DE10026697A1 - Gehäuse mit Passivierungsschicht und Verfahren zur Herstellung eines Katalysator-Trägerkörpers mit einem solchen Gehäuse - Google Patents

Abstract

Gehäuse für einen Wabenkörper (4), umfassend ein Mantelrohr (1) mit Innenwandung (2), wobei das Mantelrohr (1) zur gezielten Veränderung einer fügetechnischen Verbindung mit dem Wabenkörper (4) in mindestens einem Abschnitt der Innenwandung (2) eine Passivierungsschicht (3) aufweist. Weiterhin wird ein Verfahren zur Herstellung eines Katalysator-Trägerkörpers mit einem Wabenkörper (4) sowie einem erfindungsgemäßen Gehäuse angegeben. Ein derartig hergestellter Katalysator-Trägerkörper baut thermische Spannungen zwischen Wabenkörper (4) und Mantelrohr (1) ab und gewährleistet bei der Herstellung insbesondere einen sicheren Lötprozeß auch im Vakuum.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Gehäuse, insbesondere ein Mantel­ rohr, für einen Wabenkörper sowie auf die Herstellung eines Wabenkörpers mit einem solchen Gehäuse. Derartige Wabenkörper werden als Katalysator- Trägerkörper bevorzugt in Abgassystemen von Brennkraftmaschinen, insbesonde­ re von Kraftfahrzeugen, eingesetzt.

In der WO 99/37896 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Wabenkörpers be­ schrieben, der von einem Mantelrohr umgeben ist. Der Wabenkörper und das Mantelrohr weisen aufgrund ihrer unterschiedlichen Werkstoffeigenschaften und aufgrund unterschiedlicher Temperaturen im Betrieb einen differierendes thermi­ sches Dehnungsverhalten auf. Es wird daher angestrebt, eine starre Verbindung zwischen dem Wabenkörper und dem Mantelrohr an wenigstens einem Endbe­ reich des Wabenkörpers oder jedenfalls in bestimmten Teilbereichen zu vermei­ den. Aus diesem Grund ist der in der WO 99/37896 beschriebene ummantelte Wabenkörper mit einer Manschette ausgeführt, welche trotz fertigungstechnischer Toleranzen des Mantelrohres sowie des Wabenkörpers sicherstellen soll, daß di­ rekte Lötverbindungen zwischen Wabenkörper und Mantelrohr in dem wenigstens einen Endbereich des Wabenkörpers vermieden werden. Die Verwendung einer Manschette führt zur deutlichen Reduktion thermischer Spannungen zwischen Mantelrohr und Wabenkörper, verursacht allerdings einen höheren Herstellungs­ aufwand.

Weiterhin sind Mittel bekannt, die eine Verbindung von Metalloberflächen wäh­ rend einer Hochtemperaturbearbeitung (wie beispielsweise dem Sintern oder dem Löten) verhindern. Diese beinhalten zumeist feine keramische Teilchen, einen Binder, sowie einen Anteil an Verdünnungs- und Lösungsmittel. Der Binder so­ wie das Verdünnungs- und das Lösungsmittel sind schon bei relativ niedrigen Temperaturen flüchtig. Bei der Herstellung von Katalysator-Trägerkörpern erfolgt die Ausbildung der Verbindung zwischen Mantelrohr und Gehäuse bevorzugt im Vakuum, wobei die Tendenz dieser Mittel zur Verflüchtigung die Aufrechterhal­ tung des Vakuums deutlich erschwert und das System durch flüchtige Bestand­ teile verunreinigt werden kann.

Hiervon ausgehend, liegen der vorliegenden Erfindung die Aufgaben zugrunde, ein Gehäuse für einen Wabenkörper anzugeben, welches selektiv fügetechnische Verbindungen zum Ausgleich des unterschiedlichen Dehnungsverhaltens von Wabenkörper und Mantelrohr ermöglicht und eine dauerhafte Fixierung des Wa­ benkörpers beispielsweise in einem Abgassystem gewährleistet sowie die Angabe eines Verfahrens zur Herstellung eines Katalysator-Trägerkörpers mit einem sol­ chen Gehäuse.

Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß durch ein Gehäuse mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Verfahren zur Herstellung eines Katalysator- Trägerkörpers mit den Merkmalen des Anspruchs 16 gelöst. Vorteilhafte Weiter­ bildungen und Ausgestaltungen des Verfahrens sind Gegenstand der jeweils ab­ hängigen Ansprüche.

Das erfindungsgemäße Gehäuse für einen Wabenkörper umfaßt ein Mantelrohr mit einer Innenwandung, wobei das Mantelrohr zur gezielten Verhinderung einer fügetechnischen Verbindung mit dem Wabenkörper in mindestens einem Ab­ schnitt der Innenwandung eine Passivierungsschicht aufweist.

Die Passivierungsschicht ist thermisch sehr stabil und unterbindet jegliche füge­ technische Verbindung der miteinander in Berührung befindlichen Metalloberflä­ chen. Der Abschnitt, auf welchem die Passivierungsschicht angebracht ist, befin­ det sich an der Stelle des Mantelrohres, an der im späteren Betrieb des Katalysa­ tor-Trägerkörpers eine Relativbewegung zwischen Wabenkörper und Mantelrohr gewünscht ist, um thermische Spannungen zu verhindern. Bevorzugt ist dies der stirnseitige Bereich, in dem das heiße Abgas auf den Katalysator-Trägerkörper trifft. Auch Bereiche weiter innen können so von fügetechnischen Verbindungen frei gehalten werden.

Weiterhin verhindert die Passivierungsschicht aufgrund ihrer isolierenden Eigen­ schaft eine Wärmeleitung vom Wabenkörper auf das Mantelrohr. Dies ist bei­ spielsweise besonders wichtig, wenn nach einer möglichst kurzen Zeitspanne nach dem Start eines Automobils die Anspringtemperatur eines katalytischen Konver­ ters erreicht werden soll, bei der eine effektive Reinigung des Abgases erfolgt.

Gemäß einer Ausführungsform des Gehäuses ist die Passivierungsschicht als Oberflächen-Oxidschicht ausgebildet. Die Oxide, insbesondere die Metalloxide, weisen eine hohe thermische Stabilität auf, die eine Anbindung sich berührender Metallflächen verhindert. Besonders vorteilhaft ist ebenfalls, daß die Oxide in einfacher Weise mit Bestandteilen des Materials des Mantelrohres erzeugt werden können und ein zusätzliches Material zur Herstellung der Passivierungsschicht nicht benötigt wird.

Entsprechend einem weiteren Ausführungsbeispiel des Gehäuses ist die Passivie­ rungsschicht als eine keramische Auftrags-Schicht, insbesondere mit Aluminiu­ moxid, ausgeführt. Die keramischen Teilchen zeichnen sich durch besonders hohe Anziehungskräfte zueinander und eine sehr gute thermodynamische Stabilität aus. Eine keramische Schicht aus Titaniumoxid oder Magnesiumoxid ist ebenfalls möglich.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die Passivierungsschicht als um­ laufender Streifen ausgebildet. Dies gewährleistet, daß in diesem Abschnitt auf dem gesamten Umfang des Mantelrohres Lötverbindungen zwischen Mantelrohr und Wabenkörper vermieden und ein Ausgleich unterschiedlicher Dehnungsver­ halten erlaubt werden.

Hat das Gehäuse eine ovale oder elliptische Form, so ist es gemäß einer weiteren Ausführungsform vorteilhaft, die Passivierungsschicht in einem Mantelrohrab­ schnitt mit starker Krümmung anzuordnen. Eine ovale Form des Gehäuses ist bei­ spielsweise erforderlich, wenn der Einbau eines Katalysator-Trägerkörpers mit dem Gehäuse an bestimmte räumliche Gegebenheiten einer Abgasanlage gebun­ den ist. Erfahrungsgemäß ist es vorteilhaft, die fügetechnischen Verbindungen an den flachen Seiten eines solchen Körpers vorzunehmen und daher an den gerun­ deten Seiten Verbindungen durch eine Passivierungsschicht zu verhindern. Dies ist insbesondere eine Maßnahme zusätzlich zu einer eventuellen Passivierungs­ schicht an einer oder beiden Stirnseiten.

