DE102008010736B4 - metal catalyst - Google Patents

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Abstract

Metallkatalysator (21), mit einem Canning (1) aus Titan und einem innerhalb des Canning (1) angeordneten Metaliten (7) aus Stahl, wobei das Canning (1) und der Metalit (7) gasdicht ineinander gelagert sowie radial relativ zueinander beweglich sind, der Metalit (7) ein äußeres Trägerrohr (8) und dünne Metallfolien (9) aufweist, wobei die Metallfolien (9) innerhalb des Trägerrohrs (8) angeordnet und mit dem Trägerrohr (8) verbunden sind, das äußere Trägerrohr (8) in dem Canning (1) gelagert ist, das Canning (1) einen rotationssymmetrischen Bereich (2) und der Metalit (7) einen rotationssymmetrischen Bereich (8) aufweist und das Canning (1) und der Metalit (7) in deren rotationssymmetrischen Bereichen (2, 8) konisch oder ballig verlaufende Verprägungen (17, 18) zur radial zentrierten Anordnung von Canning (1) und Metalit (7) aufweisen, wobei die Lagerung des Metaliten (7) in dem Canning (1) in zylindrischen, koaxial zueinander angeordneten Bereichen von Metalit (7) und Canning (1) erfolgt, und wobei das Canning (1) und der Metalit (7) mittels einer Löt- oder Klebeverbindung miteinander verbunden sind, wobei der Metalit (7) elastisch ist und die Löt- oder Klebverbindung im zylindrischen Bereich (20) der Verprägungen (17, 18) liegt.Metal catalyst (21), with a canning (1) made of titanium and a metalite (7) made of steel arranged inside the canning (1), the canning (1) and the metalite (7) being gas-tight inside one another and being radially movable relative to one another , the Metalit (7) has an outer carrier tube (8) and thin metal foils (9), the metal foils (9) being arranged within the carrier tube (8) and connected to the carrier tube (8), the outer carrier tube (8) in the canning (1) is mounted, the canning (1) has a rotationally symmetrical area (2) and the metalit (7) has a rotationally symmetrical area (8) and the canning (1) and the metalit (7) in their rotationally symmetrical areas (2 , 8) have conical or convex embossings (17, 18) for the radially centered arrangement of the canning (1) and metalite (7), the storage of the metalite (7) in the canning (1) in cylindrical, coaxially arranged areas by Metalit (7) and Canning (1) , and wherein the canning (1) and the Metalit (7) are connected to one another by means of a soldered or glued connection, the Metalit (7) being elastic and the soldered or glued connection in the cylindrical area (20) of the embossments (17, 18 ) lies.

Description

Die Erfindung betrifft einen Metallkatalysator.The invention relates to a metal catalyst.

Abgasanlagen werden überwiegend aus Stahl gefertigt. Im High-End-Bereich werden aus Gewichtsgründen Einzelteile der Abgasanlage auch aus Titanwerkstoffen gefertigt. Die beiden Werkstoffe werden aber nicht am gleichen Bauteil verwendet. Die Verbindung zwischen den unterschiedlichen Bauteilen, die aus den unterschiedlichen Materialien bestehen, z. B. die Verbindung von Katalysator und Endschalldämpfer der Abgasanlage, erfolgt in der Regel mechanisch, z. B. über Verbindungsschellen.Exhaust systems are predominantly made of steel. For reasons of weight, parts of the exhaust system are also made of titanium materials in the high-end sector. The two materials are not used on the same component. The connection between the different components, which consist of the different materials, eg. As the connection of catalyst and muffler exhaust system is usually mechanical, z. B. via connecting clamps.

Ein Metallkatalysator besteht üblicherweise aus mindestens zwei Teilen; dem für die Abgasreinigung verantwortlichen Metaliten und dem Canning. Das Canning beinhaltet die äußere Verpackung einschließlich der Anschlussflansche. Als Material für den Metalit findet Stahl Verwendung. Der Metalit selbst besteht aus sehr dünnen Metallfolien, die meist gewellt sind und mit einer äußeren Hülle aus Stahlblech, die sich als Trägerrohr darstellt, verbunden sind, insbesondere eingelötet sind.A metal catalyst usually consists of at least two parts; the responsible for the emission control Metalliten and Canning. Canning includes the outer packaging including the flanges. As material for the metalite steel is used. The metalite itself consists of very thin metal foils, which are usually corrugated and connected to an outer shell made of sheet steel, which is a support tube, are in particular soldered.

