CN101069329A - 具有至少一个节省空间的探测器的蜂窝体及相应的λ－传感器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于流体，特别是内燃机废气的蜂窝体(1)，所述蜂窝体沿流通方向(15)至少部分是可流通的，它具有多个形成一蜂窝结构(2)的至少局部可流通的空腔(4)，其中蜂窝结构(2)安装在一套管(3)内；还具有至少一个探测器(7)，它具有至少一个第一分区(8)和一个第二分区(9)，其中至少探测器(7)的第二个分区(9)延伸到蜂窝结构(2)内，并至少部分地穿过至少部分空腔(4)，并且至少第一分区(8)在套管(3)外部延伸，其特征为，第一分区(8)和第二分区(9)设计成基本上刚性的，并在一包含蜂窝体(1)的流通方向(15)的第一平面(18)内和/或在一垂直于蜂窝体(1)的流通方向(15)的第二平面(19)内夹一不等于180°的角(W)。本发明的蜂窝体(1)通过探测器(7)的弯折成角度的结构有利地允许蜂窝体(1)连同至少一个探测器(7)非常节省空间地安装。

Description

具有至少一个节省空间的探测器的蜂窝体及相应的λ-传感器

技术领域

本发明涉及一种具有至少一个探测器的蜂窝体，它特别是可以用作用来至少部分地转化内燃机废气的催化剂基体。

背景技术

很久以来汽车内燃机废气的成分已经归入为对人类和环境有害的物质。长时间以来世界上很多国家公布了法律规定的、所述废气成分不允许超过的极限值。对这些极限值的遵守通常这样来实现，即，至少使部分废气催化转化。为此在用来接纳催化器的附加空间需求尽可能小的情况下要求尽可能大的可以进行这种反应的表面积。这两个条件通常通过用作催化剂基体的蜂窝体来实现。对于这种蜂窝体一般已知两种基本的结构形式，即陶瓷的和金属的蜂窝体。金属蜂窝体常常由金属层螺旋形卷绕而成，或堆叠并相互例如S形或渐开线形缠绕而成。这种由层构成的金属蜂窝体通常至少部分地由至少局部形成结构的金属层和基本上光滑的金属层形成，其中层的结构在构成蜂窝体时形成空腔，例如通道。废气通过这些空腔流过蜂窝体。陶瓷蜂窝体例如这样挤出，即形成废气可以流过的通道。在空腔壁上施加催化活性材料，例如以贵金属颗粒的形式，如在如载体涂料的陶瓷涂层中的铂或铑颗粒。

在许多国家不断严格的极限值导致对催化剂基体更高的要求。特别是法律规定要求在运行期间进行废气分析，以监测催化转化和催化剂基体的功能。这种“车载诊断(On-Board-Diagnose)”(OBD)要求采用用来监测废气特征值的探测器(Messfühler)。所述特征值例如是用λ-传感器确定的废气的氧含量，或者废气的温度和组成成分，例如氮氧化物(NOx)等。因此由于OBD特别存在这样的趋势，即在蜂窝体内设置一个或多个探测器。但是同时—特别在现代汽车中—只有非常小的、用于催化剂基体的安装空间。例如由DE 8816154 U1已知一种用于催化反应器的基体，其蜂窝体由金属波纹带一体地构成。这里传感器这样设置在基体上，使得传感器的一部分延伸到蜂窝体内部、而传感器的(另)一部分在蜂窝体外部延伸。传感器设计成直的，从而传感器位于蜂窝体外部的一部分延伸得离蜂窝体较远。这种布置结构在安装到汽车排气系统中时需要较大的空间。发明内容

由此出发本发明的目的是，提供一种蜂窝体和λ-传感器，它们在蜂窝体和探测器或者λ-传感器空间需求非常小的同时允许确定废气的至少一个特征值。

这个目的通过具有权利要求1特征的蜂窝体和具有权利要求18的λ-传感器实现。有利的改进结构是各从属权利要求的内容。

按照本发明建议一种蜂窝体，该蜂窝体对于流体、特别是内燃机废气，至少局部是沿流动方向可流通的，所述蜂窝体具有：

多个形成蜂窝结构的、至少局部可流通的空腔，其中所述蜂窝结构接纳在一套管内，

至少一个探测器，所述探测器具有至少一个第一分区和一个第二分区，

其中至少探测器的第二分区伸入蜂窝体内并至少局部地穿过空腔的至少一部分，至少所述第一分区在套管之外延伸，

其中第一和第二分区设计成基本上是刚性的，并在一包括蜂窝体的流通方向的第一平面内和/或在一垂直于蜂窝体流通方向的第二平面内夹一不等于180°的角。

在这种情况下“刚性的”特别是指，所述分区由于在探测器装入蜂窝体时可能出现的力或由于在蜂窝体特别是作为催化剂基体装入汽车排气系统内时可能出现的力基本上不是可变形的和/或弹性的。流通方向由蜂窝体从第一端侧到第二端侧的通过流确定。特别是在蜂窝体内部，流体、特别是废气在局部也可以按不同于流通方向的方向流动，这也是符合本发明的。

