006

ここから出発して、本発明の課題は、冒頭で記述された技術的問題を、少なくとも軽減する、またはそのうえ解決する、排ガス後処理(特に自動車における)のためのハニカム体を示すことである。

課題を解決するための手段

0007

これらの課題は、請求項1の特徴による、排ガス後処理のためのハニカム体によって、解決される。ハニカム体のさらなる有利な構成は、従属請求項に示される。明細書は、さらなる説明および特徴を含み、それらは、任意の技術的に有意な方法で、請求項の特徴と互いに組み合わせ可能であり、本発明のさらなる実施形態を示すことが、指摘される。

0008

排ガス後処理のためのハニカム体は、第1の端面と、第2の端面と、中心軸と、長さと、を有し、中心軸は、両方の端面を突き抜ける。さらに、ハニカム体は、少なくとも1つの少なくとも部分的に構造を有する金属層を有し、この金属層は、中心軸の回りに配置される。少なくとも1つの金属層の構造は、さらに、山部と谷部とを有し、山部と谷部とは、少なくともハニカム体の長さの部分にわたって延び、中心軸に対し斜めに進む。加えて、少なくとも1つの金属接続ストリップが、少なくとも1つの少なくとも部分的に構造を有する金属層の隣り合う領域間に、設けられ、この少なくとも1つの金属接続ストリップは、ハニカム体の長さよりも短く、この隣り合う領域にろう付け結合または溶接結合を形成する。

0009

ハニカム体は、原則的には違った形を取ることができ、特に、円形の、楕円形の、多角形の、または同様の断面である。そのようなハニカム体は、管状のハウジングで形成されることが多い。排ガスは、その際、作動中に通常、2つの端面の1つを経由して入り、もう1つを経由して再び出て行く。望ましくは本質的に平行に互いに配置された端面は、通常、ハニカム体の長さを中心軸の方向に定め、中心軸は、両方の端面を突き抜け、特に、少なくとも1つ、望ましくは両方の端面に対し、垂直におよび中央に配置される。

0010

ハニカム体は、そのほかに、少なくとも1つの少なくとも部分的に構造を有する金属層を有する。その際、(個々の)金属層は、スムーズなおよび構造を有する部分、または異なった構造を有する部分、を有することが、可能である。この少なくとも1つの金属層は、例えば、らせん状に中心軸の回りに配置され得る。そのほかに、いくつかの金属層は、例えば、層の一部がスムーズでおよび/または少なくとも1つのさらなる金属層と異なる構造を有して、使用されることができる。特に、2つの金属層またはその何倍かは、層の一対が同じ構造(種類、サイズ等)を有するが、これが交差するように異なった方向で形成されて、使用される。

0011

金属層の構造は、その際、望ましくは、全体の長さ、つまり第1の端面と第2の端面との間、にわたって形成される。構造は、山部と谷部とによって形成され、山部と谷部とは、例えば、金属層に刻印されるその際、山部と谷部とは、規則的に金属層の進行方向に交互に現れる。山部と谷部とは、断面において、正弦波ジグザグ形または同様のもの、の一種を形成してもよい。構造および/または山部と谷部とは、これらが中心軸に対し斜めに進むように、配置される。こうして、特にチャネル部分が形成され、チャネル部分は、中心軸に対し平行に延びず、それに対し斜めである。従って、排ガス流が端面に垂直に突き当たると、排ガスは、最初に分割される。排ガスは、山部または谷部で形成されたチャネル開口に入り込み、それからハニカム体の内部で向きを変えられるからである。その際、特に望ましくは、構造は、山部と谷部とが、隣り合う領域(中心軸に関し径方向に見て)で、異なって傾いている、および/または互いに相違する配向を有する、ようになっている。例えば、1つの領域で右への偏向が生じていると、さらに内側に位置する領域では、左への偏向が生じることが望ましく、逆もまた同じである。特に望ましくは、この整列および/または配向が、径方向に見て、常に互い違いになる。これは、山部と谷部とが、線状に重なり合って置かれるのが、少なくとも部分的であり、望ましくはハニカム体のどの箇所でも生じず、かえって、互いに交差し、本質的に点状の隣接ポイントだけを、互いに形成する、ということになる。これによって、部分排ガス流が、永久的に向きを変えられ、隣り合う山部および谷部に、特にジグザグ形に、流入できる、という構造になる。

