DE10015212A1 - Verfahren zur Herstellung eines für einen Abgasreinigungskatalysator verwendbaren Metallträgers - Google Patents

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines für einen Abgasreinigungskatalysator verwendbaren Metallträgers durch spiralförmiges Aufwickeln eines Rohmaterials in die Form des Metallträgers. Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung werden zwei bis vier Lagen bzw. Bahnen flacher Metallfolien mit Vorsprüngen und Löchern über den gesamten Oberflächen derselben als Metallträger-Rohmaterial bereitgestellt. Die flachen Metallfolien werden unter einem gegenseitig überlappten Zustand in eine Form eines zylindrischen Körpers spiralförmig aufgewickelt, und die oberen Enden der Vorsprünge werden mit entsprechenden Oberflächen der flachen Metallfolien zusammengefügt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Metallträgers eines für eine Abgasreinigungsvorrichtung eines Verbrennungsmotors verwendbaren katalytischen Konverters.

Herkömmlicherweise ist die Herstellung eines Metallträgers eines für eine Abgasreinigungsvorrichtung eines Verbrennungsmotors zu verwendenden katalytischen Konverters durch gegenseitiges Überlappen eines Paars flacher Metallfolien 2 und einer wellenförmigen Metallfolie 3, z. B. aus hitzebeständigem rostfreiem Stahl, durch spiralförmiges Aufwickeln derselben in diesem Zustand und durch Verbinden jeweiliger Wellen-Scheitelabschnitte der wellenförmigen Metallfolie 3 mit einer entsprechenden Oberfläche der flachen Metallfolie 2, z. B. durch Hartlöten (brazing), wie durch Bezugsziffer 1 in Fig. 1 gezeigt ist, praktiziert worden.

Der so hergestellte, aus Metall gefertigte Katalysatorträger 1 weist eine Anzahl von Abgasdurchgängen auf, die durch die flache Metallfolie 2 und die wellenförmige Metallfolie 3 festgelegt sind. Gemäß Fig. 2 wird eine Waschbeschichtungs- bzw. Haftschichtflüssigkeit (wash coat liquid) durch Eintauchen auf die Oberflächen der Abgasdurchgänge aufgebracht und dann getrocknet. Danach wird ein Katalysator auf die Oberflächen der Haftschichtflüssigkeit 4 aufgetragen, um dadurch einen Abgasreinigungskatalysator herzustellen.

Sobald das Abgas in die Abgasdurchgänge des Abgasreinigungskatalysators gelangt, bewegt sich eine Reaktionszielsubstanz in dem Abgas infolge Diffusion zu einer Oberfläche des Katalysators hin, so daß eine vorgegebene chemische Reaktion abläuft. Als Ergebnis bewegt sich ein erzeugter Stoff aus dem Katalysator in das Abgas und wird dann in die Atmosphäre abgeführt.

Damit ist eine Abgasreinigungsrate oder -geschwindigkeit beschränkt durch: Eine Übertragungsrate der Reaktionszielsubstanz auf die Katalysatoroberfläche; eine chemische Reaktionsrate an der Katalysatoroberfläche; und eine Übertragungsrate eines erzeugten Stoffs von der Katalysatoroberfläche. Falls die Abgas- Reinigungsgeschwindigkeit hoch ist, kann der Abgasreinigungskatalysator eine geringe Länge aufweisen, und falls die Abgas-Reinigungsrate bzw. -geschwindigkeit niedrig ist, ist es nötig, einen Abgasreinigungskatalysator mit einer ausreichenden Länge für die Reinigung eines Schadstoffs im Abgas bereitzustellen.

(1) Es versteht sich von selbst, daß ein Abgasreinigungskatalysator mit einem vorzugsweise höheren Reaktionswirkungsgrad und einer geringeren axialen Länge vorzuziehen ist.

Andererseits ist es zusätzlich zu dem oben genannten Erfordernis vorzuziehen, daß ein Abgasreinigungskatalysator die folgenden Bedingungen erfüllt.

(2) Es wird behauptet, daß bei einem Kraftfahrzeug, in dem ein Abgasreinigungskatalysator verwendet wird, ein Verhältnis eines Abgasschadstoffs, der kurz nach dem Motorstart abzuführen ist, in Relation zu einer Abgasschadstoff-Gesamtmenge 50% oder mehr beträgt. Daher ist es äußerst wichtig, daß eine Temperaturanstiegsrate des Abgasreinigungskatalysators unmittelbar nach dem Motorstart hoch ist, um so zur Entfernung des Abgasschadstoffs beizutragen.

Übrigens arbeitet der üblicherweise verwendete, auf Platin basierende Katalysator normalerweise bei einer Temperatur von 350°C oder mehr. Demgemäß ist vorzuziehen, daß ein Abgasreinigungskatalysator diese Aktivierungstemperatur so bald wie möglich nach dem Motorstart erreicht.

Wie vorher in bezug auf Fig. 1 beschrieben wurde, hat bei einem herkömmlichen Abgasreinigungskatalysator der Katalysatorträger 1 einen Aufbau mit überlappter flacher Metallfolie 2 und wellenförmiger Metallfolie 3. Daher ist es, wie durch α in Fig. 2 gezeigt ist, unmöglich, ein Auftreten von Oberflächen zu vermeiden, die sich unter einem spitzen Winkel innerhalb der Abgasdurchgänge schneiden.

Es ist auch unmöglich zu vermeiden, daß eine unnötig große Menge von Haftschichtflüssigkeit 4 auf die einander unter einem spitzen Winkel (α) innerhalb des Abgasdurchgangs schneidenden Oberflächen aufgebracht wird, da die Haftschichtflüssigkeit 4 auf eine innere Oberfläche des Abgasdurchgangs durch ein Tauchverfahren nach obiger Beschreibung aufgebracht wird, so daß sich die Haftschichtflüssigkeit 4 aufgrund von Oberflächenspannung auf den vorher erwähnten Bereich konzentriert.

Bei dem herkömmlichen Katalysatorträger 1 für einen Abgasreinigungskatalysator sind zusätzlich zu einem Problem der Kostenerhöhung infolge des Anhaftens einer exzessiven Menge Haftschichtflüssigkeit folgende Probleme verursacht worden:

Eine Verschlechterung des Katalysator- Reaktionswirkungsgrads infolge einer Reduzierung eines katalysatortragenden Oberflächenbereichs führt unweigerlich zu einem langen und großen Abgasreinigungskatalysator, so daß das oben genannte Erfordernis (1) nicht erfüllt wird; und eine Erhöhung der Wärmekapazität infolge des Anhaftens einer übermäßigen Menge Haftschichtflüssigkeit verlängert eine für einen Temperaturanstieg bis zur Aktivierungstemperatur des Abgasreinigungskatalysators nach dem Motorstart erforderliche Zeit, so daß dem vorher erwähnten Erfordernis (2) nicht voll entsprochen wird.

Darüber hinaus hat sich auch bestätigt, daß es bei dem herkömmlichen Katalysatorträger 1 für den Abgasreinigungskatalysator zu folgenden Problemen kommt:

Die Strömungs- bzw Durchflußrate des in den Katalysatorträger 1 eintretenden Abgases ist nämlich nicht einheitlich bzw. gleichmäßig. Im allgemeinen strömt ein Abgas mit hoher Geschwindigkeit beispielsweise aus einem Auspuffrohr mit einem Durchmesser von etwa 60 mm oder weniger in den Katalysatorträger 1 mit einem Durchmesser von etwa 100 mm, so daß die Strömungsrate an einem Mittenabschnitt des Katalysatorträgers 1 hoch und an einem Umfangsabschnitt desselben niedrig ist.

Im Mittenabschnitt des Katalysatorträgers 1, an dem die Strömungsrate hoch ist, steigt die Temperatur der Wandoberflächen innerhalb einer kurzen Zeitspanne unmittelbar nach dem Motorstart. Am Randabschnitt des Katalysatorträgers 1 jedoch, an dem die Strömungsrate gering ist, erreicht die Wandoberfläche keine Aktivierungstemperatur, bis nicht eine beträchtliche Zeitspanne nach dem Motorstart verstrichen ist, was dazu führt, daß die Temperaturerhöhung der Wandoberfläche unmittelbar nach dem Motorstart verzögert ist, wobei währenddessen ungereinigter Schadstoff weiter ausströmt.

Um die obengenannten Probleme zu lösen, wurde, wie in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 309277/93 beschrieben ist, eine Gegenmaßnahme vorgeschlagen, eine Anzahl durchsetzender Löcher in einer flachen Metallfolie und einer wellenförmigen Metallfolie so auszubilden, daß das Abgas in einer radialen Richtung innerhalb des Trägers diffundiert.

Im Fall der zusätzlichen Ausbildung einer Anzahl durchsetzender Löcher in der flachen Metallfolie und der wellenförmigen Metallfolie ist es jedoch erforderlich, einen weiteren Prozeß zur Bildung der Löcher vorzusehen, was zu einer Kostenerhöhung führt. Unter anderem hat sich herausgestellt, daß der Grad der Leistungsverbesserung des Umfangsabschnitts des Trägers im Verhältnis zu den erhöhten Kosten gering ist und damit nicht praktikabel ist.

Vorstehend wurde bereits festgestellt, daß die Wärmekapazität des herkömmlichen Katalysatorträgers 1 einer der Gründe ist, welche die Verzögerung des Temperaturanstiegs des Katalysators nach dem Motorstart bewirken. Darüber hinaus ist eine geringe Wärmeübertragungsrate vom Abgas zur Wandoberfläche des Trägers der andere Grund, der die Verzögerung des Temperaturanstiegs des Katalysators herbeiführt.