蜂窝体由蜂窝结构和套管构成。这里蜂窝结构包括蜂窝体的空腔并接纳在套管内，并且通常至少在部分区域内与套管利用接合技术地相连接，尤其是硬钎焊或(熔)焊接，必要时也可通过一中间元件如波纹套管等连接。蜂窝体可以设计成圆柱形，但是也可设计成例如锥形或板状，以及设计成例如非圆形的、例如具有椭圆形或多边形横截面的蜂窝体。

第一和第二分区在包括蜂窝体的流通方向的第一平面和/或在一垂直于蜂窝体的流通方向的第二平面内夹一角度。因此这个角度由探测器的两个分区或由所述分区的相互位置限定。这里第二分区这样来限定，即第二分区垂直于蜂窝体的流通方向，即流通方向的向量相对于第二平面是法向的。第一平面垂直于第二平面并包括流通流向量，第二平面最好至少包括第二分区的轴线和第二分区在第一和第二分区相互连接的接触区内的切线。

探测器理解为这样的装置，这种装置允许在流体流过蜂窝体时，测量流体的至少一个特征值的值。这里特征值可以是任意的可以直接和/或间接地确定的物理量和/或化学量。此外，探测器可按照任何物理的和/或化学的测量原理工作。此外，在蜂窝体内可以设置一个以上，特别是两个、三个或四个探测器。

此外探测器包括一数据接头，通过该数据接头可将至少一个特征值的测量值分接出来。这个数据接头可以例如以电缆或允许连接电缆的插接连接装置的形式存在。特别是，数据接头可以是第一分区的一部分。

蜂窝体的空腔特别可以是从蜂窝体的第一端侧向第二端侧延伸的通道，并由此引导流体。但是也可以设计成不同类型的空腔，例如被腔穴中断的通道。特别是相邻空腔也可以具有通口和连接部。此外，空腔至少一部分也可以在第一端侧和第二端侧上分别具有一开口。因此空腔至少部分可以是封闭的，必要时也可以用至少局部可流通的材料封闭，从而形成流动死巷或流动狭窄部位。这种措施可以用来制造开式或闭式颗粒过滤器。这种过滤器特别是用来从废气中滤掉包含在汽车废气中的颗粒，例如炭黑颗粒。这里，分为开式和闭式过滤器。在闭式颗粒过滤器中所有废气必须经过封闭的通道，而在开式颗粒过滤器中通道基本上可自由流通的。这里采取这样的措施，所述措施促使废气流多次转向，并引导其通过部分可流通的壁，颗粒积聚在所述壁中。

此外，本发明的蜂窝体特别是也可以用作汽车排气系统中的催化剂基体。为此可施加一由陶瓷材料组成的涂层，例如载体涂料(Washcoat)，在所述涂层中加入催化活性材料。这个陶瓷涂层致使催化剂基体的反应面进一步扩大。此外本发明的蜂窝体可以配备允许用作用于废气的至少一种成分的储存介质的相应涂层。这例如可以是在温度较低时吸收氮氧化物(NO_X)和在温度较高时释放氮氧化物的涂层。

探测器特别是这样设计并安装在蜂窝体内，即蜂窝体的多个空腔至少局部被穿过。这使得可确定流过或可流过所述空腔的流体内的至少一个特征值。同时通常对流过所述空腔的流体取平均值。其中根据应用场合的不同，蜂窝体具有的、用来接纳探测器的空腔的尺寸可以选择得尽可能小，即从而在探测器和空腔边界之间形成尽可能小的距离，这也是符合本发明的。在用作催化剂基体时，这使得催化活性表面的损失尽可能小。但是在另一些应用场合下，在探测器周围设置一定的空闲/自由体积可能是有利的，以使流体—例如汽车废气—可以更好地混合，并从而得到通过较大部分的流体测出的测量值。