0012

斜めの構造に加えて、山部および/または谷部上および/または中に、複数の微小備品ガイド面、スタッド等)および/または穴が、設けられることができる。山部および/または谷部上に、それぞれ、いくつかの微小備品および/または穴が設けられる(山部および/または谷部の進行方向に見て)ことが、望ましい。

0013

特にかかる構造の場合、隣り合う領域のこの山部および谷部の間に、永続的な結合を形成することは困難である。かかる金属層の製造の際の許容差のため、および/または組立プロセス中の変形のため、隣接ポイントの正確な位置が、常には予め定められることができないからである。その上、あとからこの箇所に結合物質を置くこと、および/または全ハニカム体にわたって金属層の一様な接続を達成すること、は困難である。

0014

金属ハニカム体は、このため、さらに少なくとも1つの金属接続ストリップを有し、金属接続ストリップは、この隣り合う領域間および隣接ポイント間に、設けられる。1つ、2つ、または3つのかかる金属接続ストリップが設けられることが、望ましい。かかる金属接続ストリップが、ハニカム体の全断面にわたって延びる、つまり特に断面において斜めの構造の全ての隣接ポイントの間に、延びる。金属接続ストリップは、望ましくは、スムーズに作られる、つまり本質的に(意味のあるおよび/または狙いを持って刻印された)構造を有しない。けれども、微小構造が設けられてもよく、微小構造は、例えば、組立プロセスにより、または製造プロセス中に、または構造を有する隣り合う領域が押し付けられて、生じる。この接続ストリップは、従って、面での隣接の可能性を、そのあと線状に隣接する山部および谷部に、この長さ部分で提供し、そこで、それから、ろう付け結合または溶接結合が狙いを定めて形成されることができる。接続ストリップは、例えば、前もってろう材が(大きな面にわたって)備えられてもよく、それから、それぞれの接触領域でのみ、結合が形成される。この金属接続ストリップを経由して、定められた溶接結合が、構造の山部および/または谷部に(両側で)形成される場合に、より狙いを定めて永続的な結合が製造されることができる。その際、全ての山部および/または谷部が結合を有して形成されずに、例えば、隣り合う長さ部分に、「フリーな」および/または「フレキシブルな」隣接ポイントも設けられることが、可能である。従って、熱膨張挙動が、接続ストリップおよび金属層の限定された動き(互いから遠ざかる)により、補償されることができる。2つのろう付け結合または溶接結合の間の、隣り合う「フリーな」および/または「フレキシブルな」隣接ポイントの数は、一定であってもよく、または様々であってもよい。望ましくは、少なくとも2つの「フリーな」および/または「フレキシブルな」隣接ポイントが、2つのろう付け結合または溶接結合の間に提供される。

0015

これは、結果的に、特に、ハニカム体の長さにわたって見て、少なくとも1つの長さ部分が形成され、この長さ部分では、構造が形成された層の隣り合う領域は、接続ストリップを経由して、永続的に固定され、一方、少なくとも1つの他の長さ部分では、隣接ポイント(物質対物質のように固定されない)が、隣り合う構造の間の直接的な接触により形成されることを意味する。

0016

さらに望ましくは、少なくとも1つの金属接続ストリップが、5〜20mm[ミリメートル]の幅を有する。その場合、特に望ましくは、接続ストリップが、従って、それぞれ、最大で、ハニカム体の実際の長さの、5分の1、10分の1、またはそれどころか15分の1だけ、になる。換言すると、これは、金属接続ストリップの幅が、ハニカム体の中心軸および/または長さに対し、平行に定められるべきであることも意味する。金属接続ストリップのこの比較的小さい幅は、ろう付けおよび/または溶接プロセスの特に効率的な適用を許容し、同時に、ハニカム体の熱的および/または動的振舞に応じて狙いを定められた結合領域が、設けられることができる。

0017

ハニカム体の1つの実施形態では、少なくとも1つの金属接続ストリップが、中心軸の回りに、および少なくともハニカム体の1つの端面の近くに、配置される。この場合、望ましくは、金属接続ストリップが、少なくとも1つの金属層の進行に従う、つまり特にまた中心軸の回りにらせん状に進む。特に望ましくは、金属接続ストリップが、両方の端面に隣り合って設けられ、従って特に接続ストリップの数が2つに限られる。

