EP0245738B1

Metallic honeycomb body, particularly a catalyst carrier, provided with a supporting wall, and its manufacturing process

Abstract

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EP0245738B1, drawing sheet 1
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Expired 4 May 2007, 19.4 years ago.

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23 claims: 10 independent, 13 dependent

  1. 1
    Aus zumindest teilweise strukturierten Blechen (1, 2) geschichteter oder gewickelter, in einem Mantel (3;23a, 23b, 23c;43;63;93a, 93b;133;153a, 153b;173a;193;203;213a, 213b) untergebrachter, von einem Fluid durchströmbarer Wabenkörper (20;30;40;60;90a, 90b;130a, 130b;150a, 150b;170a, 170b;190a, 190b, 190c, 190d;21 Oa, 21 Ob), insbesondere Katalysator-Trägerkörper, dadurch gekennzeichnet, daß Teilabschnitte des Mantels und/oder eine oder mehrere im Inneren des Wabenkörpers angeordnete, mit dem Mantel fest verbundene zusätzliche Tragwände (4;24a, 24b, 24c;44;64a, 64b;74a, 74b, 74c;134;154a, 154b;174;204;214) die den Körper tragende Struktur bilden, an der gekrümmt oder geknickt verlaufende bei radialen Dehnungen der tragenden Struktur verbiegbare Bleche (1, 2) beidseitig einzeln oder untereinander zu Verbundkörpern unter Belassung von Dehnfugen (97;197) zwischen Mantelteilen und Blechen bzw. Blechen oder Verbundkörpern untereinander zusammengefügt befestigt sind.
  2. 2
    Wabenkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragwände sich nur über einen Teil der axialen Länge des Wabenkörpers erstrecken und/oder in radialer Richtung nur über einen Teil des Durchmessers.
  3. 3
    Wabenkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper in an sich bekannter Weise aus spiralig gewickelten, zumindest teilweise strukturierten Blechen (1, 2) besteht, die untereinander fügetechnisch zumindest in Teilbereichen zu einem Verbundkörper zusammengefügt sein können, wobei eine Tragwand (4) die einzige fügetechnische Verbindung (5) zwischen Mantel (3) und Körper herstellt.
  4. 4
    Wabenkörper nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bleche (1, 2) im Bereich ihrer Berührungsstellen mit der tragenden Struktur etwa senkrecht zur Durchströmungsrichtung geschlitzt sind.
  5. 5
    Wabenkörper nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß alle Bleche (1, 2) U-förmig, V-förmig oder Kreissegment-förmig verlaufen, ggf. mit unterschiedlich langen Schenkeln, wobei die Enden der Bleche (1, 2) jeweils mit dem Mantel oder einer Tragwand verbunden sind.
  6. 6
    Wabenkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragwand (64a, 64b) bzw. die Tragwände (74a, 74b, 74c) den Wabenkörper in zwei oder mehr unabhängige Segmente (78a, 78b, 78c) teilt bzw. teilen.
  7. 7
    Wabenkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragwand (44;64a, 64b) bzw. die Tragwände mit dem Mantel (43;63) verbunden (45a, 45b;65a, 65b) sind und ihn gegen Verformung stabilisieren.
  8. 8
    Wabenkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagen (1, 2) etwa U-förmig oder V-förmig gebogen sind und ihre beiden Enden jeweils an der gleichen Seite einer Tragwand (44;64a, 64b;134;154a, 154b;214) oder eines Mantelabschnitts (93a, 93b;193) befestigt sind.
  9. 9
    Wabenkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagen (1, 2) nahezu geschlossen gebogen sind und ihre beiden Enden (6a, 6b) jeweils auf verschiedenen Seiten einer Tragwand (4;174;204) befestigt sind.
  10. 10
    Wabenkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einige der Lagen (1, 2) gebogen von einer Tragwand (24a, 24b bzw. 24c) zu einer anderen Tragwand (24b, 24c bzw. 24a) verlaufen und mit ihren Enden an diesen befestigt sind.
  11. 11
    Wabenkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigung zwischen Lagen (1, 2) und Tragwand (4;24a, 24b, 24c;44;64a, 64b) eine Löt- oder Schweißverbindung und/oder eine mechanische Formschlußverbindung (46;86) ist.
  12. 12
    Wabenkörper nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragwand (84) bzw. die Tragwände Vorsprünge (86) und/oder Nuten aufweist bzw. aufweisen, welche formschlüssige Verbindungen mit den Lagen (1, 2) bilden.
  13. 13
    Wabenkörper nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (86) und/oder Nuten etwa senkrecht zu den anliegenden Lagen (1, 2) verlaufen.
  14. 14
    Wabenkörper nach Anspruch 11, 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß jede Tragwand (44) mit mindestens einer Schweißnaht (46), vorzugsweise Laserschweißnaht versehen ist, die die anliegenden Lagen (1, 2) mit einbezieht, wobei die Schweißnaht (46) einen Wurzeldurchhang aufweisen kann, der gleichzeitig noch eine Formschlußverbindung bewirkt.