本发明的蜂窝体允许以有利的方式检查/监控和监测流体的至少一个特征值，同时用来安装带有探测器的蜂窝体的空间需求很小，因为探测器的第一和第二分段之间的角度可以任意选择，从而空间需求可与可供使用的空间条件相匹配。这里两个分段中的至少一个设计成直的或弯曲的，则可能是有利的。因此按照本发明，例如可将第二分段设计成直的，而第一分段是弯曲的。这里可以有利地使第一分段的曲率与第一分段的出口区内的蜂窝体曲率相匹配。在这种情况下角度确定为(一个分区)在第一和第二分区之间的接触区内的切线和另一个分区在两个分区之间的接触区内的轴线或切线之间的角度。

按照本发明的蜂窝体一种有利的实施形式，至少一个探测器设计成λ-传感器。

特别是在汽车排气装置内的OBD中，λ-传感器构成一个重要的探测器，这种探测器允许确定燃料/氧气比。此外有利的是，一个λ-传感器总是设置在蜂窝体之前或蜂窝体起始区域内，尤其是蜂窝体长度的开始20％内，而另一个λ-传感器形成在末端区域，尤其是蜂窝体长度的后20％内或沿流通方向设置蜂窝体之后。

按照另一种有利的实施形式，至少一个探测器包括至少一个以下的流体特征值：

a)温度；

b)流体的至少一种成分的含量。

在将本发明的蜂窝体用作汽车排气系统内的催化剂基体时通常废气具有高的温度，此外催化反应是放热地进行的，蜂窝体或者说流过蜂窝体的废气的温度对于蜂窝体的运行状态和一般状态以及对于利用催化反应所达到的转化程度都是一个重要的特征值。此外探测器还可以有利地测量废气至少一种成分的含量，例如氧含量、氮氧化物含量、氨含量和/或碳氢化合物含量。这样测得的测量值还可以有利地用来控制和监测汽车的至少一个排气装置。特别是可以形成组合的探测器，这种探测器例如一方面满足λ-传感器的功能，另一方面附加地测量废气的温度和/或一种成分的含量，这也是属于本发明的。

按照另一种有利的实施形式，所述至少一个探测器具有用来阻止传热的结构，例如在第一分区附近一隔热层可以至少部分地包围所述探测器。

由于探测器弯折成角度的结构形式，探测器的第一分区比不成角度的探测器结构形式中更靠近蜂窝体。如果本发明的蜂窝体用在汽车排气系统内，例如作为催化剂基体、吸附器、颗粒过滤器、颗粒捕集器或作为它们的组合的组合元件，则蜂窝体以及由此还有探测器将经受高温，例如高达1000℃，并且根据蜂窝体相对于内燃机的位置甚至更高，所述温度导致特别是探测器的材料受到强的热负荷。按照本发明通过特别是在探测器的第一分区内的隔热涂层对这种效应加以考虑。这种隔热部设计成使该隔热部与所出现的高的热瞬变和/或梯度相匹配，并该隔热部不会在例如汽车排气系统内的使用条件下导致隔热材料的快速磨损。

除了这种用来隔热的结构以外，还可以采用本领域的技术人员已知的其它结构，以阻止或者甚至抑制从壳体套管或从热结构(例如也通过热辐射)到探测器对温度敏感的分区上的不希望的热传输。

按照本发明的蜂窝体另一种有利的实施形式，第一分区和第二分区所夹的角度为60°至120°，优选为75°至105°，特别优选为85°至95°。

特别是在一种所述角度具有至少一个在包含蜂窝体的流通方向的平面内的部分的实施形式中，小于90°的角度是有利的。通常90°的角度允许尽可小的、用于安装蜂窝体连同探测器的空间需求。如果所述角度具有至少一个在一包含流通方向的平面内的部分，则大于90°的角度同样可能是有利的。这种角度在所述区域内减小由于第一分段和特别是在第一分区内形成的数据接头的升温引起磨损问题。

按照本发明的蜂窝体另一种有利的实施形式，第一分区和第二分区所夹的角基本上为90°。

基本上是直角的角度有利地使得可以非常节省空间地安装蜂窝体和探测器。

按照本发明蜂窝体另一种有利的实施形式，探测器的至少一个分区至少局部是弯曲的。

特别是在第一分区是弯曲的时，这使得可以有另一种节省空间的可能性，因为例如探测器可以这样弯曲，即在第一分区和蜂窝体套管外侧之间存在一个自由空腔，所述自由空腔从探测器的接纳部向外逐渐扩大。这还允许有利地减小由于探测器被加热引起的问题。此外第一分区的曲率还可以设计成，使第一分区贴近在蜂窝体的套管的外侧。这使得进一步节省空间，因为探测器几乎紧贴在蜂窝体上。这里设有充分的、基本上防止对探测器的热损坏的隔热部。在这种情况下第一和第二分区所夹的角确定为第一和第二分区之间接触区内的切线和另一分区的轴线或切线之间的夹角。