0018

少なくとも1つの金属ストリップが、ハニカム体の軸方向部分で、少なくとも1つの少なくとも部分的に構造を有する金属層の、それ自体とのまたはさらなる少なくとも部分的に構造を有する金属層との接触を妨げると、有利であると考えられる。ハニカム体が、例えば、単一の金属の構造を有する層で形成されると、接続ストリップは、この層の隣り合う領域の間の直接の接触(隣接ポイントで)を阻止する。いくつかの少なくとも部分的に構造を有する金属層が、並列して配置(層状に)され、それから巻かれると、このいくつかの少なくとも部分的に構造を有する金属層の間の接触が、軸方向部分で、阻止される。ハニカム体の他の軸方向部分(中心軸の方向に見て)では、それに比べて、そのような直接の接触がある。金属接続ストリップが、そこに位置しないからである。

0019

さらに、ハニカム体は、山部および/または谷部と、中心軸と、の間の角度が最大で20°[度]になるように、形作られると、有利であると考えられる。特に、角度が、1°〜10°の範囲、特に望ましくは2°〜6°の範囲、にあるように、設けられることができる。

0020

角度は、この小さい傾斜の際にも、ハニカム体の長さにわたって、場合に応じて、少ない数の隣接ポイント(望ましくは2、3、4、5、6、7、8、9または10)だけが作られ、その際に、依然として、特にハニカム構造の安定性が損なわれないこと、および/または圧力による力が金属接続ストリップの領域において大きくなりすぎない(これは特に接続ストリップの変形にもつながり得る)ことが保証されるように、選ばれるべきである。従って、高いセル密度がハニカム体に提供される場合に、および/または密に互いに並んで位置する山部および谷部を有する構造が設けられる場合に、角度が小さく選ばれることが、特に提案される。従って、少なくとも600cpsi(平方インチ当たりのセル)のセル密度を有するハニカム体の場合には、例えば最大で10°の角度が望ましい。特に、この際、角度は、ハニカム体の長さにわたって、1つの山部/谷部にとり最大で4つまたはそれどころかちょうど2つの隣接ポイントが形成されるように、合わせられることが、提案される。

0021

20°より大きい角度で、排ガスシステムのおよび内燃機関のパワー特性に不利な影響を及ぼし得る、背圧になる、望ましくない高い流れ抵抗が形成されることが、分かっている。ハニカム体のこの特性は、角度が減少すると、いっそう弱まる。角度は、特に、山部および/または谷部の進行の中心軸に対し、横におよび/または径方向に、定められることができる。

0022

相応にわずかに傾いた構造を有するハニカム体のこの実施形態は、ここで提案された、金属接続ストリップを有する配置に依らないでも、すでに、重要な、公知のハニカム体の改良であり得る。これは以下のように記述できる:排ガス後処理のためのハニカム体であって、第1の端面と、第2の端面と、中心軸と、長さと、を有し、中心軸は、両方の端面を突き抜け、このハニカム体は、少なくとも1つの少なくとも部分的に構造を有する金属層を備え、少なくとも1つの少なくとも部分的に構造を有する金属層は、中心軸の回りに配置され、少なくとも1つの金属層の構造は、山部と、谷部と、を有し、山部と谷部とは、ハニカム体の長さの少なくとも部分にわたって延び、中心軸に対し斜めに進み、山部または谷部と、中心軸と、の間の角度は、最大で20°である、ハニカム体。接続ストリップが設けられない場合は、従って、(わずかの)隣接ポイントに、ろう付け結合、溶接結合、および/または拡散接合が、設けられることができる。山部/谷部当たりちょうど2または3だけの隣接ポイントが存在すると、ハニカム体の形態は特に望ましい。ハニカム体の形態およびその機能に関し、特に上記の説明が参照される。