Aus der US 2004 0 216 452 A1 ist beispielsweise ein Metallkatalysator mit einem Canning aus Titan und einem innerhalb des Canning gelagerten Metaliten aus Stahl bekannt, wobei das Canning und der Metalit gasdicht ineinander gelagert sowie radial relativ zueinander beweglich sind.From the US 2004 0 216 452 A1 For example, a metal catalyst with a titanium canning and a steel metal alloy within the canning is known, wherein the canning and the metalite are gas-tightly intermeshed and radially movable relative to each other.

Weiter ist aus der DE 100 46 610 C1 ein Katalysator umfassend ein Gehäuse und ein Tragkörper bekannt, welcher ein Mantelrohr und ein Wabenkörper aus Blechlagen aufweist. Das Gehäuse und das Mantelrohr weisen jeweils zwei rotationssymmetrische Vertiefungen bzw. zwei rotationssymmetrische Auswölbungen mit Seitenflächen bzw. Flankenflächen auf, welche ein Festlager und mindestens ein Loslager für den Tragkörper bilden.Next is from the DE 100 46 610 C1 a catalyst comprising a housing and a supporting body known, which has a jacket tube and a honeycomb body of sheet metal layers. The housing and the jacket tube each have two rotationally symmetrical depressions or two rotationally symmetrical bulges with side surfaces or flank surfaces, which form a fixed bearing and at least one movable bearing for the support body.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Metallkatalysator zu schaffen, der bei geringem Gewicht prozesssicher gestaltet ist, insbesondere unter dem Aspekt von unterschiedlichen verwendeten Materialien und den sich hieraus ergebenden Wärmeausdehnungen der Teile des Katalysators.The object of the present invention is to provide a metal catalyst which is designed to be process-reliable with low weight, in particular under the aspect of different materials used and the resulting thermal expansions of the parts of the catalyst.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung einen Metallkatalysator vor, mit einem Canning aus Titan und einem innerhalb des Canning angeordneten Metaliten aus Stahl, wobei das Canning und der Metalit gasdicht ineinander gelagert sowie radial relativ zueinander beweglich sind. Der Metalit weist ein äußeres Trägerrohr und dünne Metallfolien auf, wobei die Metallfolien innerhalb des Trägerrohrs angeordnet und mit dem Trägerrohr verbunden sind. Das äußere Trägerrohr ist in dem Canning gelagert. Das Canning weist einen rotationssymmetrischen Bereich und der Metalit einen rotationssymmetrischen Bereich auf. Das Canning und der Metalit weisen in deren rotationssymmetrischen Bereichen konisch oder ballig verlaufende Verprägungen zur radial zentrierten Anordnung von Canning und Metalit auf, wobei die Lagerung des Metaliten in dem Canning in zylindrischen, koaxial zueinander angeordneten Bereichen von Metalit und Canning erfolgt, und wobei das Canning und der Metalit mittels einer Löt- oder Klebeverbindung miteinander verbunden sind, wobei der Metalit elastisch ist und die Löt- oder Klebverbindung im zylindrischen Bereich der Verprägungen liegt.To achieve this object, the invention proposes a metal catalyst with a titanium canning and a steel metal element arranged within the canning, wherein the canning and the metalite are gas-tightly intermeshed and radially movable relative to one another. The metalite has an outer support tube and thin metal foils, the metal foils being disposed within the support tube and connected to the support tube. The outer support tube is stored in the Canning. The canning has a rotationally symmetric region and the metal has a rotationally symmetric region. The canning and the metalite have in their rotationally symmetric areas conical or spherical running stampings on the radially centered arrangement of canning and metalite, wherein the storage of the metalite in the canning in cylindrical, coaxially arranged areas of metalite and canning, and wherein the canning and the metalite are bonded together by means of a solder or adhesive joint, the metalite being elastic and the soldering or adhesive bonding being in the cylindrical region of the stampings.