按照本发明蜂窝体另一种有利的实施形式，弯曲的分区的曲率与蜂窝体的曲率和/或蜂窝体的几何条件相匹配。

第一分区的曲率与蜂窝体或者说蜂窝体的套管的外曲率相匹配是有利的，因为这种匹配可促成尽可能大的空间节省。此外第二分区的曲率与蜂窝体内的几何条件相匹配使得可以非常有目的地选择通过探测器测量其测量值的流体成分。与蜂窝体内的几何条件匹配例如是指，对于由相互渐开线形缠绕的至少局部形成结构的和基本上光滑的金属板层组成的蜂窝体的结构，第二分区也具有一基本上渐开线形的形状。因此特别是可以选择其中测量测量值的特定的部分流。

按照本发明的蜂窝体的另一种有利的实施形式，蜂窝体至少部分由至少一个金属层形成。

由金属层—例如尤其是由耐高温、耐腐蚀的金属、例如耐高温钢制成的板层和/或金属纤维层—制成的蜂窝体使得可以有利地形成可以承受在汽车排气系统内的恶劣条件的蜂窝体结构。由金属层形成的结构使得特别是蜂窝体的空腔可以具有非常可变的造型。这里和下面金属层除了指由单一材料构成的，即例如板层，或例如由金属纤维材料制成的至少局部对于流体可流通的层以外，还指由多种材料或区域构成的层，例如具有由板组成的区域和由金属纤维材料组成的区域的层。这里特别还包括这样的金属纤维层，它由至少一个板条加强或仅还具有用催化剂涂履的单个区域。

按照本发明的蜂窝体的另一种有利的实施形式，蜂窝体由多个至少局部形成结构和基本上光滑的金属层构成，它们相互堆叠并缠绕，或者相互卷绕。

这里例如有利地螺旋形卷绕两个金属层，其中一个至少局部形成结构，例如形成波纹，而另一个基本上是光滑的。在螺旋形地卷绕这两个层时，通过所述结构的和基本上光滑的金属层的共同作用形成多个在蜂窝体整个长度上延伸的通道。

按照本发明也可以，将一个至少局部形成结构的层与至少一个基本上光滑的层堆叠并缠绕至少一个堆叠。这样例如可以将两个堆叠S形反方向地相互缠绕，或也可将三个堆叠渐开线形地相互缠绕。

基本上光滑的层是指在必要时具有微结构的层，但是所述微结构的结构幅度(Struktierungsamplitude)比至少局部形成结构的金属层的结构幅度小，优选小得多。

按照本发明蜂窝体的另一种有利的实施形式，蜂窝体由至少一个至少局部形成结构的金属层和必要时至少一个基本上光滑的金属层卷绕而成。

按照本发明，特别是螺旋形卷绕的蜂窝体的结构可以仅通过螺旋形卷绕一个至少局部形成结构的金属层而制成。这里层可以在一半内形成结构，而在另一半内是光滑的。在中部折叠所述层，然后卷绕折叠的层。同样也可以使金属层全部形成结构，然后对其进行卷绕，这时必须确保，在卷绕时结构不能相互滑入。这例如可以通过小的、防止相互滑入的间隔保持件来确保。在这种情况下蜂窝体的空腔不是由基本上光滑的金属层和至少局部形成结构的层的结构限定的，而是只由形成结构的层的结构形成。

按照本发明的蜂窝体另一种有利的实施形式，金属层至少局部和/或至少一部分金属层由至少部分对于流体可流通的材料、尤其是纤维材料构成。

这特别是使得可以构成颗粒过滤器，在所述过滤器中，至少一部分空腔壁由至少局部形成结构的、流体可流过的材料构成。这里按照本发明蜂窝体可以由金属层组成，所述金属层的一部分是基本上不可流通的板层，必要时至少在一些部分打孔，而另一部分由至少局部可流通的材料构成。可以采用例如金属纤维材料—特别是烧结的金属纤维材料—作为至少局部可流通的材料。

此外按照本发明同样也可以构成这样的蜂窝体，所述蜂窝体沿流通方向具有其空腔壁至少局部是流体可流通的区域和另外的基本上不可流通的区域。这例如可以这样来实现，即至少一部分金属层沿蜂窝体的流通方向由例如两个区域构成，其中一个区域由板层制成，而另一个区域由金属纤维材料制成。此外按照本发明例如可以用板条在部分区域内加强纤维材料金属层。