0023

本発明のさらなる様相によると、排ガス後処理のためのハニカム体の製造のための方法が、示される。方法は、その際に少なくとも以下のステップを含む。
a)帯状の、構造を有する金属層を提供するステップであって、この構造を有する金属層は、金属層の縁に対し斜めに形成された、山部と谷部とを有する構造を有する、ステップ、
b)金属接続ストリップを、構造を有する金属層の第1の表面のサブ部分の上へ置くステップ、
c)金属接続ストリップと、構造を有する金属層と、の間の、溶接結合を形成するステップ、
d)金属接続ストリップと、構造を有する金属層と、から成る溶接配置を、巻くステップ、
e)構造を有する金属層の第2の表面のサブ部分を、金属接続ストリップの上へ置くステップ、
f)金属接続ストリップと、構造を有する金属層と、の間の、溶接結合を形成するステップ、
g)ステップb)〜f)を、多数のチャネル開口を有するハニカム構造が形成されるまで、繰り返すステップ、
h)ハニカム構造をハウジングに挿入するステップ、
i)ハニカム構造をハウジングに接続するステップ。

0024

ここで定められた方法は、特に上述されたハニカム体の製造のために用いられ、溶接結合が、接続ストリップと、少なくとも1つの少なくとも部分的に構造を有する金属層と、の間に形成される。原則的に、ハニカム体のための説明は、方法にも適用されることができ、その逆もそうであることも、ここで指摘される。

0025

ステップa)では、すでに構造が与えられた金属層が、提供されることが望ましい。普通は、スムーズな、帯状の、巻いたものでらせん状に提供された、シートメタル箔は、構造を形成するために、変形ステップ、例えば波形ロールプロセス、が最初になされる。この場合、帯状の金属層の縁から垂直に延びず、縁に対し斜めに方向づけられた、つまり特に縁への垂線に対し望ましくは最大で20°の角度となるような、構造が選ばれる。とりわけ望ましくは、この場合、山部と谷部とが、互いに平行に、およびこのようにして形成されたハニカム体の全体の長さにわたって、延び、特に、帯状の金属層には、構造のない領域が存在しないようになっている。

0026

構造を有する金属層の第1の表面のサブ部分に(のみ)、それからステップb)で、金属接続ストリップが置かれる。金属接続ストリップは、望ましくはスムーズであるので、従って、例えば、上側(第1の表面)の山部の上にのみ載る。

0027

その次に、ステップc)で、金属接続ストリップと、構造を有する金属層と、の間に、溶接結合が形成される。溶接結合の形成は、その際、望ましくは、例えば、溶接結合が、外側から、金属接続ストリップを経由して、この金属接続ストリップの後ろに配置された金属層に対し形成されることにより、この配置の片側からのみ行われる。

0028

金属接続ストリップと、構造を有する金属層と、から成る、すでに互いに溶接された配置は、それから一緒に互いに(部分的に)巻かれ(ステップd)、次第に、構造を有する金属層が、ハニカム体の中心軸の回りに配置されるようになっている。

0029

特に、巻き上げプロセス中に、構造を有する金属層の第2の表面の(他の)サブ部分が、金属接続ストリップの上へ(構築されたハニカム体の他の箇所で)置かれる(ステップe)。これを換言すると、特に、今度は、例えば、構造を有する金属層の下側(第2の表面)も、巻くプロセスの結果として、(すでに一面で接続された金属接続ストリップの)上へ置かれる。

0030

ステップf)では、今度は、溶接結合が、金属接続ストリップと、構造を有する金属層、特に第2の表面、と、の間に(も)形成される。従って、溶接結合が、接続ストリップの両側で、構造を有する金属層の隣り合う表面(上側/下側)に対して形成される。このようにして、金属接続ストリップは、構造を有する金属層の隣り合う領域に対するそれ自体の溶接結合で、ハニカム体の配置を固定する。

0031

望ましくは、この場合、断続的な巻き上げプロセスが行われ、ステップd)による巻くプロセス中に、同時にステップb)およびe)が(必然的におよび/または自動的に)行われ、巻き上げプロセスの小休止に、異なる場所で(同時に)ステップc)およびf)による溶接結合が形成される。ステップb)〜f)が、従って、多数のチャネル開口を有するハニカム構造が最終的に形成されるまで、何度も繰り返される。ハニカム体は、特に自動車領域での使用にとっては、望ましくは90mm〜120mmの直径を有し、構造を有する金属層の構造高さは、例えば1.5mm〜3mmの範囲にある。従って、所望の寸法でハニカム体が製造されるまで、多数のこのような巻きが形成される。