Im Hinblick auf eine Wärmeübertragungsrate von Abgas zu einer Wandfläche des Trägers ist offensichtlich, daß: je kürzer die Distanz zwischen dem Abgas und der Katalysatoroberfläche ist, um so kürzer ist die erforderliche Zeitspanne, damit alle Reaktionsteilnehmer die Katalysatoroberfläche erreichen und durch Stoffaustausch von Reaktionsteilnehmern im Abgasdurchgang durch Reaktionsprodukte ersetzt werden.

Um die Distanz zwischen dem Abgas und der Katalysatoroberfläche zu verkürzen, ist es ausreichend, eine Querschnittsfläche des Abgasdurchgangs zu reduzieren, insofern die Querschnittsformen identisch sind. Ferner wird in bezug auf eine Querschnittsform des Abgasdurchgangs das angestrebte Ziel durch Abflachen der Querschnittsform erreicht, um damit eine Distanz zwischen gegenüberliegenden Wandoberflächen des Abgasdurchgangs zu verkürzen.

Bezüglich der letztgenannten Querschnittsform des Abgasdurchgangs ist in "Analytical Investigation of the Performance of Catalytic Monoliths of Varying Channel Geometries Based on Mass Transfer Controlling Conditions", Society of Automotive Engineers, Automotive Engineers Congress, 25. Februar 1974, ein Rechenergebnis vorgestellt worden, das erhalten wurde durch: sukzessives Verändern einer Querschnittsform eines Abgasdurchgangs, beispielsweise in eine dreieckige, kreisförmige, quadratische, rechteckige Form; Berechnen einer Reaktionsgeschwindigkeit innerhalb des Abgasdurchgangs; und dadurch Erhalten beispielsweise einer Länge des Abgasreinigungskatalysators, wie sie zum, Durchführen der Reaktion erforderlich ist, und einen Druckverlust aufgrund des Durchströmens des Trägers zu erhalten.

Demgemäß wurde klargestellt, daß die beste Stoffaustausch- bzw. -übergangsgeschwindigkeit (mass transfer rate) mit einer rechteckigen Querschnittsform des Abgasdurchgangs mit einem Seitenverhältnis von etwa 4 oder mehr erreicht wird.

Die Wärmeübertragung vom Abgas zu einer Katalysator- Wandoberfläche erfolgt durch Kollision von Abgasmolekülen mit der Katalysator-Wandoberfläche. Im allgemeinen kann eine positive Korrelation zwischen einer Stoffaustauschgeschwindigkeit vom Abgas zur Katalysatorwandoberfläche und einer Wärmeübertragungsrate ermittelt werden. So wird durch Auswahl einer Querschnittsform, bei der die Stoffaustauschgeschwindigkeit hoch ist, um dadurch eine Katalysatorreaktion zu fördern, die Wärmeübertragungsrate notwendigerweise verbessert. Indem die Querschnittsform eines Abgasdurchgangs nach vorstehender Beschreibung rechteckig mit einem Seitenverhältnis von etwa 4 oder mehr gestaltet wird, kann der schnellste Temperaturanstieg des Katalysators erwartet werden, und ein Temperaturanstieg des Katalysators nach dem Motorstart kann wirksam gefördert werden.

Demgegenüber hat, wie aus Fig. 2 klar hervorgeht, bei dem herkömmlichen Metallträger der Abgasdurchgang eine nahezu dreieckige Querschnittsform, die eine niedrigere Wärmeübertragungsrate vom Abgas zur Wandoberfläche des Trägers bietet und auch zu einer Verzögerung des Temperaturanstiegs des Katalysators führt.

Zur Lösung der oben erwähnten tatsächlichen Situation sieht die vorliegende Erfindung vor, statt einen Metallträger für einen Abgasreinigungskatalysator durch Überlappen einer flachen Metallfolie und einer wellenförmigen Metallfolie herzustellen, einen Katalysatorträger im wesentlichen nur durch Laminieren flacher Metallfolien herzustellen, so daß ein Abgasdurchgang durch Trennen flacher Metallfolien mit in den flachen Metallfolien in vorbestimmtem Abstand vorgesehenen Vorsprüngen gebildet wird, und so, daß die flachen Metallfolien so mit Löchern durchsetzt sind, daß Abgas auch in einer Radialrichtung strömen kann, um dadurch ein Herstellungsverfahren eines Metallträgers vorzuschlagen, der für einen Abgasreinigungskatalysator verwendbar ist, der eingerichtet ist, um die oben genannten Probleme vollständig zu lösen.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Herstellungsverfahren eines Metallträgers vorzuschlagen, der für einen Abgasreinigungskatalysator verwendbar ist, bei dem die Festigkeit der Verbindung zwischen flachen Metallfolien erhöht ist bzw. wird.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Herstellungsverfahren eines Metallträgers vorzuschlagen, der für einen Abgasreinigungskatalysator verwendbar ist, bei dem die Stärke eines Abschnitts auf der Einströmseite des Abgases erhöht ist bzw. wird.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Herstellungsverfahren eines Metallträgers vorzuschlagen, der für einen Abgasreinigungskatalysator verwendbar ist, bei dem die an der flachen Metallfolie vorzusehenden Vorsprünge und Löcher gleichzeitig und einfach, ohne begleitende Gewichtszunahme, ausgebildet werden.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Herstellungsverfahren eines Metallträgers vorzuschlagen, der für einen Abgasreinigungskatalysator verwendbar ist, bei dem die Bildung der Vorsprünge und Löcher gemäß der vierten Aufgabe so ausgeführt werden kann, daß keine Falten in den flachen Metallfolien verursacht werden.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Herstellungsverfahren eines Metallträgers vorzuschlagen, der für einen Abgasreinigungskatalysator verwendbar ist, bei dem die Vorsprünge keinen so großen Widerstand bieten, daß sie für eine Abgasströmung problematisch werden, und auch keinen Nachteil bzw. kein Hindernis für einen spiralförmigen Wickelvorgang der flachen Metallfolien darstellen.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Herstellungsverfahren eines Metallträgers vorzuschlagen, der für einen Abgasreinigungskatalysator verwendbar ist, bei dem die Vorsprünge kein Rückfedern verursachen, wenn die Vorsprünge durch Formstanzen bzw. -prägen gebildet werden.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Herstellungsverfahren eines Metallträgers vorzuschlagen, der für einen Abgasreinigungskatalysator verwendbar ist, bei dem die Scherbeanspruchungen, die auf den Stempel zum Stanzen der flachen Metallfolie einwirken, einander kompensieren, wenn die Vorsprünge durch Stanzen bzw. Prägen gebildet werden.

Eine noch andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Herstellungsverfahren eines Metallträgers vorzuschlagen, der für einen Abgasreinigungskatalysator verwendbar ist, bei dem eine Situation vermieden wird, bei der die Vorsprünge mit den Löchern ausgerichtet sind, wenn die flachen Metallfolien miteinander überlappt werden, so daß die Vorsprünge nicht in der Lage sind, die Beabstandung zwischen den flachen Metallfolien in einer vorgegebenen Art und Weise aufrechtzuerhalten.

In erster Linie stellt die vorliegende Erfindung für die oben genannten Aufgaben ein Verfahren zur Herstellung eines für einen Abgasreinigungskatalysator verwendbaren Metallträgers durch spiralförmiges Wickeln eines Rohmaterials in die Form des Metallträgers bereit. Das erfindungsgemäße Verfahren umfaßt die folgenden Schritte: Bereitstellen von zwei bis vier Bahnen flacher Metallfolien mit Vorsprüngen und Löchern über deren gesamte Oberflächen als Metallträger- Rohmaterial; spiralförmiges Wickeln der flachen Metallfolien unter einem gegenseitig überlappten Zustand in eine Form eines zylindrischen Körpers; und Verbinden der oberen Enden der Vorsprünge mit entsprechenden Oberflächen der flachen Metallfolien.

Bei der vorliegenden Erfindung sind bzw. werden zwei bis vier Bahnen flacher Metallfolien, die Vorsprünge und Löcher über deren gesamte Oberflächen aufweisen, spiralförmig unter einem gegenseitig überlappten Zustand in die Form eines zylindrischen Körpers gewickelt, wobei obere bzw. Spitzenenden der Vorsprünge mit Oberflächen der flachen Metallfolien zusammengefügt werden, um dadurch einen Metallträger herzustellen, der für einen Abgasreinigungskatalysator verwendbar ist.

Der so hergestellte Träger eines Abgasreinigungskatalysators legt einen Abgasdurchgang zwischen flachen Metallfolien fest, die einander in einer radialen Richtung benachbart sind, wobei eine Beabstandung dazwischen durch die Vorsprünge festgelegt wird. Als solcher weist der Abgasdurchgang eine einem Rechteck ähnelnde Querschnittsfläche auf, und die Höhe der Vorsprünge kann willkürlich gewählt werden, so daß es auch möglich ist, das Rechteck so zu gestalten, daß es ein Seitenverhältnis von 4 oder mehr aufweist, bei dem nach obiger Beschreibung der schnellste Temperaturanstieg erwartet werden kann. Somit kann ein Träger eines Abgasreinigungskatalysators hergestellt werden, der in der Lage ist, den Temperaturanstieg des Katalysators nach dem Motorstart wirksam zu fördern.