Die Erfindung schlägt somit für den thermisch hoch beanspruchten Katalysator eine Mischbauweise vor. Im Bereich der höchsten Temperaturen, d. h. im Bereich des Metaliten, wird Stahl verwendet, während die üblichen Bereiche aus Titan gefertigt werden. Durch eine solche Mischbauweise kann eine deutliche Gewichtsreduzierung auch an Bauteilen erreicht werden, die sonst für den reinen Titaneinsatz ungeeignet sind.The invention thus proposes a mixed construction for the thermally highly stressed catalyst. In the area of highest temperatures, d. H. In the area of the metalite, steel is used, while the usual areas are made of titanium. By such a mixed construction, a significant weight reduction can also be achieved on components that are otherwise unsuitable for pure titanium use.

Hauptproblem bei der Realisierung derartiger Lösungen ist die Verbindungstechnik, hervorgerufen insbesondere durch die unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten der beiden Werkstoffe Titan und Stahl. Bei dem erfindungsgemäßen Katalysator erfolgt die Werkstofftrennung entsprechend dem thermischen Anforderungsprofil. Der thermisch höher beanspruchte Metalit besteht aus Stahl, das weniger beanspruchte Canning, somit weniger beanspruchte Gehäuse, ist aus Gewichtsgründen in Titan ausgeführt.The main problem in the realization of such solutions is the connection technique, caused in particular by the different thermal expansion coefficients of the two materials titanium and steel. In the catalyst according to the invention, the material separation takes place in accordance with the thermal requirement profile. The more highly stressed metalite is made of steel, the less stressed canning, thus less stressed housing, is made of titanium for weight reasons.

Durch die Materialmatrix kommt es zu unterschiedlichen Wärmeausdehnungen von Canning und Metaliten. Der Durchmesser des Metaliten aus Stahl wird bei gleicher Temperaturdifferenz größer als der Durchmesser des das Außenrohr bildenden Cannings aus Titan. Unter diesem Aspekt ist der erfindungsgemäße Katalysator so gestaltet, dass bei gasdichter Ineinanderlagerung von Canning und Metalit Canning und Metalit dennoch radial relativ zueinander beweglich sind.Due to the material matrix, different thermal expansions of canning and metalites occur. The diameter of the metalite made of steel is larger than the diameter of the outer tube forming titanium cannings at the same temperature difference. In this aspect, the catalyst according to the invention is designed so that in gas-tight nesting of Canning and Metalit Canning and Metalit are still radially movable relative to each other.

Diese Beweglichkeit von Canning und Metalit radial relativ zueinander kann auf unterschiedliche Art und Weise bewerkstelligt werden:
Eine erste vorteilhafte Möglichkeit besteht darin, eine elastische Löt- oder Klebeverbindung zwischen Canning und Metaliten vorzusehen. Insbesondere erfolgt die Wahl des Außendurchmessers des Metaliten und des Innendurchmessers des Canning im Montagezustand derart, dass ein ausreichend großer Spalt entsteht, der mit Lot bzw. Klebstoff aufgefüllt wird. Spaltbreite und Lotwerkstoff sind so aufeinander abzustimmen, dass die auftretenden Verformungen im Verbindungsspalt vom Lotwerkstoff dauerhaft ertragen werden können. Zusätzlich sollte die Lage der Lötverbindung zwischen Canning und Metaliten so gewählt werden, dass sie nicht mit der Lötverbindung zwischen Metallfolie und äußerem Trägerrohr übereinstimmt. Dies verhindert einerseits den direkten Wärmeeintrag zwischen Metallfolien und Canning, andererseits wird die Elastizität im Verbindungsbereich erhöht. Beides entlastet die Verbindungsstelle zwischen Canning und Metaliten.This mobility of Canning and Metalit radially relative to each other can be accomplished in different ways:
A first advantageous possibility is to provide an elastic solder or adhesive bond between Canning and Metaliten. In particular, the choice of the outer diameter of the metalite and the inner diameter of the Canning in the assembled state is such that a sufficiently large gap is formed, which is filled with solder or adhesive. Slit width and solder material are on each other agree that the deformations occurring in the connecting gap of the solder material can be sustained permanently. In addition, the location of the solder bond between Canning and Metaliten should be chosen so that it does not match the solder joint between metal foil and outer support tube. This prevents on the one hand the direct heat input between metal foils and Canning, on the other hand, the elasticity is increased in the connection area. Both relieve the link between Canning and Metaliten.