Gemäß noch einem weiteren Ausführungsbeispiel hat die Passivierungsschicht eine axiale Länge von 5 mm bis 50 mm. Dies ermöglicht eine exakte Angleichung des Gehäuses an den jeweiligen Einsatzzweck. Ist das Gehäuse beispielsweise relativ dicht an einer Verbrennungskraftmaschine angeordnet oder divergieren die thermischen Dehnungsverhalten von Wabenkörper und Mantelrohr sehr stark, ist die Passivierungsschicht mit einer größeren axialen Länge ausgeführt.

Besonders vorteilhaft ist es, die Passivierungsschicht mit einer Dicke von 0.03 mm bis 0.12 mm auszuführen. Dies ermöglicht insbesondere den Ausgleich von Fertigungstoleranzen von Wabenkörper und Mantelrohr im zusammengefügten Zustand.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist zwischen Mantelrohr und der ke­ ramischen Schicht eine Haftschicht angeordnet. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die keramische Schicht einer hohen dynamischen Belastung ausge­ setzt ist. Die Haftschicht ermöglicht eine dauerhafte Anbindung der keramischen Schicht an der metallischen Oberfläche des Mantelrohres.

Besonders vorteilhaft ist es, vor dem Zusammenbau mit einem Wabenkörper auf der Passivierungsschicht des Mantelrohres eine Lotschicht anzuordnen. Die Pas­ sivierungsschicht verhindert zwar die Ausbildung von Lötverbindungen zwischen Wabenkörper und Mantelrohr. Besteht aber der Wabenkörper beispielsweise aus einer Vielzahl von durch Wickeln und/oder Stapeln erzeugten Blechlagen, so kann durch das auf der Passivierungsschicht angeordnete Lot eine Lötverbindung benachbarter Enden der Blechlagen miteinander gewährleistet werden. Auf diese Weise wird ein Flattern von Endbereichen der Blechlagen vermieden und die Le­ bensdauer eines derartigen Wabenkörpers erhöht. Insbesondere die Ausbildung einer umlaufenden Lotschicht auf der Passivierungsschicht hat zur Folge, daß alle benachbarten Blechlagen miteinander verlötet sind.

Gemäß einem weiteren erfinderischen Gedanken, ist ein Katalysator-Trägerkörper mit einem erfindungsgemäßen Gehäuse und einem darin angeordneten Waben­ körper ausgeführt. Der Wabenkörper ist aus Blechlagen, die zumindest teilweise so strukturiert sind, daß der Wabenkörper für ein Abgas durchströmbare Kanäle aufweist. Das Mantelrohr umschließt den Wabenkörper wenigstens teilweise und ist in mindestens einem axialen Teilbereich mit dem Wabenkörper fügetechnisch verbunden ist. Die selektive fügetechnische Verbindung von Wabenkörper und Mantelrohr stellt eine hohe Lebensdauer des Katalysator-Trägerkörpers sicher.