  15. 15
    Wabenkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagen (1, 2) zusätzlich stirnseitig, in Teilbereichen oder insgesamt an ihren Berührungsstellen miteinander verlötet sind.
  16. 16
    Wabenkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die im Inneren des Katalysator-Trägerkörpers liegenden Tragwände (64a, 64b) doppellagig ausgeführt sind, wobei sie zumindest an den außen zugänglichen Seiten (65a, 65b) ganz oder teilweise miteinander fügetechnisch verbunden sind, vorzugsweise verschweißt.
  17. 17
    Wabenkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Wabenkörper (60;90a,90b;130a,130b;150a,150b;210a, 210b) aus zwei oder mehreren Segmenten (90a, 90b;130a, 130b;150a, 150b;210a, 210b) besteht, wobei die Segmente aus einer oder mehreren verschiedenen spiralförmigen, ggf. abgeflachten Wicklung(en) (30) durch Zerteilen (37a, 37b, 37c;107) herstellbar sind und der Nabenkörper durch andersartiges Zusammensetzen und ggf. Verformen der Segmente hergestellt ist.
  18. 18
    Wabenkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß alle oder ein Teil der Lagen aller oder eines Teils der Segmente (130a, 130b) teleskopartig gegeneinander verschoben sind, so daß nicht ebene Stirnseiten, vorzugsweise konische, vorhanden sind.
  19. 19
    Verfahren zur Herstellung eines Wabenkörpers, insbesondere Katalysator-Trägerkörpers, nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:a) Es wird in an sich bekannter Weise ein spiralförmig gewickelter, wabenförmiger Rohling aus Lagen zumindest teilweise strukturierter Bleche hergestellt, der einen kreisförmigen oder abgeflachten Querschnitt aufweist. b) Der Rohling wird mit einer Säge oder einem anderen Schneidgerät oder dergleichen aufgeschlitzt oder in Segmente zerteilt. c) Falls erforderlich werden die Trennflächen geschliffen, geglättet und/oder auf ein gewünschtes Maß und/oder in eine gewünschte Form, z. B. Teleskopform, gebracht. d) Die Lagenenden an den Trennflächen werden mit einer Tragwand in Kontakt gebracht und fügetechnisch mit dieser verbunden. e) Die ggf. entstehenden Segmente werden, ggf. unter Verformung von Lagen und/oder Tragwand, zu einem Körper mit der ursprünglichen oder einer anderen Form zusammengesetzt.
  20. 20
    Verfahren nach Anspruch 19, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:a) Der Rohling (30) weist einen abgeflachten Querschnitt auf. b) Der Rohling (30) wird entsprechend der später gewünschten Form entlang einer beliebigen Schnittlinie (37a;37b;37c) in zwei Segmente (40) zerteilt. c) Die Lagenenden an den Trennflächen werden, ggf. nach einer Bearbeitung, mit einer oder je mit einer Tragwand (44) in Kontakt gebracht und mit dieser verbunden, vorzugsweise durch Löten oder Schweißen. d) Die Außenseiten der Tragwand (44) werden mit einer als Mantel dienenden Halbschale (43) fügetechnisch verbunden.
  21. 21
    Verfahren nach Anspruch 19 oder 20, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:a) Der Rohling (30) wird vor dem Zerteilen mit einem in Halbschalen geteilten Mantel versehen und von zwei paßgenauen, kalibrierten Halbschalen umfaßt, wobei Halteklammern oder dergleichen auch die innerste Lage festhalten. b) Der Rohling wird zerteilt, wobei die weitere Bearbeitung der Teile bis zur Verbindung von Tragwand (44) und Mantel (43) in den kalibrierten Halbschalen erfolgt.
  22. 22
    Verfahren nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß die entstandenen Segmente (40) mit Tragwänden (44) zu einem Körper zusammengesetzt und fügetechnisch verbunden werden, wobei auch Segmente unterschiedlich großer oder geformter Rohlinge, ggf. nach Umformung, zu neuen Formen zusammengesetzt werden können.
  23. 23
    Verfahren nach Anspruch 19, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:a) Der Rohling wird einmal oder mehrfach etwa senkrecht zum Verlauf der Lagen (1, 2) aufgeschlitzt und ggf. teleskopiert. b) Jeder Schlitz wird durch Einschieben einer V-förmig gefalteten Tragwand erweitert. c) Die Tragwand wird festgeschweißt, beispielsweise durch Laserschweißen, oder angelötet, beispielsweise durch Einschieben eines heißen Dornes in die offene Seite der V-förmigen Tragwand, oder durch Formschluß befestigt d) Der Schlitz wird vor oder bei dem Anbringen eines Mantelrohres geschlossen und die Tragwand mit diesem verbunden, wobei die beiden nunmehr aneinander liegenden Flächen der Tragwand ebenfalls miteinander verbunden werden können.
Independent claims23