按照本发明的蜂窝体的另一种有利的实施形式，所述蜂窝体至少部分由至少局部地按一结构重复长度形成结构的层构成，至少在至少一部分层的部分区域内形成孔，所述孔的尺寸至少部分/局部大于结构重复长度(Strukturwiederhollnge)，尤其是远大于结构重复长度。

这里所述孔的尺寸至少在一个空间方向上是结构重复长度的2至10倍，特别优选是2至5倍。按照本发明，既可以加工出基本上圆的孔，也可以加工出椭圆形的孔，所述椭圆形的孔在第一方向上具有第一长度，在与第一方向垂直的第二方向上具有第一长度的几倍的第二长度。任意其它的孔形状，以及孔相对于蜂窝体流通方向的特殊方走向都是可能的和符合本发明的。

通过形成尺寸大于结构重复长度的孔，可在卷绕或缠绕后在所述层或个别层内形成洞穴形的空腔，流体流在流过蜂窝体时在所述空腔中产生旋涡。在例如用作汽车排气系统内的催化剂基体时，这会导致废气良好的充分混合，从而导致良好的催化转化，因为这样避免了层状的边缘流。此外在相同的转化效率下催化剂基体还可以设计得较轻并使用较少的材料。

按照本发明的蜂窝体的另一种有利的实施形式，至少一部分层最好与流通方向成一角度、特别是基本上成一直角地形成微结构、翻边和/或具有小于构造重复长度的尺寸的孔。

微构造的特征为，其结构幅度小于、尤其是明显小于至少局部形成结构的金属层的结构幅度。这些微结构用来使流体流产生涡流。在本发明的蜂窝体用在汽车排气系统中—例如作为催化剂基体时，所述微结构用来使废气很好地充分混合，并防止出现层状的边缘流。这些微结构最好设计成与流通方向成一角度，特别优选成一90°的角。但是其它角度—例如30°、45°或60°-也是可以的和符合本发明的。

此外，按照本发明可以形成翻边。这里所述翻边可以是导流面，所述导流面与空腔壁的通口共同作用用于保证相邻空腔之间的流交换。这里除了造成在一个空腔内的流体流的转向以外，还出现流动的涡流，从而避免出现层状的边缘流或从而产生旋涡。特别是在蜂窝体用在汽车排气系统内时，层状的边缘流通常是不希望的，因为所述边缘流例如在蜂窝体用作催化剂基体时造成转化效率的降低。在例如用作吸附器时，由于层状的边缘流吸附率会下降，而在用作颗粒过滤器时过滤率会降低。

上述控制流动的可能性地可以也累积地使用，例如具有大于结构的结构重复长度的尺寸的孔和尺寸小于结构的结构重复长度的孔或与翻边和/或微结构一起使用。

按照本发明的蜂窝体另一种有利的实施形式，蜂窝体由陶瓷材料制成。

可以用不同的方式形成由陶瓷材料制成的蜂窝体。例如可以挤出蜂窝体或分层地由陶瓷粉末制成蜂窝体。陶瓷蜂窝体在相应地形成空腔和/或具有相应涂层的情况下可以在汽车排气系统中用作催化剂基体、吸附器体或颗粒过滤器。

按照本发明蜂窝体的另一种有利的实施形式，蜂窝体通过挤出制成。

这里按照本发明特别是可以采用挤出的陶瓷或金属蜂窝体。

用来制造这种蜂窝体的另一种方法可以包括分层地施加一种可固化的材料，这种材料可通过温度或光重复地硬化。用这种方式可以制造任以复杂的包括带有沉割的结构。这种来自快速原型法(Rapid-Propotyping)的方法有时已用在成批生产中。

按照本发明思想的另一方面，建议一种用在蜂窝体中的λ-传感器，其中λ-传感器具有相交成一不等于180°的角度的一第一分区和一第二分区。

本发明的λ-传感器可以有利地在相应的蜂窝体中用于监测废气中的氧含量。为此λ-传感器以第二分区安装在蜂窝体相应的接纳部内。按本发明弯成角度的λ-传感器允许以有利的方式实现节省空间的蜂窝体结构，用来监测废气中的氧含量的λ-传感器可以装在所述蜂窝体内。