Besonders vorteilhaft ist es, die keramische Schicht nahe einer Stirnfläche des Wabenkörpers anzuordnen. Bei einer Orientierung des Katalysator-Trägerkörpers in einem Abgassystem, wobei der Abschnitt mit der keramischen Schicht zum heißen Abgas (stromaufwärts) ausgerichtet ist, kompensiert der Katalysator- Trägerkörpers besonders gut die hohe thermische Beanspruchung.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel liegen radial außenliegende Endbe­ reiche der Blechlagen des Wabenkörpers an der keramischen Schicht an. Das Flattern dieser radial außenliegenden Endbereiche kann somit reduziert werden. Besonders vorteilhaft ist es, die anliegenden Endbereiche miteinander fügetech­ nisch zu verbinden. Dies stellt eine hohe Lebensdauer auch bei extremen dynami­ schen Belastungen sicher.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist der Wabenkörper mit dem Man­ telrohr verlötet, vorzugsweise hochtemperatur-vakuumverlötet.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines Katalysator-Trägerkörpers mit einem Wabenkörper und einem Mantelrohr vorgeschlagen. Der Wabenkörper ist aus Blechlagen, die zumindest teilweise so strukturiert sind, daß der Wabenkörper für ein Abgas durchströmbare Kanäle aufweist. Das Mantelrohr weist eine Innenwandung auf, die den Wabenkörper wenigstens teilweise umschließt und die in mindestens einem axialen Teilbereich mit dem Wabenkörper verlötet ist. Das Mantelrohr weist in zumindest einem Ab­ schnitt der Innenwandung eine Passivierungsschicht zur gezielten Verhinderung einer Lötverbindung mit dem Wabenkörper auf. Das Herstellungsverfahren um­ faßt folgende Schritte:

Ausgehend von der Herstellung eines Mantelrohres wird anschließend eine Passi­ vierungsschicht an der Innenwandung des Mantelrohres in mindestens einem Ab­ schnitt ausgebildet. In diesem Abschnitt wird eine Lötverbindung von Mantelrohr und Wabenkörper bei einem später folgenden Lötprozeß verhindert. Bevorzugt ist dieser Abschnitt nahe einer Stirnfläche des Wabenkörpers im eingebrachten Zu­ stand angeordnet. Anschließend erfolgt das Beloten der Innenwandung des Man­ telrohres.

Der Wabenkörper wird in bekannter Weise durch Stapeln und/oder Wickeln von Blechlagen ausgebildet, die zumindest teilweise so strukturiert sind, daß der Wabenkörper für ein Abgas durchströmbare Kanäle aufweist. Der Wabenkörper wird nun in das Mantelrohr eingebracht. Danach werden die Lötverbindungen ausge­ bildet. Auf diese Weise kann ein Katalysator-Trägerkörper hergestellt werden, welcher sich einerseits durch eine dauerhafte Verbindung von Wabenkörper und Mantelrohr auszeichnet, andererseits aber auch einen Ausgleich unterschiedlichen Dehnungsverhaltens von Wabenkörper und Mantelrohr zuläßt. Dabei entstehen bei dem Lötprozeß keine Dämpfe oder Gase, welche eine Ausbildung von Lötver­ bindungen, insbesondere in einem Vakuum, beeinträchtigen.

Gemäß einer Ausgestaltung des Verfahrens wird die Passivierungsschicht durch selektives, räumlich begrenztes Erhitzen des mindestens einen Abschnittes er­ zeugt. Der Abschnitt des Gehäuses wird demzufolge auf eine Temperatur erhitzt und gegebenenfalls auch auf dieser gehalten, um Diffusionsvorgänge im Material sowie an der Innenwandung des Gehäuses zu ermöglichen. Diesbezüglich eignen sich insbesondere ferritische, Aluminium und Chrom enthaltende Materialien, die auf eine Temperatur oberhalb von 1100°C erwärmt werden. Dabei gelangen Me­ tallteilchen, insbesondere Aluminium vom Inneren in die Nähe die Innenwandung des Mantelrohres, welche nun mit den Sauerstoffteilchen aus der Umgebung zu der gewünschten Passivierungsschicht reagieren. Die Passivierungsschicht kann demzufolge ohne einen Zusatzwerkstoff erzeugt werden.

Besonders vorteilhaft ist es dabei, die Erhitzung des mindestens einen Abschnittes durch induktives Heizen zu erreichen. Mit dem induktiven Heizverfahren werden räumlich begrenzte Wirbelströme erzeugt, welche aufgrund des elektrischen Ma­ terialwiderstandes zu einer Erwärmung des Abschnittes führen. Neben der Tatsa­ che, daß mit dem induktiven Heizen die zu erwärmende Fläche gut zu begrenzen ist, ist dieses Verfahren für eine Produktion von großen Stückzahlen in schneller Taktfolge geeignet.