Ferner legt der Träger des nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung hergestellten Abgasreinigungskatalysators den Abgasdurchgang wie oben beschrieben fest, und zwar so, daß die Vorsprünge nur die Beabstandung zwischen flachen Metallfolien festlegen, so daß der Vorsprungswinkel des Vorsprungs in bezug auf die flache Metallfolie beliebig eingestellt werden kann, was zum Ergebnis hat, daß es möglich wird, ohne weiteres zu vermeiden, daß es zu einem Schneiden von Oberflächen mit einer Innenfläche des Abgasdurchgangs unter einem spitzen Winkel kommt, wodurch das Auftreten eines Problems bei der Aufbringung der Haftschichtflüssigkeit auf die Innenfläche des Abgasdurchgangs, daß nämlich infolge von Oberflächenspannung eine unnötig große Menge von Haftschichtflüssigkeit auf einen bestimmten Abschnitt aufgebracht wird, eliminiert wird.

Auf diese Weise wird es auch möglich, eine Kostenerhöhung aufgrund des Anhaftens einer übermäßigen Menge Haftschichtflüssigkeit zu vermeiden, und auch ein Problem, daß eine Verschlechterung der Katalysator-Reaktionseffizienz infolge der Reduzierung von Katalysatorträger-Oberfläche zu einem langen Abgasreinigungskatalysator führt, zu vermeiden.

Außerdem wird keine Erhöhung der Wärmekapazität infolge des Anhaftens einer übermäßigen Menge Haftschichtflüssigkeit verursacht, so daß keine verlängerte Zeitspanne für einen Temperaturanstieg bis zur Aktivierungstemperatur des Abgasreinigungskatalysators nach dem Motorstart erforderlich ist. Darüber hinaus kann auch ein Problem insofern vermieden werden, als der Temperaturanstieg der Wandoberfläche des Abgasdurchgangs unmittelbar nach dem Motorstart verzögert wird, so daß ungereinigter Schadstoff weiter ausströmt.

Bei dem Träger des nach der ersten Ausführungsform der Erfindung hergestellten Abgasreinigungskatalysators sind über den gesamten Oberflächen der flachen Metallfolien Löcher vorhanden, wodurch eine Diffusion von Abgas in einer radialen Richtung von einem Träger-Mittenabschnitt, an dem eine Abgas- Strömungsrate hoch wird, bis zu einem Träger- Umfangsabschnitt, an dem eine Abgasströmungsrate gering wird, ermöglicht wird. Somit wird an dem Umfangsabschnitt des Trägers, an dem der Temperaturanstieg zu einer Verzögerung tendiert, der Temperaturanstieg gefördert, um dadurch einen Abgasreinigungswirkungsgrad zu verbessern.

Vorteilhafterweise werden die Spitzenenden der Vorsprünge der flachen Metallfolien abgebogen bzw. geknickt, um entlang von Oberflächen der flachen Metallfolien zu verlaufen, mit denen die oberen bzw. Spitzenenden der Vorsprünge verbunden werden, wobei jeder Vorsprung an den gebogenen Spitzenenden mit der flachen Metallfolie verbunden wird.

In diesem Fall werden die Verbindungsflächen bzw. -bereiche zwischen den Vorsprüngen und der flachen Metallfolie ausgeweitet, wodurch eine Verbesserung der Festigkeit der Verbindung zwischen den flachen Metallfolien ermöglicht wird.

Vorteilhafterweise ist die Breite einer flachen Metallfolie der zwei bis vier Bahnen flacher Metallfolien so gestaltet, daß sie mit einer Axiallänge des Metallträgers nach der Fertigstellung identisch ist, wobei Breiten der restlichen flachen Metallfolien so gestaltet werden, daß sie an einem Abschnitt auf der Seite einströmenden Abgases um einen Bereich zwischen 5 mm und 40 mm kürzer als die axiale Länge des Metallträgers nach der Fertigstellung gestaltet werden, wobei der Abschnitt auf der Seite einströmenden Abgases der einen Bahn flacher Metallfolie im obigen Bereich so gestaltet wird, daß er dort, wo keine Vorsprünge vorhanden sind, eine flache Form aufweist, und wobei eine wellenförmige Metallfolie mit einer Breite, die gerade zum Kompensieren der Abschnitte der restlichen flachen Metallfolien auf der Seite einströmenden Abgases ausreicht, mit dem Abschnitt auf der Seite einströmenden Abgases der einen Bahn flacher Metallfolie überlappt wird, und die spiralförmige Aufwicklung unter diesem Zustand durchgeführt wird, wobei bei diesem Wickelvorgang beide Seiten von Spitzenabschnitten der wellenförmigen Metallfolie mit entsprechenden Oberflächen der einen Bahn flacher Metallfolie zusammengefügt werden, um dadurch einen Metallträger eines Abgasreinigungskatalysators herzustellen.

In diesem Fall werden die radial gegenüberliegenden Abschnitte der flachen Metallfolien, welche den Träger des Abgasreinigungskatalysators bilden, an dem Abschnitt auf der Abgas-Einströmseite durch die wellenförmigen Folien 20 statt der vorher erwähnten Vorsprünge miteinander verbunden, so daß die Festigkeit bzw. Stärke des Katalysatorträgers am Abschnitt der Abgas-Einströmseite erhöht werden kann.

Vorteilhafterweise werden die Löcher durch Stanzen der flachen Metallfolien gebildet, und gleichzeitig damit werden die gestanzten und nicht abgescherten Stücke, die von den flachen Metallfolien aufgrund des Stanzvorgangs vorstehen, zu den Vorsprüngen umgestaltet.

In diesem Fall werden die Löcher automatisch bei der Formung der Vorsprünge ausgebildet, wodurch es nicht nötig ist, einen weiteren Arbeitsgang zum Öffnen von Löchern vorzusehen, selbst wenn die Löcher für die obengenannte Aufgabe durchsetzend ausgebildet werden müssen, um dadurch eine Kostenerhöhung einzuschränken, wobei es zu keiner Gewichtszunahme kommt, selbst wenn die Vorsprünge vorgesehen werden, da die Vorsprünge Teil des Materials der flachen Metallfolie sind.

Vorteilhafterweise wird der Stanzvorgang durch einen Stempel nach dem Befestigen der flachen Metallfolie zwischen einer Druckplatte und dem Gesenk bzw. der Prägeplatte ausgeführt.

In diesem Fall kann die Bildung gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung auf eine Art und Weise ausgeführt werden, daß in der flachen Metallfolie keine Falten verursacht werden, um dadurch die Qualität des Katalysatorträgers zu verbessern.

Vorteilhafterweise sind bzw. werden die Vorsprünge so ausgebildet, daß die Übergangs- bzw. Verbindungsabschnitte (merging portions) zwischen den Vorsprüngen und den flachen Metallfolien nach der Fertigstellung in einer Richtung parallel zu einer Achse des Metallträgers gerichtet sind, oder mit einem Neigungswinkel von 30° geneigt sind.

In diesem Fall bilden die Vorsprünge keinen so großen Widerstand, daß sie für eine Abgasströmung problematisch wären, noch stellen sie ein Hindernis für einen Spiral- Aufwickelvorgang der flachen Metallfolien dar.

Vorteilhafterweise sind die Vorsprünge so ausgebildet, daß die Verbindungsabschnitte zwischen den Vorsprüngen und den flachen Metallfolien mit einem Krümmungsradius gekrümmt sind, der das 0,7- bis 50-fache einer Länge jedes der Zusammenfügungsabschnitte beträgt.

In diesem Fall verursachen die Vorsprünge kein Zurückfedern, wenn die Vorsprünge durch Stanzen geformt werden, wodurch ein Problem, daß die Beabstandung zwischen den flachen Metallfolien von der Vorgabe aufgrund der Rückfederung abweicht, vermieden wird.

Vorteilhafterweise werden die gepaarten Vorsprünge und Löcher in der gleichen Reihe, die in einer Aufwickelrichtung der flachen Metallfolien ausgerichtet sind, derart ausgebildet, daß sich die Stellen von Verbindungsabschnitten zwischen den Vorsprüngen und den flachen Metallfolien an voneinander weiter entfernten Seitenpositionen der Löcher befinden.

In diesem Fall gleichen sich die auf den Stempel zum Stanzen der flachen Metallfolie einwirkenden Scherbeanspruchungen gegenseitig aus, wenn die Vorsprünge durch Stanzen geformt werden, was darin resultiert, daß sich die lateralen Kräfte, die auf die gesamte Form einwirken, völlig aufheben.

Vorteilhafterweise werden die Vorsprünge und Löcher so ausgebildet, daß sich Anordnungsmuster der Vorsprünge und Löcher zwischen benachbarten flachen Metallfolien voneinander unterscheiden, um dadurch eine Situation zu vermeiden, bei der die Vorsprünge mit den Löcher ausgerichtet sind, wenn die flachen Metallfolien miteinander überlappt werden, wodurch das Problem, daß die Vorsprünge die Beabstandung zwischen den flachen Metallfolien in einer vorgegebenen Weise nicht gewährleisten können, gelöst wird.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht zur Darstellung eines herkömmlichen Metallträgers eines Abgasreinigungskatalysators in einem Zustand im Laufe der Herstellung,

Fig. 2 eine Teil-Längsschnittansicht zur Darstellung eines von einer Richtung der Abgasströmung aus betrachteten Zustands, in dem auf einen herkömmlichen Metallträger für einen durch die herkömmliche Methode hergestellten Abgasreinigungskatalysator eine Haftbeschichtung aufgebracht ist, die einen Katalysator trägt,

Fig. 3 eine Teil-Längsschnittansicht zur Darstellung eines von einer Richtung der Abgasströmung aus betrachteten Metallträgers für einen Abgasreinigungskatalysator, der durch ein Herstellungsverfahren gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hergestellt ist,

Fig. 4 eine detaillierte Schnittansicht zur Darstellung eines bearbeiteten Zustands einer flachen Metallfolie, die bei der Herstellung des Katalysatorträgers gemäß Fig. 3 zu verwenden ist,

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht zur Darstellung einer Konfiguration nach der Bearbeitung der flachen Metallfolie, und

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht zur Darstellung eines Metallträgers eines Abgasreinigungskatalysators, der durch ein Herstellungsverfahren gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hergestellt ist, als Teil-Schnittansicht.