Gemäß einer zweiten vorteilhaften Möglichkeit ist vorgesehen, dass die Stahlhülle des Metaliten eine spezielle Gestaltung erhält. Durch eine Wölbung des äußeren Trägerrohrs nach außen, z. B. tonnenförmige Gestaltung oder eine Verprägung der Metalitenaußenhülle wird eine zusätzliche Elastizität eingebracht, so dass grundsätzlich keine elastische Verbindung zwischen Metaliten und Canning erforderlich ist. Es wird allerdings als vorteilhaft angesehen, wenn zusätzlich dort eine elastische Verbindung erfolgt, im Sinne der vorbeschriebenen Löt- oder Klebeverbindung. Anstelle der Verprägung ist auch ein separates, zusätzliches elastisches Blechteil denkbar, welches mit dem Metaliten verbunden wird. Ein weiterer Vorteil bei dieser Lösung ist, dass durch das zusätzliche Bauteil die Wärmeleitung zum Titan reduziert werden kann. Es ist auch möglich, das elastische Bauteil in Titan auszuführen.According to a second advantageous possibility, it is provided that the steel shell of the Metaliten receives a special design. By a curvature of the outer support tube to the outside, z. B. barrel-shaped design or embossing the Metalitenaußenhülle an additional elasticity is introduced, so that in principle no elastic connection between Metaliten and Canning is required. However, it is considered advantageous if in addition there is an elastic connection, in the sense of the above-described solder or adhesive bond. Instead of embossing is also a separate, additional elastic sheet metal part conceivable, which is connected to the Metaliten. Another advantage of this solution is that the heat conduction to the titanium can be reduced by the additional component. It is also possible to perform the elastic member in titanium.

Eine dritte vorteilhafte Möglichkeit wird darin gesehen, Canning und Metaliten mittels eines gasdichten Stahlgestricks zu verbinden. Bei dieser Lösung wird vorzugsweise statt der Löt- oder Klebeverbindung in dem veränderlichen Spalt zwischen Metaliten und Canning ein gasdichtes, elastisches Stahlgestrick eingesetzt. Das Gestrick wird in aller Regel sowohl mit dem Metaliten als auch mit dem Canning verbunden, um so auf einfache Art und Weise den Metaliten bezüglich des Canning zu positionieren.A third advantageous possibility is seen to connect Canning and Metaliten by means of a gas-tight steel knit. In this solution, a gas-tight, elastic steel knit is preferably used instead of the solder or adhesive connection in the variable gap between metalites and Canning. The fabric is usually combined with both the metalite and the canning so as to easily position the metalite in terms of canning.

Insbesondere im Fall der elastischen Löt- oder Klebeverbindung zwischen Canning und Metaliten bzw. der federnden Metalitengestaltung wird es als besonders vorteilhaft angesehen, wenn auf dem Canning oder Metaliten Einprägungen vorgesehen sind, die der gewünschten Spalthöhe zwischen den Teilen entsprechen. Diese kommen bei den erhöhten Temperaturen des Lötvorgangs dann zur Anlage und zentrieren Canning und Metaliten und gewährleisten so eine definierte Spalthöhe. Dies ist insbesondere vor dem Hintergrund des Fügens von Canning und Metaliten, z. B. bei Offenlötung von Vorteil und ermöglicht prozesssicher definierte Spalte zu erhalten.In particular, in the case of the elastic solder or adhesive bond between Canning and Metaliten or the resilient Metallitengestaltung it is considered particularly advantageous if impressions are provided on the Canning or Metaliten, which correspond to the desired gap height between the parts. These then come to rest at the elevated temperatures of the soldering process and center canning and metalites, thus ensuring a defined gap height. This is especially in the context of joining canning and metalites, e.g. B. in open-soldering advantage and allows process reliable to obtain defined column.