0032

それから、場合によっては、構造を有する金属層および/または接続ストリップは、切り離されてもよく、このプロセスに続いて、残りの部分が巻き上げられてもよい。

0033

このように用意されたハニカム構造は、それから、ステップh)でハウジングに挿入される。望ましくは、その際、ハニカム構造が、ハウジングによって、特に管状のハウジングによって、完全に取り囲まれる。

0034

その後のプロセスでは、それから、例えば溶接結合の方法またはろう付け結合の方法と同様に、さらに、結合が、ハニカム構造とハウジングとの間に形成されることができる。

0035

このように用意されたハニカム体は、その後に、例えば、熱処理コーティングプロセス等のような、さらなるプロセスがなされる。

0036

この際、ステップc)およびf)で、ロールシーム溶接またはレーザー溶接のプロセスが行われると、方法は望ましい。ロールシーム溶接には、金属接続ストリップと構造を有する金属層とから成る配置が支持されることが、必要となり得る。ロールシーム溶接プロセス中、局部的電流金属箔を通過し、接触圧力およびそれに伴う熱の発生により、溶接線が形成される。レーザー溶接プロセス中、レーザー光線金属シートメタル箔に局部的に向けられ、同様に、熱の発生のために、溶接線が形成される。

0037

さらに、方法実施形態は、ステップc)およびf)で、それぞれ、構造を有する金属層の山部または谷部との結合だけが形成されると、望ましい。金属接続ストリップが、ステップb)で、例えば、構造を有する金属層の上側に置かれると、この金属接続ストリップは、山部とだけ接触し、そこでまた実際に、溶接結合が、山部と、構造を有する金属層と、の間にだけ、形成されるようになっている。巻き上げの際に、それから、金属層の他のサブ部分が、反対側から置かれ、接続ストリップが、今度は、下側および/または谷部とのみ接触して、置かれるようになっている。この箇所で、および/またはステップf)中に、それから、例えば、溶接結合が、谷部と、その後ろに位置する金属接続ストリップと、の間にだけ、形成される。

0038

さらに、本発明の使用に関し、特に、自動車は、排ガスシステムを有する内燃機関を有し、排ガスシステムは、少なくとも1つの触媒担体または粒子分離機を有し、少なくとも1つの触媒担体または粒子分離機は、ここで上述されたハニカム体で形成される。その際、触媒担体および/または粒子分離機は、触媒活性コーティングを有することができ、触媒活性コーティングは、必要に応じて、ハニカム体の軸方向のサブ部分で異なって構成されることもできる。

0039

本発明により、特に、直線方向の場合には常に多数で長く延びる、構造の間の楔状部分が、減少し、それで、ハニカム体の同じセル密度で、より大きな表面が提供されることができ、ウォッシュコートの(または他のコーティングの)望ましくない堆積が、この楔状部分において低減されることができる。

0040

本発明および技術周辺は、以下で図に関連してより詳細に説明される。図は本発明の好ましい実施形態を示し得るが、本発明はそれに限定されないことが、指摘される。特に、示された大きさの割合および角度は、単に図的である。

図面の簡単な説明

0041

排ガス後処理のためのハニカム体の透視図を示す。
構造を有する金属層のおよび金属接続ストリップの、巻かれていない、積み重ねられた配置を示す。
隣接ポイントが形成された、構造を有する金属層の断面における層構成を示す。
接続が行われた、構造を有する金属層および接続ストリップの層構成を示す。
かかるハニカム体用の製造プロセスを概略的に示す。
自動車の排ガスシステムを示す。

実施例

0042

図1は、概略的に、および部分的に透視図で、排ガス後処理のためのハニカム体1を示す。ハニカム体1は、第1の(ここでは上に表されている)端面2と、第2の端面3(下に示されている)と、を有する。第1の端面2と第2の端面3とは、ここでは本質的に平行に互いに配置され、本質的に円形の断面を有する。ハニカム体1は、さらに、中心軸4を有し、中心軸4は、第1の端面2および第2の端面3の中央を通って延び、これらを垂直に貫いている。(円筒形の)ハニカム体1は、さらに、長さ5を有し、長さ5は、第1の端面2と第2の端面3との間の距離に事実上対応する。