Im folgenden werden die Ausführungsformen dieser Erfindung gemäß den Zeichnungen beschrieben.

In Fig. 3 ist im Schnitt nur ein Teil eines Metallträgers eines Abgasreinigungskatalysators dargestellt, der durch ein Herstellungsverfahren gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hergestellt ist und zwei oder mehr (in Fig. 3, zwei) Bahnen flacher Metallfolien 11, 12 umfaßt, die mit Vorsprüngen 11a, 12a ausgebildet sind, welche an einer der Seiten der flachen Metallfolien 11 bzw. 12 abstehen.

Gemäß Fig. 4 werden diese Vorsprünge 11a, 12a durch Stanzen mittels eines Stempels 13 und eines Gesenks 14 in eine Form, wie sie klar aus Fig. 5 ersichtlich ist, ausgebildet, und gleichzeitig damit werden Löcher 11b, 12b in den flachen Metallfolien 11 bzw. 12 ausgebildet.

Es ist anzumerken, daß dieser Stanzvorgang unter einem Zustand ausgeführt wird, daß der Stempel 13 die zwischen einer Druckplatte 15 und dem Gesenk 14 befestigte flache Metallfolie 11 oder 12 stanzt, um dadurch das Auftreten von Falten in den flachen Metallfolien 11, 12 zu vermeiden.

Die Stanzform ist nicht auf ein Rechteck beschränkt, wie aus Fig. 5 klar hervorgeht, und kann beliebige Formen, beispielsweise elliptische, halbkreisförmige und dreieckige Formen aufweisen. Die Form des Stanzwerkzeugs 13 ist auf jeden Fall so ausgewählt, daß die Vorsprünge 11a, 12a mit den flachen Metallfolien 11 bzw. 12 ohne ein Abscheren der Abschnitte 11c, 12c von den flachen Metallfolien 11 bzw. 12 verbunden sind.

Falls die Vorsprünge 11a, 12a und die Löcher 11b, 12b gleichzeitig durch Stanzen der flachen Folien 11, 12 auf diese Weise geformt werden, wird es nicht nur möglich, die maschinelle Bearbeitungszeit für sie zu verkürzen, sondern auch die Vorsprünge 11a, 12a und die Löcher 11b, 12b einfach zu formen, ohne daß dies zu einer Gewichtszunahme und einer Kostenerhöhung führt, da die Vorsprünge 11a, 12a Stanzteile der flachen Metallfolien 11 bzw. 12 sind.

Es ist anzumerken, daß die oberen Enden bzw. Spitzenenden 11d, 12d der Vorsprünge 11a, 12a beim Bilden der Vorsprünge 11a, 12a mittels des Stempels 13, des Gesenks 14 und der Druckplatte 15 parallel zu den Ebenen der flachen Metallfolien 11, 12 gebogen werden, wobei die Tiefe der Stanzlöcher des Gesenks 14 so festgelegt werden soll, daß der Abstand von den Ebenen der flachen Metallfolien 11, 12 bis zu den Spitzenenden 11d, 12, d. h. eine Höhe h (Fig. 5) der Vorsprünge 11a, 12a, einem erforderlichen Abstand zwischen den in Fig. 3 durch die gleichen Bezugsziffern dargestellten Metallfolien 11, 12 entspricht.

Wie aus Fig. 5 klar hervorgeht, werden dabei die Vorsprünge 11a, 12a und die Löcher 11b, 12b in einer Längsrichtung (β) der flachen Metallfolien 11 bzw. 12, die notwendigerweise Streifenform aufweisen, ausgerichtet und gleichmäßig angeordnet.

Was diese Paare von Vorsprüngen 11a, 12a und Löcher 11b, 12b in derselben Reihe angeht, so werden die Positionen nicht abgescherter Abschnitte 11c und 12c an voneinander weiter entfernten Seitenpositionen der Löcher 11b bzw. 12b gewählt.

In diesem Fall werden beim Stanzen der Vorsprünge 11a, 12a gemäß Fig. 4 auf den Stempel 13 einwirkende laterale Kräfte δ und γ gegenseitig ausgeglichen, so daß auf den Stempel 13 keine lateralen Kräfte einwirken. Damit werden nie laterale Schlupfe des Stempels 13 verursacht, wodurch eine Verschlechterung der Abscherstanzfähigkeit aufgrund einer Abweichung des Spiels vermieden wird.

Es ist praktisch, vom Kostenstandpunkt her als flache Metallfolien 11, 12 ein kaltgewalztes Material zu verwenden, so daß die flachen Metallfolien 11, 12 eine größere Starrheit bzw. Steifigkeit aufweisen.

Es kann schwierig sein, die vorher erwähnte, vorgegebene Vorsprungshöhe h dort einzuhalten, wo die Vorsprünge 11a, 12a nach der Formung der Vorsprünge 11a, 12a durch Stanzen der flachen Metallfolien 11, 12 auf die vorher erwähnte Art und Weise eine Rückfederung hervorrufen.

Um eine solche Situation zu vermeiden, ist es erwünscht, beispielsweise nicht nur ein Spiel zwischen dem Stempel 13 und dem Gesenk 14 und einen Radius des Gesenkabsatzes des nicht abgescherten Abschnitts in Erwägung zu ziehen, sondern auch die nicht abgescherten Abschnitte so einzustellen, daß sie keine lineare Form, sondern eine gekrümmte Form mit einem Krümmungsradius zu jeder Seite hin, aufweist, wie durch r1 oder r2 in Fig. 5 gezeigt ist.

Dabei hat sich bestätigt, daß die Krümmungsradien r1, r2 in jedem der Fälle zwischen 0,7 w und 50 w wirksam sind, wobei eine Breite des nicht abgescherten Abschnitts als w angenommen wird.

Um das Stanzen bzw. Prägen der Vorsprünge 11a, 12a wirksam auszuführen, ist es erwünscht, sie durch den Stempel 13, das Formgesenk 14 und die Druckplatte 15 gemäß Fig. 4 alle gleichzeitig zu stanzen bzw. zu prägen, wobei diese Elemente entsprechend denjenigen Vorsprüngen 11a, 12a, die innerhalb einer Fläche bzw. eines Bereichs angeordnet sind, die/der durch ein Produkt einer Gesamtbreite der flachen Metallfolien 11, 12 und einer geeigneten Länge L in der Längsrichtung (β) dargestellt ist, aufgebaut sind.

Insbesondere ist erforderlich, daß die Relativpositionen des vertikal gepaarten Stempels 13/Gesenks 14 fest eingestellt sind, um das Abscheren mit einem geeigneten Spiel dazwischen auszuführen. Dem Stempel 13 und dem Gesenk 14 kann eine Kolbenbewegung nur in einer Vertikalrichtung gestattet werden, wobei eine Horizontalbewegung derselben durch eine Mehrzahl von Führungsstiften eingeschränkt wird. Durch einen Hub des Stempels 13 wird die der Länge L entsprechende Menge bearbeitet, dann werden die flachen Metallfolien 11, 12 jeweils um identische Strecken vorwärtsbewegt, und dieser Vorgang wird wiederholt, um dadurch die den Folien entsprechenden Vorsprünge 11a, 12a und Löcher 11b, 12b auszubilden.

Die flachen Metallfolien 11, 12, die mit den Vorsprüngen 11a bzw. 12a und Löchern 11b bzw. 12b in der oben erwähnten Weise ausgebildet sind, werden miteinander so überlappt, daß die betreffenden Vorsprünge 11a, 12a mit glatten Oberflächen, aus denen kein Vorsprung 12a, 11a absteht, benachbarter flacher Metallfolien 12, 11 im Kontakt stehen. Ferner werden diese streifenartigen flachen Metallfolien 11, 12 spiralförmig in einem derart überlappten Zustand aufgewickelt, daß die Vorsprünge 11a, 12a gemäß Fig. 3 auf der Innenseite zu liegen kommen. Durch Verbinden der abgebogenen Spitzenenden 11d, 12d der Vorsprünge 11a, 12a jeweils mit den glatten Oberflächen der entsprechenden flachen Metallfolien 12 bzw. 11, beispielsweise durch Hartlöten (brazing), wird ein zylindrischer Metallträger hergestellt, der für einen Abgasreinigungskatalysator verwendbar ist.

Dabei besteht der Grund, warum die sich gegenseitig überlappenden, streifenartigen flachen Metallfolien 11, 12 spiralförmig in einer Richtung so aufgewickelt werden, daß die Vorsprünge 11a, 12a auf der Innenseite zu liegen kommen, in der Vermeidung einer Situation, bei der die Vorsprünge 11a, 12a an einer äußersten Umfangsfläche des zylindrischen Metallträgers vorstehen, und in der Ermöglichung einer starken Aufwicklung der flachen Metallfolien 11, 12 unter Anwendung von Druck in einer radialen Richtung nach innen, um einen engen Kontakt zwischen den abgebogenen Spitzenenden 11d, 12d der Vorsprünge 11a, 12a und den glatten Oberflächen der entsprechenden flachen Metallfolien 12, 11 bei der Aufwickelarbeit herzustellen.