按照本发明λ-传感器的一种有利的实施形式，至少一个分区是弯曲的。

两个分区的至少一个的弯曲结构允许以有利的方式例如使λ-传感器的形状与蜂窝体的曲率相匹配。

按照本发明λ-传感器的另一种有利的实施形式，λ-传感器优选在第一分区的范围内具有一隔热层。

因为在λ-传感器装入蜂窝体时第一分区位于蜂窝体套管之外，这里由于例如在汽车排气系统内恶劣的温度条件按照本发明设置一附加的隔热部，所述隔热部以有利的方式保护λ-传感器不发生热损坏。

以上对于蜂窝体中的探测器所列的细节和优点同样适用于本发明的λ-传感器，或反过来也适用，因此对于带有探测器的蜂窝体所公布的细节和优点对于λ-传感器同样地公开或反过来。

附图说明

下面借助于附图示出本发明其它的优点和优选的实施例，但本发明并不限于此。附图表示：

图1以横向剖视图示意性示出本发明蜂窝体的第一实施例；

图2以侧向透视图示意性示出本发明蜂窝体的第一实施例；

图3以横向剖视图示意性示出本发明蜂窝体的第二实施例；

图4以横向剖视图示意性示出本发明蜂窝体的第三实施例；

图5以横向剖视图示意性示出本发明蜂窝体的第四实施例；以及

图6以纵向剖视图示意性示出本发明蜂窝体的第五实施例。

具体实施方式

图1以横剖视图示意性示出本发明的蜂窝体1，它包括一蜂窝结构2和一套管3，蜂窝结构2具有可流通的空腔4，所述空腔由基本上光滑的金属层5和至少局部形成结构的、在本实施例中形成波纹的金属层6形成。

这里金属层5、6理解为常见的、由金属材料制成的层—特别是板层、至少局部对于流体可流通的金属层—例如金属纤维层或烧结材料，以及上述层的组合，例如用板条或板区加强的金属纤维层。按照本发明部分由陶瓷材料—例如陶瓷纤维材料—制成的复合材料也属于金属层。一般的金属层5、6也可以由不同的材料形成，例如基本上光滑的层5和/或至少局部形成结构的金属层6可以部分由板层、部分由金属和/或陶瓷纤维材料形成。这样制成的蜂窝体可以有利地用作汽车排气系统中的各种不同部件，特别是用作催化剂基体、吸附器体和/或颗粒过滤器。在本实施例中，金属层5、6堆叠成三个堆叠，所述堆叠渐开线形地相互缠绕。按照本发明也可以采用其它卷绕或缠绕型式，例如两个堆叠反向或S形缠绕，或一个或多个层5、6的螺旋形卷绕，也可以采用由陶瓷组成的蜂窝结构2或挤出的金属结构的设计。按照本发明也可以采用由一个或多个至少一部分至少局部形成结构的金属层组成的蜂窝结构2的板状结构。层5、6相互间及蜂窝结构2与套管3至少在部分区域内利用接合技术连接，特别是硬钎焊和/或焊接。

此外，蜂窝体1具有一探测器7，该探测器具有一第一分区8和一第二分区9。按照本发明也可以采用具有多个探测器7的设计。在所述第一实施例中，第一分区8和第二分区9分别设计成直的。这里第二分区9接纳在蜂窝结构2内部的一个接纳部10内。该接纳部10由蜂窝结构2内的相应空腔和套管3中相应的接头段11形成。探测器7的第二分区9接纳在接纳部10内，从而在接头段11内形成探测器7的第一分区8和第二分区9之间的接触区12。第一分区8和第二分区9在接触区12内夹一角W。这个角W通常在60°至120°，优先在75°至105°，特别优先在85°至105°的范围内。角W更优选的值基本上为90°。角W基本上可以相对于可以从图2中看到的两个平面限定。

图2以侧视图示出本发明的蜂窝体1的第一实施例。蜂窝体1具有一第一端侧13和一第二端侧14，这里为了清楚起见未画出层5、6和空腔4。在将蜂窝体1例如装入汽车排气系统内时，可从第一端侧13向第二端侧14沿流通方向15流过蜂窝体1。根据金属层5、6的设计不同，在蜂窝结构2中局部可以存在废气的其它流动方向，但对于流通方向15这是不重要的。但是同样可以形成未示出的、在第二端侧14后面促使流动反向的流动转向结构，即在蜂窝体1的一个部分区域内存在沿流通方向15的流动方向，在另一个部分区域内存在基本上与流通方向15相反的流动方向。

角W可以分解成分别在两个平面内的两个部分，在所述部分中例如第一分区8的第一纵轴16和第二分区9的第二纵轴17在接触区12内分别看作向量并用极坐标表示。第一平面18是包含流通方向15的平面。在图2中示出一个可能的第一平面18。第二平面19是这样一个平面，对于该平面流通方向15的向量形成面法线，即该平面垂直于蜂窝体1的流通方向15。在图2中也示出了第二平面19。因此第一分区8和第二分区9所夹的角W位于第一平面18和/或第二平面19内。