Bei Einsatz eines gasdichten Stahlgestricks sieht eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung vor, dass das Stahlgestrick mit der Metalitenaußenhülle aus Stahl verbunden wird. Das Stahlgestrick wird dann mechanisch zwischen zwei Bördelungen des Titan-Canning verpresst. Hierbei findet insbesondere eine Spannschelle Verwendung, die idealerweise auch aus Titan ausgeführt ist. Alternativ kann auch ein aufgeschweißter Ring vorgesehen sein. Der Ausgleich der unterschiedlichen Wärmedehnungen findet dann ausschließlich innerhalb des Stahlgestricks statt.When using a gas-tight steel knit, an advantageous development of the invention provides that the steel mesh is connected to the metal outer shell made of steel. The steel knit is then pressed mechanically between two flanges of the titanium canning. In this case, in particular a clamp used, which is ideally made of titanium. Alternatively, a welded ring may also be provided. The compensation of the different thermal expansions then takes place exclusively within the steel knit.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnung und der Zeichnung selbst.Further features of the invention will become apparent from the dependent claims, the following description of the drawing and the drawing itself.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung erläutert und in der nachfolgenden Beschreibung näher beschrieben. Es zeigt:Preferred embodiments of the invention are explained in the drawing and described in more detail in the following description. It shows:

1 ein erstes, nicht beanspruchtes Ausführungsbeispieldes rotationssymmetrisch ausgebildeten Metallkatalysators, in einem Längsmittelschnitt, 1 a first, unclaimed embodiment of the rotationally symmetrical metal catalyst, in a longitudinal center section,

2 ein zweites, nicht beanspruchtes Ausführungsbeispiel des rotationssymmetrisch ausgebildeten Metallkatalysators, in einem Längsmittelschnitt, 2 a second, unclaimed embodiment of the rotationally symmetrical metal catalyst, in a longitudinal center section,

3 ein drittes, nicht beanspruchtes Ausführungsbeispiel des rotationssymmetrisch ausgebildeten Metallkatalysators, in einem Längsmittelschnitt, 3 a third, unclaimed embodiment of the rotationally symmetrical metal catalyst, in a longitudinal center section,

4 ein viertes, nicht beanspruchtes Ausführungsbeispiel des rotationssymmetrisch ausgebildeten Metallkatalysators, in einem Längsmittelschnitt, 4 A fourth, unclaimed embodiment of the rotationally symmetrical metal catalyst, in a longitudinal center section,

5 unter dem Aspekt des ersten Ausführungsbeispieles eine modifizierte Gestaltung von Canning und Metalit zwecks zentrierter Ausrichtung dieser Teile. 5 in the aspect of the first embodiment, a modified design of Canning and Metalit for the purpose of centered alignment of these parts.

Die nachfolgende Beschreibung bezieht sich auf den grundsätzlichen Aufbau des Metallkatalysators 21, der zu den Ausführungsbeispielen gemäß der 1 bis 4 beschrieben ist:
Gezeigt ist das Canning 1, das aus Titan besteht. Im einzelnen ist das Canning 1 durch ein Rohr 2 und zwei sich an die Enden des Rohres 2 anschließende, sich verjüngende Gehäuseabschnitte 3 sowie mit den Gehäuseabschnitten 3 verbundene, dem Rohr 2 abgewandte Flansche 4 gebildet. Die einzelnen Teile des Canning 1 sind miteinander verschweißt, die entsprechenden Schweißnähte des bezüglich der Achse 5 rotationssymmetrischen Canning 1 sind mit der Bezugsziffer 6 bezeichnet.The following description refers to the basic structure of the metal catalyst 21 , which is the embodiment according to the 1 to 4 is described:
Shown is the Canning 1 made of titanium. In detail, this is Canning 1 through a pipe 2 and two at the ends of the tube 2 subsequent, tapered housing sections 3 as well as with the housing sections 3 connected, the pipe 2 opposite flanges 4 educated. The individual parts of canning 1 are welded together, the corresponding welds with respect to the axis 5 rotationally symmetric canning 1 are with the reference number 6 designated.

Innerhalb des Rohres 2 des Canning 1, etwa mit einer dem Rohr 2 entsprechenden Länge, ist konzentrisch zur Achse 5 der innerhalb des Canning 1 gasdicht gelagerte Metalit 7 aus Stahl gelagert. Der Metalit 7 weist ein äußeres Trägerrohr 8 und innerhalb des Trägerrohrs 8 angeordnete, sehr dünne Metallfolien auf, die insbesondere gewellt sind. Die vereinfacht mit den Bezugsziffern 9 bezeichneten Metallfolien sind in das Trägerrohr 8 eingelötet. Die Lötverbindungen befinden sich im Bereich der stirnseitigen Enden des Trägerrohres 8, wie es durch die mit den Bezugsziffern 10 veranschaulichten Bereiche verdeutlich ist. Inside the tube 2 of canning 1 , like with the pipe 2 corresponding length, is concentric to the axis 5 within the canning 1 gastight Metalit 7 stored in steel. The metalit 7 has an outer support tube 8th and within the support tube 8th arranged, very thin metal foils, which are particularly wavy. The simplified with the reference numbers 9 designated metal foils are in the support tube 8th soldered. The solder joints are located in the region of the front ends of the support tube 8th as indicated by the reference numbers 10 illustrated areas is clear.