Wie in Fig. 3 gezeigt ist, sind in dem Träger des durch das vorgenannte Verfahren hergestellten Abgasreinigungskatalysators Abgasdurchgänge 16 zwischen den flachen Metallfolien 11, 12 festgelegt, die in einer Radialrichtung mit einem durch die Vorsprünge 11a, 12a festgelegten Abstand h benachbart sind.

Die Herstellung eines Abgasreinigungskatalysators erfolgt, indem eine (nicht dargestellte) Haftschichtflüssigkeit durch Eintauchen auf die Oberflächen in dem Abgasdurchgang 16 aufgebracht wird, getrocknet wird, und indem dann die Oberfläche dieser Haftschichtflüssigkeit dazu gebracht wird, den Katalysator zu tragen.

Dabei ist der Abgasdurchgang 16 zwischen flachen Metallfolien 11, 12, die in der Radialrichtung mit dem durch die Vorsprünge 11a, 12a festgelegten Abstand h benachbart sind, definiert. Es kann ein Träger eines Abgas- Reinigungskatalysators hergestellt werden, bei dem der Abgasdurchgang 16 eine einem Rechteck ähnelnde Querschnittsform aufweist, wie in Fig. 3 deutlich dargestellt ist, bei dem dem Rechteck ein Seitenverhältnis von etwa 4 oder mehr gegeben wird, wodurch die schnellste Temperaturerhöhung des Katalysators, wie vorher erwähnt, erwartet werden kann, da die Höhe h der Vorsprünge 11a, 12a willkürlich gewählt werden kann, und wodurch eine Temperaturerhöhung eines Katalysators nach dem Motorstart wirksam gefördert wird.

Ferner sind in dem Träger des auf die oben erwähnte Art und Weise hergestellten Abgasreinigungskatalysators die Abgasdurchgänge 16 auf obige Art und Weise definiert, so daß die Vorsprünge 11a, 12a nur dazu dienen, den Abstand h zwischen den flachen Metallfolien 11, 12 festzulegen, wobei die Vorsprungswinkel der Vorsprünge relativ zu den flachen Metallfolien 11, 12 beliebig eingestellt werden können.

Daher wird es ohne weiteres möglich, das Auftreten einer Oberfläche, die sich mit einer Innenfläche des Abgasdurchgangs 16 unter einem spitzen Winkel schneidet, zu vermeiden. Damit wird es möglich, ein Problem insofern zu vermeiden, als eine unnötig große Menge Haftschichtflüssigkeit auf einen bestimmten Abschnitt aufgrund von Oberflächenspannung während der Aufbringung von Haftschichtflüssigkeit auf eine Innenfläche des Abgasdurchgangs 16 aufgetragen wird.

Auf diese Weise wird es auch möglich, eine Kostenerhöhung infolge des Anhaftens einer übermäßigen Menge Haftschichtflüssigkeit zu vermeiden, und das Problem der Verschlechterung des Wirkungsgrads der Katalysator-Reaktion infolge der Reduzierung des den Katalysator tragenden Oberflächenbereichs zu einer unnötigen Verlängerung des Abgasreinigungskatalysators führt.

Außerdem kommt es zu keiner Erhöhung der Wärmekapazität aufgrund des Anhaftens einer übermäßigen Menge von Haftschichtflüssigkeit, so daß für den Temperaturanstieg bis zur Aktivierungstemperatur des Abgasreinigungskatalysators nach dem Motorstart keine lange Zeitspanne erforderlich ist. Ferner kann auch ein Problem insofern vermieden werden, als der Temperaturanstieg der Wandoberfläche des Abgasdurchgangs unmittelbar nach dem Motorstart verzögert wird, so daß weiter ungereinigter Schadstoff ausströmt.

In dem Träger des auf obige Art und Weise hergestellten Abgasreinigungskatalysators sind die Löcher 11b, 12b über die gesamten Oberflächen der flachen Metallfolien 11, 12 vorhanden, wodurch eine Diffusion von Abgas in einer radialen Richtung von einem Mittenabschnitt des Trägers, in dem eine Abgas-Strömungsrate groß wird, zu einem Träger- Umfangsabschnitt, wo eine Abgas-Strömungsrate gering wird, ermöglicht wird. Damit wird an einem Träger-Umfangsabschnitt, wo sich der Temperaturanstieg zu verzögern neigt, der Temperaturanstieg gefördert, um dadurch eine Abgas- Reinigungswirkung zu verbessern.

Wie aus der vorausgehenden Beschreibung hervorgeht, setzen die Vorsprünge 11a, 12a der Abgasströmung ε (sh. Fig. 5) Widerstand entgegen, um dadurch einen Druckverlust, begleitet von einer Verschlechterung der Motorleistung, zu verursachen. Daher ist eine Ausbildung der Vorsprünge 11a, 12a in einer Konfiguration am bevorzugtesten, bei der sich die nicht abgescherten Abschnitte 11c, 12c, welche die Vorsprünge 11a, 12a mit den flachen Metallfolien 11, 12 verbinden, in einer Richtung parallel zur Abgasströmung erstrecken, d. h. parallel zu einer Achse des Katalysatorträgers.

Dabei beziehen sich die nicht abgescherten Abschnitte 11c, 12c auch auf den vorher erwähnten Spiralaufwickelvorgang der flachen Metallfolien 11, 12, bei dem die Wickelachse sich in einer Breitenrichtung der flachen Metallfolien 11, 12 erstreckt. Als solche ist auch in dieser Hinsicht die Ausbildung der Vorsprünge 11a, 12a in einer Konfiguration am bevorzugtesten, bei der sich die nicht abgescherten Abschnitte 11c, 12c in einer Richtung parallel zu einer Achse des Katalysatorträgers erstrecken.

Es hat sich jedoch herausgestellt, daß, falls die Neigung der nicht abgescherten Abschnitte 11c, 12c relativ zur Achse des Katalysatorträgers im Bereich von 30° liegt, die Vorsprünge 11a, 12a keinen Widerstand bieten, der für eine Abgasströmung problematisch wäre, und die nicht abgescherten Abschnitte 11c, 12c kein Hindernis für einen Spiralaufwickelvorgang der flachen Metallfolien 11, 12 sind.

Da nach obiger Beschreibung die Vorsprünge 11a, 12a der Gasströmung ε (sh. Fig. 5) Widerstand entgegensetzen, verursacht ein Vorsehen derselben mit höherer Dichte eine problematische Verschlechterung der Motorleistung.

Da jedoch die Vorsprünge 11a, 12a dazu dienen, den Abstand h auf einem vorbestimmten Wert zwischen den Flachmetallfolien 11, 12 zu halten, kann die vorgesehene Dichte nicht zu sehr reduziert werden.

Um zwei sich derart widersprechenden Anforderungen gleichzeitig zu genügen ist es notwendig, eine Installationsspanne S (sh. Fig. 5) der Vorsprünge 11a, 12a in der Längsrichtung der flachen Metallfolien 11, 12 mit einem Ausrichtungsgrad der Vorsprünge 11a, 12a in der Breitenrichtung der flachen Metallfolien 11, 12 zu koordinieren. Bezüglich der Installationsspanne der Vorsprünge 11a, 12a hat sich bestätigt, daß es ratsam ist, die Spanne auf das zwei- bis zwanzigfache der Höhe h der Vorsprünge 11a, 12a festzusetzen.

Wenn man dabei einen Arbeitsvorgang zur Ausbildung der Vorsprünge 11a, 12a und der Löcher 11b, 12b in den flachen Metallfolien 11, 12 betrachtet, so sind sie kontinuierlich durch Stanzen bzw. Prägen auszubilden, wobei die streifenartigen flachen Metallfolien 11, 12 in ihrer Längsrichtung fortbewegt werden. Im Ergebnis werden die Vorsprünge 11a, 12a und die Löcher 11b, 12b in einem sich wiederholenden Muster mit einem Zyklus einer bestimmten Länge L entsprechend einer longitudinalen Dimension einer Form ausgebildet.

Wenn die mit den Vorsprüngen 11a, 12a und Löchern 11b, 12b auf die vorher erwähnte Weise ausgebildeten flachen Metallfolien 11, 12 spiralförmig aufgewickelt werden, könnten sich die Vorsprünge 11a bzw. 12a mit den Löchern 11b bzw. 12b ausrichten. Dabei würden die Vorsprünge 11a, 12a in die Löcher 11b, 12b eintreten, was dazu führen würde, daß sie ihre inhärente Funktion, den Abstand h zwischen einander benachbarten flachen Metallfolien 11, 12 aufrechtzuerhalten, nicht erfüllen.

Um eine solche schädliche Wirkung zu vermeiden, ist es ratsam, einen Zyklus eines sich wiederholenden Musters der Vorsprünge 11a, 12a und der Löcher 11b, 12b zwischen flachen Metallfolien 11, 12, die miteinander zu überlappen sind, zu variieren.

Was die Anzahl von sich gegenseitig überlappenden Lagen flacher Metallfolien 11, 12 betrifft, hat sich herausgestellt, daß zwei bis vier Lagen vorzuziehen sind, um eine Produktivität des Katalysatorträgers aufrechtzuerhalten, während die oben genannten Anforderungen erfüllt werden.