0043

ハニカム体1は、2つの主要構成要素、すなわち、まず、この場合、円筒形の、管状のハウジング23、およびその中に位置するハニカム構造21、を有する。ハニカム構造21とハウジング23とは、物質対物質結合で互いに結合される。「物質対物質」結合は、結合パートナー原子または分子の力によって結び付けられる、全ての結合を指す。それらは、通常、同時に、非解放可能な結合であり、結合手段破壊によってのみ、切り離されることができる(特にろう付け結合、溶接結合、拡散接合)。

0044

ハニカム構造21は、ここでは、構造を有する金属層6で形成され、金属層6は、(らせん状に)中心軸4の回りに配置される。金属層6は構造7を有し、構造7は、金属層6の進行方向に交互の山部と谷部とで形成される。構造7は、この場合、その方向が点線で示されている。この構造7は、描かれたハウジング23によって覆い隠されるからである。この点線は、けれども、この構造7の(および/または山部および/または谷部の)延び具合が、中心軸4に対し斜めになることを、示す。金属層6の配置または構成は、ハニカム体の端面および/または全断面が、特に排ガスが入ったり出て行ったりすることができる多数のチャネル開口22に、分けられる、という効果を有する。この場合、チャネル開口22で(のみ)分けられると見なされることができる。ハニカム構造21の内部領域では、独立したチャネルに(完全に)仕切られた流れガイドは実現しないからである。むしろ、排ガスは、チャネル開口22を通って入った後、ハニカム構造を通過する途中で、横におよび/または斜めになっている山部および谷部に繰り返し衝突し、従って偏向される。従って、部分排ガス流は、ハニカム構造21を通って移動する際に、いくつかのまたはそれどころか多数の異なる山部および/または谷部と接触する。これは、排ガスと、金属層6および/またはそこに備えられた触媒活性物質と、の間の密接な接触を促進し、この触媒活性物質は、後でそこに位置する。

0045

さらに、図1は、第1の端面2におよび第2の端面3に隣接する軸方向部分15が形成されることを示し、軸方向部分15には、それぞれ、接続ストリップ10が備えられている。接続ストリップ10は、ここで示されているように、ハニカム構造21の中で金属層6と共に(らせん状に)中心軸4の回りに位置する。その際、接続ストリップ10は、この軸方向部分15で(完全に)、両方の端部で隣接する、金属層6の構造に対し、ろう付け結合12または溶接結合13を形成する。

0046

図2、3、および4は、接続ストリップ10を有する金属層6の隣接状態および/または内部構造を示そうとするものである。そのため、ここでは、この構造部分の巻かれていない配置が選ばれている。従って、図2は、重なって配置された金属層6の2つの部分を概略的に示し、これらは、それぞれ、山部8と谷部9とを有し、山部8と谷部9とは、平行に互いに配置され、両方の縁17の間に延びる。上に示された金属層6では、山部8と谷部9とは左下から右上に進み、一方、その下に配置された金属層6では、山部8と谷部9とは、反対の方向に、つまり右下から左上に、進むことが、見られる。その際、隣接状態を具体的に描くことができるように、分かりやすさのため、上の金属層6では、谷部9のみが描かれ、下に描かれた金属層6では、山部8のみが(点線で)描かれていることに、注意すべきである。縁17に隣接する軸方向部分15の外部で、従って、離散隣接ポイント24でのみ、接触ポイントが、上に位置する金属層6の谷部9と、下に位置する金属層6の山部8と、の間に存在する。その際に十分な安定および支持を提供する隣接ポイント24が形成されることを保証するために、中心軸4(または縁17に垂直な軸)と、山部/谷部の進行と、の間の角度16が、20°までの範囲で選ばれるべきであり、特に、ハニカム構造の長さ(および/または両方の縁17の間の間隔)および/またはセル密度が少ない場合に、比較的大きい角度が望ましい。

0047

図3は、模範的な、直接に互いに隣り合って配置された金属層6の隣接状態を示す。上に描かれた金属層6の谷部9は、下に描かれた金属層6の山部8と、直接の隣接ポイント24を形成し、両方の構造または金属層6が、相対して(直接に)支持されるようになっている。ここで山部/谷部当たり7つの隣接ポイント24が示されているが、この数は、より少なくてもよい(例えば2、3、4または5)。これは、特に、ここで概略的に示すために比較的大きく選ばれた角度16が、より小さい場合に、生ずる。