Gemäß noch einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens wird der mindestens eine Abschnitt bei der Herstellung der Passivierungsschicht mit einem sauerstoffhaltigen Gas beströmt. Auf diese Weise wird an der Innenwandung ein reichhalti­ ges Angebot von Sauerstoffmolekülen gewährleistet, die bei der Bildung einer Oberflächen-Oxidschicht benötigt werden. Infolgedessen wird die Erzeugung ei­ ner Passivierungsschicht sehr begünstigt.

Dabei ist es besonders vorteilhaft, das Mantelrohr außerhalb des mindestens einen Abschnittes bei der Herstellung der Passivierungsschicht mit einem Edelgas, ins­ besondere Argon, zu beströmen. Das Edelgas verhindert dabei eine Bildung der Oxidschicht, weil das Edelgas nicht mit den Metallteilchen des Mantelrohres rea­ giert und den Luftsauerstoff verdrängt.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens wird vorgeschlagen, die Pas­ sivierungsschicht durch eine chemische Behandlung des mindestens einen Ab­ schnittes herzustellen. Zu diesem Zweck wird der Abschnitt mit einer Chemikalie behandelt, welche zur Entstehung einer Oberflächen-Oxidschicht führt. Dieser Verfahrensschritt eignet sich insbesondere bei Mantelrohren, die mit sehr kleinen Fertigungstoleranzen in Bezug auf den aufzunehmenden Wabenkörper hergestellt wurden. Eine thermische Behandlung ohne den Wabenkörper und somit ein ther­ mischer Verzug kann verhindert werden.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens wird die Passivierungs­ schicht durch Aufbringen einer keramischen Auftrags-Schicht, insbesondere Aluminiumoxid, hergestellt.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird vor dem Ausbilden der keramischen Schicht auf dem betreffenden Abschnitt der Innen­ wandung des Mantelrohres eine Haftschicht aufgebracht. Dies führt zu einer be­ sonders stabilen Verbindung von der keramischen Schicht mit dem Mantelrohr. Diese Haftschicht weist bevorzugt keine flüchtigen Komponenten auf, um einen sicheren Lötprozeß zu gewährleisten.

Besonders vorteilhaft ist es, die keramische Schicht mittels Flammspritzen auf dem Mantelrohr auszubilden. Das Flammspritzen zeichnet sich durch eine beson­ ders gleichmäßige Verteilung der keramischen Schicht auf der Innenwandung des Mantelrohres aus, wodurch Druckspitzen in dem Mantelrohr aufgrund der anlie­ genden Metallagen vermieden werden.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens wird vor dem Beloten der Innenwandung des Mantelrohres, insbesondere auch auf der keramischen Schicht, ein Haftmedium zur Erzeugung einer Lotschicht aufgebracht. Das Haftmedium hat die Aufgabe, das Lotpulver an den Stellen des Mantelrohres zu fixieren, an denen beim späteren Lötprozeß eine Lötverbindung ausgeführt werden soll. Das Haftmedium auf der keramischen Schicht gewährleistet dabei auch die Anord­ nung von Lotpulver in dem Bereich des Wabenkörpers, in dem eine Verbindung mit dem Mantelrohr unerwünscht ist. Diese Lotschicht dient der späteren Verlö­ tung benachbarter Blechlagen des Wabenkörpers miteinander.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens wird während oder nach dem Einbringen des Wabenkörpers in das Mantelrohr auf dem Wabenkörper stirnseitig Lotpulver aufgebracht. Auf diese Weise werden die Endbereiche der Blechlagen nahe der Stirnseite miteinander verlötet und die Lebensdauer eines derartig herge­ stellten Katalysator-Trägerkörpers erhöht.