Die vier Ausführungsbeispiele zeichnen sich wie folgt aus:
Bei dem nicht beanspruchten Ausführungsbeispiel nach der 1 erfolgt die Verbindung des Trägerrohrs 8 des Metaliten 7 mit dem Rohr 2 des Canning 1 im Bereich der halben Länge des Trägerrohrs 8 mittels einer elastischen Löt- oder Klebeverbindung 11, die in den konzentrischen Spalt 12 zwischen Rohr 2 und Trägerrohr 8 eingebracht ist. Die Wahl der Durchmesser D1 – Außendurchmesser des Trägerrohrs 8 – und D2 – Innendurchmesser des Rohres 2 – im Montagezustand erfolgt derart, dass der ausreichend große Ringspalt 12 entsteht, der mit Lot bzw. Klebstoff aufgefüllt wird. Spaltbreite und Lot- bzw. Klebwerkstoff sind so aufeinander abgestimmt, dass die auftretenden Verformungen im Spalt 12 während des Betriebes des Katalysators vom Lot-Werkstoff bzw. Klebstoff dauerhaft ertragen werden können. Zusätzlich wird die Lage der Löt- bzw. Klebeverbindung zwischen Canning 1 und Metaliten 7 so gewählt, dass sie nicht mit der Verbindung von Metallfolie 9 und Trägerrohr 8 gemäß dem Bereich 10 übereinstimmt. Dies verhindert einerseits den direkten Wärmeeintrag zwischen Metallfolien 9 und Canning 1, andererseits wird die Elastizität im Verbindungsbereich erhöht. Beides entlastet die Verbindungsstelle zwischen Canning 1 und Metalit 7.The four embodiments are as follows:
In the not claimed embodiment of the 1 the connection of the carrier tube takes place 8th of the metalit 7 with the pipe 2 of canning 1 in the region of half the length of the support tube 8th by means of an elastic soldering or adhesive connection 11 which are in the concentric gap 12 between pipe 2 and support tube 8th is introduced. The choice of diameter D1 - outer diameter of the support tube 8th And D2 inner diameter of the tube 2 - In the assembled state is such that the sufficiently large annular gap 12 arises, which is filled with solder or adhesive. Slit width and solder or adhesive material are coordinated so that the occurring deformations in the gap 12 can be sustained durably during operation of the catalyst from the solder material or adhesive. In addition, the position of the solder or adhesive bond between Canning 1 and metalites 7 chosen so that they do not interfere with the connection of metal foil 9 and support tube 8th according to the area 10 matches. This prevents on the one hand the direct heat input between metal foils 9 and canning 1 On the other hand, the elasticity in the connection area is increased. Both relieve the link between canning 1 and metalite 7 ,

Durch die Löt- oder Klebeverbindung 11 ergibt sich die gasdichte Verbindung von Metalit 7 und Canning 1. Die Verbindung muss nicht im Bereich des konzentrischen Trägerrohres 8 erfolgen, sondern es ist durchaus auch eine Verbindung über weitere Bauteile, wie Konen oder Formteile, die der besseren Strömungsführung durch den Metaliten 7 dienen, möglich.Through the solder or glue connection 11 results in the gas-tight connection of metalite 7 and canning 1 , The connection does not have to be in the area of the concentric support tube 8th But it is also a connection through other components, such as cones or moldings, the better flow through the Metaliten 7 serve, possible.