0048

縁17の近く(およびそれからハニカム体の端面の近く)に、軸方向部分15が備えられ、それぞれ、1つの金属接続ストリップ10が、金属層6の間に位置する(図2参照)。通常、その際、軸方向部分15は、直接に接続ストリップ10の幅14によって定められる。この場合、接続ストリップ10は、今や、隣り合う金属層6に対し、点状の接触領域を形成するだけでなく、望ましくは、本質的に全体の幅14にわたって延びる線状の接触を形成する。この線状の接触に沿って、それから、例えばろう付け結合12が形成されることができる。

0049

同様の状態が図4に描かれ、この図は特に軸方向部分15を通る断面を示す。この場合見られるのは、隣り合う金属層6の間の直接の接触が、山部8および谷部9で、阻止されていることであり、これは、その間に接続ストリップ10が備えられているからである。山部8および/または谷部9の間で、それから、例えば溶接結合13で、物質対物質結合が接続ストリップ10に対し形成される。従って、溶接結合13が、構造を有する金属層6の隣り合う領域11で備えられ、これらは、一方では、接続ストリップ10と、金属層6の第1の表面19と、の間に、他方では、金属層6の第2の表面20で、形成される。

0050

図5は、排ガス後処理のためのかかるハニカム体1用の製造プロセスの経過を、概略的に示す。それに関し、示すのは、特に、単一の金属層6を用いた、ハニカム構造21の連続的な製造であるが、いくつかの金属層6が、相応に、ハニカム構造21の構築に使用されることも、通常可能である(点線で示されるように)。この場合、特に、交差する山部/谷部が、構築の際に達成されるべきである場合、金属層6の構造7が相応に合わせられることが、または、いくつかの金属層の構造が相応に構成されることが、明らかである。

0051

説明を図5の右下で始めると、例えば、コイル(巻かれたもの)が示され、コイルから、帯状のシートメタル材が引き離され、波形工具28に供給される。そこで、金属層6は、山部8および谷部9を有する所望の構造7を得る。構造を有する金属層6は、それから、第2の溶接位置26に送られ、第2の溶接位置26では、第2のサブ部分18が、構造を有する金属層6の第2の表面20で、すでに巻かれた金属接続ストリップ10の上へ置かれる。そこで、谷部9は、接続ストリップ10に対し接続される(溶接結合)。それから、構造21が回転方向27に中心軸4の回りに回転されることにより、構造21はさらに巻き上げられ、あとに続いて、金属層の構造7の山部は、その上に置かれる金属接続ストリップ10に接触する。従って、金属接続ストリップ10が、金属層6の第1の表面19の第1のサブ部分18に接触する。これが行われた後、構造21のさらなる巻き上げの結果として、第1の溶接位置25に達し、第1の溶接位置25では、接続ストリップ10が、金属層6の山部8に溶接される。

0052

最後に、技術的周辺の説明のため、排ガス後処理のためのそのようなハニカム体の使用の領域も、図6で、参照される。この図では、内燃機関32を有する自動車29が、概略的に描かれている。内燃機関32で生じた排ガスは、流れ方向33で排ガスシステム30を通過して導かれ、そこでそのような排ガス後処理が行われ、排ガスが、有害物質および/または粒子に関して浄化されるようになっている。ここで、模範的に、触媒担体31および粒子分離機34が示され、それらは、それぞれ、排ガスシステム30の部分であり、それらを通過して排ガスが導かれる。そのような触媒担体31または粒子分離機34は、ここで記述されたハニカム体とおよび/またはここで記述された方法で、提供されることができる。

0053

図の説明に関し、明白に技術的に可能でないおよび/またはここで明示的に除外されていない限り、それぞれ示された特徴は、他の図からの特徴と互いに組み合わせられてもよいことが、さらに指摘される。

0054

1ハニカム体
2 第1の端面
3 第2の端面
4中心軸
5 長さ
6金属層
7 構造
8 山部
9 谷部
10接続ストリップ
11 領域
12ろう付け結合
13溶接結合
14 幅
15軸方向部分
16 角度
17 縁
18サブ部分
19 第1の表面
20 第2の表面
21ハニカム構造
22チャネル開口
23ハウジング
24 隣接ポイント
25 第1の溶接位置
26 第2の溶接位置
27 回転方向
28波形工具
29自動車
30排ガスシステム
31触媒担体
32内燃機関
33 流れ方向
34 粒子分離機

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