In dem oben erwähnten Aufbau ist der Abschnitt an der Abgas-Einströmseite des Katalysatorträgers, an dem das Abgas zuerst auftrifft, dem heißesten und schnellsten Abgas ausgesetzt, und weist eine ungenügende strukturelle Festigkeit auf, insbesondere unter einer Motorbetriebsbedingung bei einer höheren Temperatur, bei der eine Abgastemperatur 1050°C übersteigt. Dabei werden die flachen Metallfolien 11, 12 am Abschnitt der Abgas- Einströmseite durch eine Abgasströmung mit einem pulsartig variierenden Druck in Schwingung versetzt, und Aluminium in dem Stahl, der die flachen Metallfolien 11, 12 bildet, geht durch Verdampfung verloren. Früher oder später entsteht eine Tendenz zum Auftreten eines Längsrisses an einem Endabschnitt derselben aufgrund von Korrosionsermüdung, die durch die Oxidierung der Folien verursacht wird. Dieses Phänomen wird signifikant, insbesondere wenn die Folien eine Dicke von 25 µm oder weniger aufweisen.

Fig. 6 zeigt einen Metallträger zur Verwendung für einen Abgasreinigungskatalysator, der gemäß einem Verfahren der vorliegenden Erfindung hergestellt ist, um das oben genannte Problem zu lösen. Dabei wird der Katalysatorträger durch spiralförmiges Aufwickeln dreier Lagen bzw. Bahnen flacher Metallfolien 17, 18, 19 hergestellt, die mit Vorsprüngen und Löchern ausgebildet sind, die grundlegend identisch mit den Vorsprüngen 11a, 12a und Löchern 11b, 12b sind, und durch nachfolgendes Zusammenfügen der abgebogenen Spitzenenden anbringbarer Vorsprünge an Oberflächen der entsprechenden flachen Metallfolien z. B. durch Hartlöten.

Eine flache Metallfolie 17 der drei flachen Metallfolien 17, 18, 19 weist eine Breite auf, die mit einer axialen Länge des Metallträgers nach seiner Fertigstellung identisch ist. Am Abschnitt der Abgas-Einströmseite jedoch weisen alle übrigen flachen Metallfolien 18, 19 Breiten auf, die um eine Länge A kürzer als die axiale Länge des Metallträgers nach seiner Fertigstellung sind.

Die eine Lage bzw. Bahn der flachen Metallfolie 17 größerer Breite weist eine flache Konfiguration ohne die vorgenannten Vorsprünge am Abschnitt A der Abgas- Einströmseite auf. Es steht frei, ob die genannten Löcher im Abschnitt A der Abgas-Einströmseite mit einer flachen Konfiguration ausgebildet sind bzw. werden.

Wellenförmige Folien 20, die eine Breite A aufweisen, um diejenigen Abschnitte der Abgas-Einströmseite der übrigen flachen Metallfolien 18, 19 von geringerer Breite gerade zu kompensieren, werden mit der flachen Konfiguration der Abschnitte A der Abgas-Einströmseite der breiteren flachen Metallfolien 17 überlappt, und zwar vor der vorher erwähnten Spiralaufwicklung der gegenseitig überlappten flachen Metallfolien 17, 18, 19, und die flachen Metallfolien 17, 18, 19 und die wellenförmige Folie 20 werden unter dem vorgenannten gegenseitig überlappten Zustand spiralförmig aufgewickelt; in diesem aufgewickelten Zustand werden die Vorsprünge der flachen Metallfolien 17, 18 und 19 mit Oberflächen der entsprechenden flachen Metallfolien z. B. durch Hartlöten zusammengefügt und gleichzeitig damit beide Seiten der Scheitelabschnitte der wellenförmigen Folie 20 mit Abschnitten A der Abgas-Einströmseite der flachen Konfigurationen der flachen Metallfolien 17 größerer Breite, z. B. durch Hartlöten zusammengefügt, um dadurch den Katalysatorträger herzustellen.

Da die beiden Seiten der Scheitelabschnitte der wellenförmigen Folie 20 mit den Abschnitten A der Abgas- Einströmseite der flachen Konfigurationen der flachen Metallfolien 17 größerer Breite zusammengefügt werden, ist es erforderlich, daß die Amplitude B der wellenförmigen Folien 20 auf einen multiplizierten Wert der Anzahl n von Lagen bzw. Bahnen flacher Metallfolien 17, 18, 19 (n = 3 in Fig. 6) und der Höhe h der Vorsprünge (der integrierte Wert B = n × h) festgesetzt werden.

Die Amplitude B der wellenförmigen Folie 20 bezieht sich auf eine Querschnittsfläche eines Abgasdurchgangs an dem Abschnitt A der Abgas-Einströmseite. Wenn somit die Anzahl n von Lagen der flachen Metallfolien erhöht wird, erhöht sich die Querschnittsfläche des Abgasdurchgangs am Abschnitt A der Abgas-Einströmseite, um dadurch den Widerstand gegen eine Abgasströmung zu reduzieren. Wenn jedoch die Anzahl n von Lagen der flachen Metallfolien 5 oder mehr beträgt, gestaltet sich der Spiralaufwickelvorgang schwierig, und es kann infolge einer übermäßig großen Querschnittsfläche des Abgasdurchgangs keine vorgegebene Abgas-Reinigungsleistung erwartet werden. In dieser Hinsicht hat es sich auch herausgestellt, daß die geeignete Anzahl n von Lagen flacher Metallfolien zwei bis vier beträgt, wie oben beschrieben wurde.

Bei dem durch das oben genannte Verfahren hergestellten Abgasreinigungskatalysator werden statt der vorgenannten Vorsprünge die radial gegenüberliegenden Abschnitte miteinander an dem Abschnitt A der Abgas-Einströmseite durch die wellenförmigen Folien 20 in einer Bienenwaben- Konfiguration verbunden, so daß die Starrheit bzw. Steifigkeit des Katalysatorträgers am Abschnitt A der Abgas- Einströmseite verbessert werden kann. Somit kommt es selbst dann, wenn der Abschnitt A der Abgas-Einströmseite einem schnelleren Abgas ausgesetzt ist, das am heißesten ist und einen pulsartig variierenden Druck aufweist, nicht zu dem vorher erwähnten Längsriß.

Es ist anzumerken, daß die Breite des Abschnitts A der Abgas-Einströmseite zum Verbinden der radial gegenüberliegenden Abschnitte der flachen Metallfolien 17 vorzugsweise in einem Bereich zwischen 5 mm und 40 mm liegt. Der Grund hierfür ist wie folgt.

Falls die Breite des Abschnitts A der Abgas- Einströmseite weniger als 5 mm beträgt, gestaltet sich der Faltungsvorgang der wellenförmigen Folien 20 schwierig, wodurch sich die Bearbeitbarkeit verringert. Somit ist es nötig, die Untergrenze der Breite des Abschnitts A der Abgas- Einströmseite auf 5 mm festzusetzen. Falls die Breite des Abschnitts A der Abgas-Einströmseite mehr als 40 mm beträgt, kann außerdem der vorher erwähnte Verbesserungseffekt der Katalysatorleistung durch flache Metallfolien 18, 19 geringerer Breite nicht erwartet werden. Damit ist es nötig, die Obergrenze der Breite des Abschnitts A der Abgas- Einströmseite auf 40 mm festzusetzen.

Es versteht sich von selbst, daß als Rohmaterial für die flachen Metallfolien 11, 12, 17, 18, 19 und die wellenförmige Folie 20 natürlich ein hitzebeständiger rostfreier Stahl, wie er derzeit allgemein verwendet wird, ebenso wie ein anderes Metall mit Hitzebeständigkeit und plastischer Bearbeitbarkeit verwendet werden kann.

(1) Ausführungsform 1

Als flache Metallfolien wurden zwei Bahnen bzw. Lagen flacher Metallfolien, die aus hitzebeständigem rostfreiem Ferritstahl mit 20% Cr und 5% Al mit einer Dicke von 40 µm und einer Breite von 120 mm gefertigt waren, vorbereitet. Diese Folien wurden dann gleichzeitig mittels eines Stempels und eines Gesenks mit rechteckigen Vorsprüngen und Löchern ausgebildet.

Die nicht abgescherten Abschnitte, welche die flache Metallfolie und die Vorsprünge verbinden, wurden unter einem Winkel um 25° zu einer Achse des Katalysatorträgers geneigt, und die Abmessungen der Vorsprünge und Löcher wurden wie folgt festgelegt:

Höhe h des Vorsprungs: 0,8 mm
Länge des Lochs in einer Längsrichtung der Folie: 1,5 mm
Länge W des Lochs in einer Breitenrichtung der Folie: 3 mm, und
Breite des Spitzen- bzw. oberen Endes des Vorsprungs: 0,4 mm.

Die Anordnung der Vorsprünge auf der flachen Metallfolie war derart, daß der Abstand zwischen Vorsprüngen in der Folien-Breitenrichtung 10 mm und der Abstand zwischen Vorsprüngen in der Folien-Längsrichtung 5 mm beträgt (das Verhältnis der Vorsprungshöhe und des Vorsprungsabstands beträgt 6,2).

Eine flache Metallfolie wurde so gestanzt, daß ein Zentrum einer ersten Vorsprung-Reihe auf eine Position bei 3 mm von einem ausströmungsseitigen Ende zu liegen kommt. Eine weitere flache Metallfolie wurde so gestanzt, daß ein Zentrum einer ersten Vorsprung-Reihe auf eine Position bei 6 mm von einem ausströmungsseitigen Ende zu liegen kommt.

Bei dieser maschinellen Bearbeitung wurde ein Paar von Formen mit einer Breite von 130 mm und einer Länge von 110 mm benutzt und mit einem Stempel, einem Gesenk und einer Faltenverhinderungsplatte zum maschinellen Bearbeiten von 240 Stück Vorsprüngen installiert, die einer Fläche einer Gesamtbreite der Flachmetallfolie × Folienlänge von 100 mm entspricht.