在图1和2中所示的第一实施例中，角W仅位于第二平面19内。如果将角度W分解成一位于第一平面18内的第一部分W1和一位于第二平面19内的第二部分W2，则在本实施例中第二部分W2等于角W，而第一部分W1等于零。

探测器7在第一分区8和第二分区9内设计成刚性的。在这种情况下刚性特别是指，分区8、9在受到如在探测器7装入蜂窝体1时可能出现的力或在蜂窝体1装入汽车排气系统内时可能出现的力时基本上不是可变形和/或弹性的。在本实施例中探测器7是一λ-传感器。但可选或附加地，探测器7也可以测量温度和/或流体的一种成分的含量，例如汽车废气中的氮氧化物(NO_X)的含量，以及流动流体的任意其它特征值。

本发明的蜂窝体1有利地允许在用于将蜂窝体1例如安装在汽车排气系统中的空间需求较小的同时检测流过蜂窝体1的流体—尤其是检测汽车内燃机废气—的至少一个特征值。这通过探测器7的折弯成角度W的结构实现，这种结构与未折弯成角度的、即直的探测器相比只需要小得多的安装空间。通过探测器7弯折成角度的结构，第一分区8比在未弯折成角度的结构中明显地更靠近套管地形成。在蜂窝体1装入内燃机排气系统内时，由于废气高的温度通常对所用材料的耐热性提出高的要求，这种要求由于探测器7弯折成角度的结构更加提高。在蜂窝体1用作催化剂基体时，除了冲击式地出现废气外，还由于催化转化的放热特性造成温度的进一步提高以及出现热梯度和/或热瞬变。因为第一分区8由于弯折成角度的结构形式较而靠近套管3，并由此承受较高的温度，设置一由已知耐高温和/或隔热材料制成的隔热部20。这个隔热部20有利地防止探测器7、特别是第一分区8的热损坏。

图3以横向剖视图示出本发明的蜂窝体1的第二实施例，这里不再说明蜂窝结构2的结构细节，因为这些细节和第一实施例相同。为了清楚起见，在这个实施例和后面的实施例中不再说明与第一实施例相同的细节，并在下面参照上面公开的说明。在第二实施例中探测器7的第一分区8设计成弯曲的。在接触区12内也存在由第一分区8在接触区12内的切线21和第二分区9的第二轴线17形成的角W。在第二实施例中角W位于第二平面19内。

图4以横向剖视图示意性示出本发明的蜂窝体1的第三实施例。在该实施例中第一分区8和第二分区9都设计成直的。两个分区8、9在接触区12内相连，在接触区内两个分区夹成在第三实施例中基本上为90°角的W。在第三实施例中角W位于第二平面19内。基本上为90°的角W允许以特别有利的方式节省空间地构成蜂窝体1和探测器7。

图5以横向剖视图示意性示出本发明的由一蜂窝结构2和一套管3组成的蜂窝体1的第四实施例。蜂窝体1中设置一探测器7，所述探测器具有在接触区12内相连的一第一分区8和一第二分区9。第一分构8设计成弯曲的，其中第一分区8的曲率相当于套管3在第一分区8的贴合区内的曲率。由第一分区8在接触区12内的切线21与第二分区9的第二轴线17所夹的角W基本上为90°。这和第一分区8的曲率共同作用使探测器7的蜂窝体1具有特别节省空间的结构。

图6以纵向剖视图示意地示出本发明的蜂窝体1的第五实施例。蜂窝体1具有一第一端侧13和一第二端侧14，可通过所述端侧沿流通方向15流过蜂窝体1。在蜂窝体1内设置一探测器7，所述探测器以第一分区8位于蜂窝体1-即套管3外部，并以第二分区9位于蜂窝结构2内部。在接触区12内，第一分区8和第二分区9夹一位于第一平面18内的角W。如上所述，该第一平面18包含蜂窝体1的流通方向15。

这里所示的实施例分别具有一角W，所述角或者仅位于第一平面18或者位于第二平面19内。但是按照本发明也可以使第一分区8和第二分区9夹一既位于第一平面18内又位于第二平面19内的角W。