Weitere Einzelheiten des erfindungsgemäßen Katalysator-Trägerkörpers und eines Verfahrens zu dessen Herstellung werden anhand der in den Zeichnung darge­ stellten besonders bevorzugten Ausführungsbeispiele erläutert.

Es zaigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung von Mantelrohr und Wabenkörper eines erfindungsgemäßen Katalysator-Trägerkörpers;

Fig. 2 eine stirnseitige Ansicht einer gefügten Ausführungsform eines erfin­ dungsgemäßen Katalysator-Trägerkörpers;

Fig. 3 eine schematische Darstellung des Schichtaufbaus bei einem erfindungs­ gemäßen Gehäuse;

Fig. 4 eine perspektivische Darstellung einer Ausführungsform eines ovalen Gehäuses mit Wabenkörper und Passivierungsschicht.

Fig. 1 zeigt einen Wabenkörper 4 mit einer Stirnseite 12. Der Wabenkörper weist mehrere durch Wickeln und/oder Stapeln erzeugte Blechlagen 9 auf. Der Waben­ körper 4 wird in ein Mantelrohr 1 eingebracht. Das Mantelrohr 1 weist eine In­ nenwandung 2 auf, welche einen Abschnitt 14 mit einer Passivierungsschicht 3 aufweist. Der Abschnitt 14 hat eine Länge 5, wobei der Abschnitt 14 im gefügten Zustand des Katalysator-Trägerkörpers nahe der Stirnfläche 12 des Wabenkörpers 4 angeordnet ist. Auf dem Abschnitt 14 ist zusätzlich eine Lotschicht 7 dargestellt.

Nachdem der Wabenkörper 4 in das Mantelrohr 1 eingebracht wurde, erfolgt das Ausbilden der Lötverbindungen. Der Wabenkörper 4 ist dann in dem Teilbereich 11 mit dem Mantelrohr 1 fügetechnisch verbunden. Die Passivierungsschicht 3 verhindert im Abschnitt 14 eine Verbindung des Wabenkörpers 4 mit dem Man­ telrohr 1, so daß in diesem Abschnitt 14 das unterschiedliche thermische Ausdeh­ nungsverhalten kompensiert werden kann. Die Lotschicht 7 sorgt dafür, daß die Blechlagen 9 miteinander verbunden sind.

Fig. 2 zeigt eine stirnseitige Ansicht des erfindungsgemäßen Katalysator- Trägerkörpers. Das Mantelrohr 1 umschließt eine Vielzahl von Blechlagen 9, wo­ bei diese mit ihren Endbereichen 13 an dem Mantelrohr 1 anliegen. Die Blechla­ gen weisen gewellte und glatte Bleche 16 auf, wobei diese so angeordnet sind, daß für ein Abgas durchströmbare Kanäle 10 ausgebildet sind.

Fig. 3 zeigt schematisch den Aufbau eines erfindungsgemäßen Gehäuses für einen Wabenkörper, wobei die Anordnung verschiedener Schichten (3, 6, 7) im Ab­ schnitt 14 des Mantelrohres 1 dargestellt ist. Auf der Innenwandung 2 des Mantel­ rohres 1 ist eine Haftschicht 6 angeordnet, welche eine dauerhafte Anbindung der Passivierungsschicht 3 am Mantelrohr 1 sicherstellt. Die Passivierungsschicht 3 weist eine Dicke 8 auf, welche entsprechend den Anforderungen den Katalysator- Trägerkörper variabel ist. Auf der Passivierungsschicht 3 ist zusätzlich eine Lot­ schicht 7 dargestellt, welche eine Verbindung benachbarter Endbereiche 13 der Blechlagen 9 sicherstellt.