Die Seitenform des Gesenks wurde mit Führungsstiften an vier Ecken befestigt. In eine obere, mit dem Stempel bzw. dem Obergesenk versehene Form und in die Faltenverhinderungsplatte wurden den Führungsstiften entsprechende Löcher gebohrt, und diese Form und die Platte wurden zum Stanzen bzw. Prägen der Vorsprünge und Löcher kombiniert bereitgestellt.

Wie in Fig. 5 gezeigt ist, wurden diejenigen in der Längsrichtung der flachen Metallfolie ausgerichteten Vorsprünge so angeordnet, daß benachbarte Vorsprungspaare einander gegenüberliegen, d. h. in alternierend entgegengesetzten Richtungen aufeinander gerichtet sind, um dadurch eine auf die Formen beim Stanzen einwirkende Lateralkraft auf bis zu 0 (Null) oder ein Minimum zu reduzieren.

Es wurden zwei gepaarte Lagen der mit Vorsprüngen und Löchern ausgebildeten obengenannten, maschinell bearbeiteten flachen Metallfolien gegenseitig überlappt, und in diesem Überlappungszustand wurden die flachen Metallfolien unter einer Gegenspannung von 2 kgf in eine zylindrische Form mit einem Durchmesser von 100 mm gewickelt. Dieser Zylinder wurde in ein Außengehäuse mit einer Dicke von 0,8 mm (und einem Gewicht von 196 g) eingebracht.

Dabei weisen die zwei Lagen flacher Metallfolien Vorsprünge mit Positionen auf, die zueinander in der Breitenrichtung versetzt sind, so daß Vorsprünge und Löcher benachbarter Folien sich nie überlappen.

Durch Anbringen von Lötmittel an Kontaktpunkten zwischen Vorsprüngen und flachen Metallfolien des zylindrischen Körpers, durch Einbringen des zylindrischen Körpers in einen Vakuumheizofen und durch Unterdruckheizen desselben unter einer Bedingung von 10^-4 Torr und 1150°C während 90 min wurden die Kontaktpunkte gelötet, um dadurch einen Metallträger zu bilden.

(2) Ausführungsform 2

Es wurde eine mit der Ausführungsform 1 identische, rostfreie Folie verwendet. Durch Stanzen wurden Vorsprünge und Löcher mit Abmessungen und einem Anordnungsmuster gleich dem der Ausführungsform 1 in einer Breite von 90 mm von einem Rand bzw. einer Kante, die einer Ausströmsseite des Abgases des flachen Metallfolienstreifens entspricht, ausgebildet.

Dabei wurden diejenigen Formungsflächen des Stempels und des Gesenks zum Stanzen der nicht abgescherten Abschnitte so gestaltet, daß sie konvexe Krümmungen mit einem Radius von 5 mm (Krümmungsradius/w = 1,67) aufwiesen, um so die Rückfederung der durch Stanzen geformten Vorsprünge zu reduzieren, so daß die Höhe der Vorsprünge stabil bei 0,8 mm gehalten wird.

Es wurden zwei Lagen flacher Metallfolien, von denen eine eine Dicke von 40 µm und eine Breite von 120 mm und die andere eine Dicke von 20 µm und eine Breite von 90 mm aufwies, vorbereitet, und diese Folien wurden durch gegenseitiges Ausrichten ihrer der Abgasausströmseite entsprechenden Ränder bzw. Kanten spiralförmig aufgewickelt.

An dem Abschnitt der Abgas-Einströmseite der 90 mm breiten flachen Metallfolie wurde ein wellenförmiger Folienstreifen mit einer Dicke von 40 µm und einer Breite von 25 mm in einer Wellenform mit einer Amplitude von etwa 1,8 mm und einer Teilung von 2,4 mm angeordnet. Dieser wellenförmige Folienstreifen wurde zusammen mit den vorher erwähnten flachen Metallfolien spiralförmig aufgewickelt, um dadurch eine Bienenwabenstruktur am Abschnitt der Abgas-Einströmseite zu bilden, in der die wellenförmige Metallfolie und die flache Metallfolie größerer Breite (120 mm Breite) und 40 µm Dicke miteinander in Kontakt stehen.

Dabei wurde ein enger Kontakt zwischen den Folien nicht durch Anwenden einer Gegenspannung, sondern durch das Aufwickeln des zylindrischen Trägers, während drei Walzen von den umgebenden drei Richtungen des Aufwicklers durch Luftdruck gegen den zylindrischen Träger angedrückt wurden, sichergestellt.

Durch den Aufwickler wurde ein zylindrischer Körper mit einem Durchmesser von 100 mm geformt, und dieser wurde genauso wie der oben erwähnte in das äußere Gehäuse eingebracht. Der zylindrische Körper wurde jedoch ohne ein Lötmittel zu verwenden in den Vakuumheizofen gegeben, worauf ein Aufheizen auf 1220°C erfolgte, um dadurch die jeweiligen Kontaktpunkte durch Diffusion zu bonden.

(3) Ausführungsform 3

Es wurde eine mit der Ausführungsform 1 identische rostfreie Folie verwendet. Durch Stanzen wurden Vorsprünge und Löcher, die mit der Ausführungsform 1 identische Abmessungen und Anordnungsmuster aufwiesen, in einer Breite von 110 mm von einem einer Ausströmseite des Abgases entsprechenden Kante des flachen Metallfolienstreifens ausgebildet.

Dabei wurden diejenigen Formungsflächen des Stempels und des Gesenks zum Stanzen bzw. Prägen der nicht abgescherten Abschnitte der durch Stanzen bzw. Prägen geformten Vorsprünge so gestaltet, daß sie konkave Krümmungen mit einem Radius von 60 mm (Krümmungsradius/w = 20) aufwiesen, um so die Rückfederung durch Stanzen geformter Vorsprünge so zu reduzieren, daß die Vorsprungshöhe stabil bei 0,8 mm gehalten wurde.

Es wurden drei Lagen bzw. Bahnen flacher Metallfolien vorbereitet, von denen eine eine Dicke von 40 µm und eine Breite von 120 mm und die anderen eine Dicke von 25 µm und eine Breite von 110 mm aufwiesen, und diese Folien wurden durch gegenseitiges Ausrichten ihrer der Abgas-Ausströmseite entsprechenden Kanten spiralförmig aufgewickelt. An den Abschnitten der Abgas-Einströmseite der flachen Metallfolien mit der geringeren Breite wurde ein wellenförmiger Folienstreifen mit einer Dicke von 40 µm und einer Breite von 8 mm in einer Wellenform mit einer Amplitude von etwa 2,6 mm und einer Teilung von 3,2 mm angeordnet. Dieser wellenförmige Folienstreifen wurde zusammen mit den oben erwähnten drei flachen Metallfolien spiralförmig aufgewickelt, um dadurch eine Bienenwabenstruktur an dem Abschnitt der Abgas- Einströmseite zu bilden, wobei die wellenförmige Metallfolie und die flache Metallfolie größerer Breite an dem Ende der Abgas-Einströmseite miteinander in Kontakt stehen.

Dabei wurde eine Adhäsion zwischen den Folien nicht durch Anwenden einer Gegenspannung, sondern durch Aufwickeln des zylindrischen Trägers sichergestellt, während die drei Walzen von den umgebenden drei Richtungen des Aufwicklers durch Luftdruck gegen den zylindrischen Träger angedrückt wurden.

Durch den Aufwickler wurde ein zylindrischer Körper mit einem Durchmesser von 100 mm geformt, und dieser wurde genauso wie oben erwähnt in das äußere Gehäuse eingebracht. Der zylindrische Körper wurde jedoch ohne Verwendung eines Lötmittels in den Vakuum-Heizofen gegeben, worauf eine Aufheizung auf 1220°C erfolgte, um dadurch jeweilige Kontaktpunkte durch Diffusion zu bonden.

(4) Herkömmliches Beispiel 1

Wie bei der Ausführungsform 1 wurden zwei Lagen bzw. Bahnen von aus rostfreiem Stahl gefertigten Folien mit einer Dicke von 40 µm und einer Breite von 120 mm verwendet, von denen eine als flache Metallfolie verwendet wurde und die andere zu einer wellenförmige Metallfolie mit einer Teilung von 2,5 mm und einer Höhe von 1,25 mm geformt wurde.

Diese flache Metallfolie und die wellenförmige Metallfolie wurden alternierend unter einer Gegenspannung von 2 kgf in eine Form eines zylindrischen Körpers mit einem Durchmesser von 100 mm aufgewickelt. Dieser zylindrische Körper wurde in ein äußeres Gehäuse mit einer Dicke von 0,8 mm eingebracht, um dadurch einen Katalysatorträger unter den selben Bedingungen und mit dem selben Arbeitsgang wie bei Beispiel 1 herzustellen.

(5) Herkömmliches Beispiel 2

Außer der Verwendung einer rostfreien flachen Metallfolie mit einer Dicke von 25 µm wurde ein Katalysatorträger unter denselben Bedingungen wie beim herkömmlichen Beispiel 1 hergestellt.

Die Metallträger, wie sie durch die jeweiligen Ausführungsformen und durch die herkömmlichen Beispiele hergestellt wurden, wurden gewogen. Tabelle 1 zeigt die Gewichte der Bienenwabenabschnitte, die durch Subtrahieren des äußeren Gehäuseabschnitts (196 g) von den Gewichten erhalten wird.

Als nächstes wurden die Metallträger nach Hinzufügen von Haftschichtflüssigkeit und einem Katalysator gewogen, um dadurch eine hinzugefügte Menge der Haftschichtflüssigkeit zu berechnen.