本发明的蜂窝体1通过探测器7弯折成角度的结构有利地允许非常节省空间地安装带至少一个探测器7的蜂窝体1。

            附图标记表

1蜂窝体                        2蜂窝结构

3套管                          4空腔

5基本上光滑的层                6至少局部形成结构的层

7探测器                        8第一分区

9第二分区                      10接纳部

11接头段                       12接触区

13第一端侧                     14第二端侧

15流通方向                     16第一纵轴

17第二纵轴                     18第一平面

19第二平面                     20隔热部

21切线                         W角

W1在第一平面内的部分角         W2在第二平面内的部分角

Claims (19)

1、用于流体、特别是内燃机废气的、至少局部可沿流通方向(15)流通的蜂窝体(1)，具有：形成一蜂窝结构(2)的多个至少局部可流通的空腔(4)，其中所述蜂窝结构(2)接纳在一套管(3)内；至少一个探测器(7)，所述探测器具有至少一个第一分区(8)和一个第二分区(9)。

其中至少探测器(7)的第二分区(9)延伸到蜂窝结构(2)内并至少部分地穿过至少一部分空腔(4)，而至少第一分区(8)在套管(3)外延伸，

其特征为：第一(8)和第二分区(9)设计成基本上刚性的，并在包含蜂窝体(1)的流通方向(15)的第一平面(18)内和/或在垂直于蜂窝体(1)的流通方向(15)的第二平面(19)内夹成一不等于180°的角(W)。

2、按权利要求1的蜂窝体(1)，其特征为：所述至少一个探测器(7)设计成λ-探头。

3、按上述权利要求之任一项的蜂窝体(1)，其特征为：所述至少一个探测器(7)测量流体以下特征值中的至少一个：

a)温度：

b)流体的至少一个成分的含量。

4、按上述权利要求之任一项的蜂窝体(1)，其特征为：所述至少一个探测器(7)具有用来阻止传热的结构。

5、按上述权利要求之任一项的蜂窝体(1)，其特征为：由所述第一分区(8)和第二分区(9)所夹的角(W)为60°至120°，优选为75°至105°，特别优选为85°至95°。

6、按权利要求5的蜂窝体(1)，其特征为：由所述第一分区(8)和第二分区(9)所夹的角(W)基本上为90°。

7、按上述权利要求之任一项的蜂窝体(1)，其特征为：探测器(7)的至少一个分区(8，9)至少部分是弯曲的。

8、按权利要求7的蜂窝体(1)，其特征为：弯曲的分区(8，9)的曲率与蜂窝体(1)的曲率和/或蜂窝体(1)内的几何条件相匹配。

9、按上述权利要求之任一项的蜂窝体(1)，其特征为：该蜂窝体(1)至少部分地由至少一个金属层(5，6)形成。

10、按权利要求9的蜂窝体(1)，其特征为：蜂窝体(1)由多个至少部分形成结构的金属层(6)和基本上光滑的金属层(5)形成，所述两种金属层进行堆叠并相互缠绕或卷绕。

11、按权利要求9的蜂窝体(1)，其特征为：蜂窝体(1)由至少一个至少部分形成结构的金属层(6)和必要时至少一个基本上光滑的金属层(5)卷绕而成。

12、按权利要求9至11之任一项的蜂窝体(1)，其特征为：金属层(5，6)至少局部地和/或至少一部分金属层(5，6)由至少局部对于流体可流通的材料、尤其是纤维材料构成。

13、按权利要求9至12之任一项的蜂窝体(1)，所述蜂窝体至少局部地由至少局部按一定结构重复长度的形成结构的层(6)构成，其特征为：在至少一部分层(5，6)的至少部分区域内形成有孔，所述孔的尺寸至少部分大于结构重复长度，最好明显大于结构重复长度。

14、按权利要求9至13之任一项的蜂窝体(1)，其特征为：在至少一部分层(5，6)中，优选与流通方向(15)成一定角度地、特别优选与流通方向(15)成一基本上90°的角地形成微结构、翻边、和/或具有小于结构重复长度的尺寸的孔。

15、按权利要求1至8之任一项的蜂窝体(1)，其特征为：蜂窝体(1)由陶瓷材料制成。

16、按权利要求1至8之任一项或15的蜂窝体(1)，其特征为：蜂窝体通过挤出形成。

17、用于蜂窝体(1)中的λ-传感器，其特征为：λ-传感器具有一第一分区(8)和一第二分区(9)，所述分区夹成一不等于180°的角(W)。

18、按权利要求17的λ-控针，其特征为：至少一个所述分区(8，9)是弯曲的。

19、按权利要求17或18的λ-传感器，其特征为：λ-传感器-优选在第一分区(8)的区域内-具有一隔热层(20)。

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