Fig. 4 zeigt eine perspektivische und schematische Darstellung einer Ausfüh­ rungsform eines ovalen Mantelrohres 1 mit Wabenkörper 4 und Passivierungs­ schicht 3. Der Wabenkörper weist mehrere durch Wickeln und/oder Stapeln er­ zeugte Blechlagen 9 auf, die zumindest teilweise so strukturiert sind, daß sie für ein Abgas durchströmbar sind. Der Wabenkörper 4 hat eine Vielzahl von Kanälen 10, welche durch glatte und/oder gewellte Bleche 16 begrenzt werden und ist von dem Mantelrohr 1 umschlossen. Das Mantelrohr 1 weist eine Innenwandung 2 auf, welche in einem Mantelrohrabschnitt 17 mit einer Passivierungsschicht 3 ausgeführt ist. Der Mantelabschnittsbereich 17 ist der stärker gekrümmte Bereich des ovalen oder elliptischen Mantelrohres 1, in dem erfahrungsgemäß eine Löt­ verbindung ungünstig ist.

Ein erfindungsgemäß hergestellter Katalysator-Trägerkörper ermöglicht den Aus­ gleich unterschiedlichen Dehnungsverhaltens von Wabenkörper und Mantelrohr, wobei diese Herstellung eines solchen Katalysator-Trägerkörpers einen sicheren Lötprozeß gewährleistet, insbesondere auch beim Hochtemperatur- Vakuumlötprozeß.

Bezugszeichenliste

1

Mantelrohr

2

Innenwandung

3

Passivierungsschicht

4

Wabenkörper

5

Länge

6

Haftschicht

7

Lotschicht

8

Dicke

9

Blechlage

10

Kanal

11

Teilbereich

12

12

Stirnfläche

13

Endbereich

14

Abschnitt

15

Haftmedium

16

Blech

17

Mantelrohrabschnitt

Claims (26)

1. Gehäuse für einen Wabenkörper (4), umfassend ein Mantelrohr (1) mit Innenwandung (2), dadurch gekennzeichnet, daß das Mantelrohr (1), zur gezielten Verhinderung einer fügetechnischen Verbindung mit dem Wa­ benkörper (4), in mindestens einem Abschnitt (14) der Innenwandung (2) eine Passivierungsschicht (3) aufweist.

2. Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Passivie­ rungsschicht (3) als Oberflächen-Oxidschicht ausgebildet ist.

3. Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Passivie­ rungsschicht (3) als eine keramische Auftrags-Schicht, insbesondere mit Aluminiumoxid, ausgeführt ist.

4. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Passivierungsschicht (3) als umlaufender Streifen ausgebildet ist.

5. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Mantelrohr (1) oval oder elliptisch ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Passivierungsschicht (3) in einem stärker gekrümmten Mantelrohrabschnitt (17) angeordnet ist.

6. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Passivierungsschicht (3) eine axiale Länge (5) von 5 mm bis 50 mm hat.

7. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Passivierungsschicht (3) eine Dicke (8) von 30 µm bis 120 µm hat.

8. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Passivierungs­ schicht (3) als keramische Schicht ausgeführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Mantelrohr (1) und der keramischen Auftrags-Schicht (3) eine Haftschicht (6) angeordnet ist.

9. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Passivierungsschicht (3) eine Lotschicht (7) angeordnet ist.

10. Gehäuse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Lotschicht (7) umlaufend auf der Passivierungsschicht (3) ausgebildet ist.

11. Katalysator-Trägerkörper mit einem Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 10 und mit einem Wabenkörper (4) aus Blechlagen (9), die zumindest teilweise so strukturiert sind, daß der Wabenkörper (4) für ein Abgas durchströmbare Kanäle (10) aufweist, wobei das Mantelrohr (1) den Wa­ benkörper (4) wenigstens teilweise umschließt und in mindestens einem axialen Teilbereich (11) mit dem Wabenkörper (4) fügetechnisch verbun­ den ist.

12. Katalysator-Trägerkörper nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Passivierungsschicht (3) nahe einer Stirnfläche (12) des Wabenkörpers (4) angeordnet ist.

13. Katalysator-Trägerkörper nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß radial außenliegende Endbereiche (13) der Blechlagen (9) des Wabenkörpers (4) an der Passivierungsschicht (3) anliegen.