Danach wurde jeder der erstellten Katalysatoren an einen Motor angebaut, und die jeweiligen Ergebnisse der Reinigungszustände für CO-Gas in Tabelle 1 durch Vergleich der Anspringzeit bzw. Light-Off-Zeit (light off time) (Zeitspanne, die zur Erreichung von 50% CO-Reinigung erforderlich ist) dargestellt.

Es ist anzumerken, daß der verwendete Motor einen Hubraum von 2000 CC eines Vier-Zylinder-Typs aufwies, und die Meßergebnisse sich auf einen Zeitraum von einem Ruhezustand bis zu 2000 U/min beziehen.

Tabelle 1

Als nächstes wurden zum Vergleich der Stabilität bzw. der Lebensdauer der Katalysatorträger unter einer strengen Prüfungsbedingung der gemäß der Ausführungsform 2 hergestellte Träger und die gemäß den herkömmlichen Beispielen 1, 2 hergestellten Träger ausgewählt. Jeder dieser Träger wurde in einer Position in einem Abstand von 40 cm von einer Abgas-Auslaßseite des Motors befestigt, um dadurch einen Dauerversuch auszuführen.

Unter Verwendung eines mit dem obigen identischen Motors wurde jeder Träger nach Ausführung eines Dauerversuchs beobachtet, bei dem der Motor aus einem gestoppten Zustand auf bis zu 5000 U/min schnellgestartet wurde, in diesem Zustand 10 min lang betrieben wurde, gefolgt von einem Ruhezustand von 5 min. wobei dieser Zyklus über 800 mal wiederholt wurde.

In der Ausführungsform 2 und beim herkömmlichen Beispiel 1, von denen jede(s) eine verdickte Folie an einer Abgas- Einströmseite aufwies, die der heißesten Abgastemperatur ausgesetzt war, ergaben sich keine Probleme. Im herkömmlichen Beispiel 2 mit einer geringeren Dicke der Folie an der Abgas- Einströmseite war der Randabschnitt jedoch gerissen und abgeblättert.

Gemäß dieser Beobachtung wurde angenommen, daß der Endabschnitt aufgrund der Oxidation der Verdampfung von Al abgeblättert war.

Wie aus der obigen Beschreibung hervorgeht, kann bei dem Metallträger, der durch spiralförmiges Aufwickeln nur flacher Metallfolien mit Vorsprüngen und Löchern über der gesamten Oberfläche unter einer Begrenzung der Anzahl von Lagen von Folien zwischen zwei und vier hergestellt wurde, das Gewicht des Metallabschnitts reduziert werden, wobei die Haftschichtflüssigkeit ohne eine Überbeschichtung aufgetragen wird, um auch dadurch das Gewicht zu reduzieren. Im Ergebnis wird die Wärmekapazität des gesamten Metallträgers verringert, wodurch eine wesentliche Verkürzung der Anspringzeit bzw. Light-Off-Zeit realisiert werden kann.

Wenn ferner der Träger gemäß der Ausführungsform 2 so hergestellt wird, daß mit Ausnahme einer der zu überlappenden flachen Metallfolien die restlichen flachen Metallfolien mit geringerer Breite gestaltet werden, und so, daß die wellenförmige Metallfolie mit einer der Breitendifferenz zwischen solchen flachen Metallfolien entsprechenden Breite in einen der Abgas-Einströmseite entsprechenden Abschnitt eingegliedert wird, erhöht sich die Steifigkeit bzw. Festigkeit des Trägers an der Abgas-Einströmseite. Durch Erhöhen der Dicke der wellenförmigen Metallfolie und der oben genannten einen flachen Metallfolie kann ein Träger geringen Gewichts und exzellenter Anspring- bzw. Light-Off-Eigenschaft hergestellt werden, während die thermische Dauerhaftigkeit des Trägers beibehalten wird.

Claims (9)

1. Verfahren zur Herstellung eines für einen Abgasreinigungskatalysator verwendbaren Metallträgers durch spiralförmiges Aufwickeln eines Rohmaterials in die Form des Metallträgers, mit folgenden Schritten:
Bereitstellen von zwei bis vier Lagen bzw. Bahnen flacher Metallfolien (11, 12; 17, 18, 19) mit Vorsprüngen (11a, 12a) und Löchern (11b, 12b) über deren gesamter Oberfläche als Metallträger-Rohmaterial,
spiralförmiges Aufwickeln der flachen Metallfolien (11, 12; 17, 18, 19) unter einem gegenseitig überlappten Zustand in eine Form eines zylindrischen Körpers und
Zusammenfügen der oberen Enden (11d, 12d) der Vorsprünge (11a, 12a) mit entsprechenden Oberflächen der flachen Metallfolien (11, 12; 17, 18, 19).

2. Verfahren zur Herstellung eines für einen Abgasreinigungskatalysator verwendbaren Metallträgers gemäß Anspruch 1, wobei
die oberen Enden (11d, 12d) der Vorsprünge (11a, 12a) der flachen Metallfolien (11, 12; 17, 18, 19) so gebogen werden, daß sie längs Oberflächen der flachen Metallfolien (11, 12; 17, 18, 19), mit denen die oberen Enden (11d, 12d) der Vorsprünge (11a, 12a) zusammengefügt werden, verlaufen, und
die Vorsprünge (11a, 12a) mit den flachen Metallfolien (11, 12; 17, 18, 19) an den gebogenen oberen Enden (11d, 12d) zusammengefügt werden.

3. Verfahren zur Herstellung eines für einen Abgasreinigungskatalysator verwendbaren Metallträgers nach einem der Ansprüche 1 und 2, wobei
die Breite einer flachen Metallfolie (17) der zwei bis vier Lagen flacher Metallfolien (17, 18, 19) so gestaltet wird, daß sie mit einer axialen Länge des fertiggestellten Metallträgers identisch ist,
die Breite der übrigen flachen Metallfolien (18, 19) so gestaltet wird, daß sie um einen Bereich (A) zwischen 5 mm und 40 mm an dem Abschnitt der Abgas-Einströmseite kürzer ist als die axiale Länge des fertiggestellten Metallträgers, und der Abschnitt der Abgas-Einströmseite der einen Lage flacher Metallfolie (17) in dem obigen Bereich so gestaltet wird, daß sie eine flache Form ohne Vorsprünge aufweist,
eine wellenförmige Metallfolie (20) mit einer Breite, die gerade ausreicht, um die Abschnitte (A) der Abgas- Einströmseite der übrigen flachen Metallfolien (18, 19) zu kompensieren, mit dem Abschnitt der Abgas-Einströmseite der einen Lage flacher Metallfolie (17) überlappt wird, und die spiralförmige Aufwicklung unter diesem Zustand ausgeführt wird, und
in diesem aufgewickelten Zustand beide Seiten der oberen Abschnitte der wellenförmigen Metallfolie (20) mit entsprechenden Oberflächen der einen Lage flacher Metallfolie (17) zusammengefügt werden.

4. Verfahren zur Herstellung eines für einen Abgasreinigungskatalysator verwendbaren Metallträgers nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Löcher (11b, 12b) durch Stanzen bzw. Prägen der flachen Metallfolien (11, 12; 17, 18, 19) ausgebildet werden, und gleichzeitig hiermit diejenigen gestanzten bzw. geprägten und nicht abgescherten Stücke, die von den flachen Metallfolien durch das Stanzen abstehen, zu den Vorsprüngen (11a, 12a) gestaltet werden.

5. Verfahren zur Herstellung eines für einen Abgasreinigungskatalysator verwendbaren Metallträgers gemäß Anspruch 4, wobei der Stanz- bzw. Prägevorgang durch einen Stanzstempel (13) nach der Befestigung der flachen Metallfolie (11, 12) zwischen einer Druckplatte (15) und einem Gesenk (14) ausgeführt wird.

6. Verfahren zur Herstellung eines für einen Abgasreinigungskatalysator verwendbaren Metallträgers nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Vorsprünge (11a, 12a) so ausgebildet werden, daß die Übergangsabschnitte (11c, 12c) zwischen den Vorsprüngen (11a, 12a) und den flachen Metallfolien in einer Richtung parallel zu einer Achse des Metallträgers nach Fertigstellung ausgerichtet oder mit einem Neigungswinkel von 30° geneigt sind.

7. Verfahren zur Herstellung eines für einen Abgasreinigungskatalysator verwendbaren Metallträgers nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei die Vorsprünge (11a, 12a) so ausgebildet werden, daß die Übergangsabschnitte (11c, 12c) zwischen den Vorsprüngen und den flachen Metallfolien mit einem Krümmungsradius gekrümmt sind, der das 0,7- bis 50-fache einer Länge jedes der Übergangsabschnitte beträgt.

8. Verfahren zur Herstellung eines für einen Abgasreinigungskatalysator verwendbaren Metallträgers nach einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei die gepaarten Vorsprünge und Löcher in derselben Reihe, die in einer Aufwickelrichtung der flachen Metallfolien ausgerichtet sind, so ausgebildet werden, daß die Positionen der Übergangsabschnitte (11c, 12c) zwischen den Vorsprüngen und den flachen Metallfolien auf voneinander weiter entfernten Loch-Seitenpositionen der Löcher (11b, 12b) vorgesehen werden.

9. Verfahren zur Herstellung eines für einen Abgasreinigungskatalysator verwendbaren Metallträgers nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Vorsprünge (11a, 12a) und Löcher (11b, 12b) so ausgebildet werden, daß Anordnungsmuster der Vorsprünge und Löcher zwischen benachbarten flachen Metallfolien sich voneinander unterscheiden.