14. Katalysator-Trägerkörper nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die an der Passivierungsschicht (3) anliegenden Endbereiche (13) mitein­ ander fügetechnisch verbunden sind.

15. Katalysator-Trägerkörper nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Wabenkörper (4) mit dem Mantelrohr (1) verlötet, vorzugsweise hochtemperatur-vakuumverlötet, ist.

16. Verfahren zur Herstellung eines Katalysator-Trägerkörpers, mit einem Wabenkörper (4) aus Blechlagen (9), die zumindest teilweise so struktu­ riert sind, daß der Wabenkörper (4) für ein Abgas durchströmbare Kanäle (10) aufweist, mit einem Mantelrohr (1) mit Innenwandung (2), das den Wabenkörper (4) wenigstens teilweise umschließt und das in mindestens einem axialen Teilbereich (11) mit dem Wabenkörper (4) verlötet ist, wo­ bei das Mantelrohr (1) in mindestens einem Abschnitt (14) der Innenwan­ dung (2) mit einer Passivierungsschicht (3) zur gezielten Verhinderung ei­ ner Lötverbindung mit dem Wabenkörper (4) ausgeführt ist, gekennzeich­ net durch folgende Schritte:

• - Herstellen eines Mantelrohres (1);
• - Ausbilden einer Passivierungsschicht (3) an der Innenwandung (2) des Mantelrohres (1) in mindestens einem Abschnitt (14), in wel­ chem eine Lötverbindung von Mantelrohr (1) mit Wabenkörper (4) verhindert werden soll;
• - Bebten zumindest von Teilbereichen der Innenwandung (2) des Mantelrohres (1);
• - Ausbilden des Wabenkörpers (4) in bekannter Weise durch Stapeln und/oder Wickeln von Blechlagen (9), die zumindest teilweise so strukturiert sind, daß der Wabenkörper (4) für ein Abgas durch­ strömbare Kanäle (10) aufweist;
• - Einbringen des Wabenkörpers (4) in das Mantelrohr (1);
• - Ausbilden der Lötverbindungen.

17. Verfahren nach Anspruch 16, wobei die Passivierungsschicht (3) durch selektives, räumlich begrenztes Erhitzen des mindestens einen Abschnittes (14) erzeugt wird.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Erhitzen des Abschnittes (14) durch induktives Heizen erfolgt.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Abschnitt (14) bei der Herstellung der Passivie­ rungsschicht (3) mit einem sauerstoffhaltigen Gas beströmt wird.

20. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Mantelrohr (1) außerhalb des mindestens einen Abschnittes (14) bei der Herstellung der Passivierungsschicht (3) mit einem Edelgas, insbe­ sondere Argon, beströmt wird.

21. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Passivie­ rungsschicht (3) durch eine chemische Behandlung des mindestens einen Abschnittes (14) hergestellt wird.

22. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Passivie­ rungsschicht (3) durch Aufbringen einer keramischen Auftrags-Schicht, insbesondere Aluminiumoxid, auf dem mindestens einen Abschnitt (14) der Innenwandung (2) hergestellt wird.

23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Aus­ bilden der keramischen Auftrags-Schicht eine Haftschicht (6) auf dem mindestens einen Abschnitt (14) aufgebracht wird.

24. Verfahren nach Anspruch 23 oder 24, wobei die Passivierungsschicht (3) als keramische Auftrags-Schicht ausgeführt ist, die mittels Flammspritzen auf dem Mantelrohr (1) ausgebildet wird.

25. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 24, wobei vor dem Beloten der Innenwandung (2) des Mantelrohres (1), insbesondere auf der Passi­ vierungsschicht (3), ein Haftmedium (15) zur Herstellung einer Lotschicht (7) aufgebracht wird.

26. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 25, wobei während oder nach dem Einbringen des Wabenkörpers (4) in das Mantelrohr (1) auf den Wa­ benkörper (4) stirnseitig (12) Lotpulver aufgebracht wird.