2 zeigt die Variante der Lagerung des Metaliten 7 im Canning 1 aufgrund federnder Gestaltung des Metaliten 7. So weist das Trägerrohr 8 eine spezielle Gestaltung auf. Beispielhaft ist in der 2 eine tonnenförmige Gestaltung veranschaulicht, mit einer radial nach außen gerichteten Ausbuchtung 13 des rotationssymmetrischen Trägerrohres 8, wobei diese Ausbuchtung 13 etwa im Bereich der halben Länge des Trägerrohrs 8 angeordnet ist. Im Scheitelbereich der Ausbuchtung 13 ist diese mit dem Rohr 2 des Canning 1 verbunden, insbesondere mit dem Rohr 2 verlötet oder verklebt. Durch diese ausgebuchtete Gestaltung des Trägerrohrs 8, wobei durchaus auch eine Verprägung des Trägerrohrs 8 von Vorteil ist, wird dem Metalit 7 eine zusätzliche Elastizität verliehen. Die Lötung bzw. Klebung erfolgt im elastischen Bereich der Außenhülle des Trägerrohrs 8. Anstelle der Verprägung ist beispielsweise ein separates, zusätzliches elastisches Blechteil denkbar, das mit dem Metaliten 7 verbunden wird. Ein weiterer Vorteil bei dieser Lösung ist, dass durch das zusätzliche Bauteil die Wärmeleitung zum Canning 1, somit zum Titanbauteil reduziert werden kann. Es ist auch möglich, das elastische Bauteil in Titan auszuführen. 2 shows the variant of the storage of the metalite 7 in canning 1 due to resilient design of the Metaliten 7 , So has the carrier tube 8th a special design. Is exemplary in the 2 illustrates a barrel-shaped design, with a radially outward bulge 13 of the rotationally symmetrical carrier tube 8th , this bulge 13 approximately in the region of half the length of the support tube 8th is arranged. In the apex area of the bulge 13 is this with the pipe 2 of canning 1 connected, in particular with the pipe 2 soldered or glued. By this notched design of the support tube 8th , where quite an embossing of the support tube 8th is beneficial to the Metalit 7 lends extra elasticity. The soldering or gluing takes place in the elastic region of the outer shell of the support tube 8th , Instead of embossing, for example, a separate, additional elastic sheet metal part is conceivable that with the Metaliten 7 is connected. Another advantage of this solution is that the heat conduction to Canning through the additional component 1 , thus can be reduced to the titanium component. It is also possible to perform the elastic member in titanium.

Um, insbesondere bei den nicht beanspruchten Ausführungsbeispielen gemäß der 1 und 2, während des Fügens, z. B. durch eine Offenlötung prozesssicher definierte Spalte zu erhalten, können auf dem Canning 1 oder dem Metaliten 7 Einprägungen vorgesehen werden, die der gewünschten Spalthöhe entsprechen. Diese kommen bei den erhöhten Temperaturen des Lötvorgangs dann zur Anlage und zentrieren Canning und Metaliten und gewähren so eine definierte Spalthöhe.Um, in particular in the unclaimed embodiments according to the 1 and 2 during joining, e.g. B. by an open process reliably defined column to get on the Canning 1 or the Metaliten 7 Indentations are provided, which correspond to the desired gap height. These then come into contact with the increased temperatures of the soldering process and center canning and metalites, thus providing a defined gap height.

3 zeigt ein nicht beanspruchtes Ausführungsbeispiel, bei dem auf eine Lötverbindung zwischen dem aus Titan bestehenden Canning 1 und dem aus Stahl bestehenden Metalit 7 verzichtet werden kann. Hierbei wird statt der Löt- oder Klebeverbindung in den veränderlichen Spalt zwischen Rohr 2 und Trägerrohr 8 ein elastisches gasdichtes Stahlgestrick 14 eingesetzt. Dies wird dabei sowohl mit dem Trägerrohr 8 als auch mit dem Rohr 2 verbunden, um den Metaliten 7 zu positionieren. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das Trägerrohr 8 vorzugsweise nicht ausgebeult dargestellt, sondern gerade gemäß dem Ausführungsbeispiel nach 1. 3 shows an unclaimed embodiment, in which a solder joint between the existing titanium Canning 1 and the steel-made metalite 7 can be waived. Here, instead of the solder or adhesive connection in the variable gap between the pipe 2 and support tube 8th an elastic gas-tight steel knit 14 used. This is done both with the support tube 8th as well as with the pipe 2 connected to the Metaliten 7 to position. In this embodiment, the support tube 8th preferably not bulged, but just according to the embodiment according to 1 ,

4 zeigt ein dem Ausführungsbeispiel nach der 3 ähnliches, viertes, nicht beanspruchtes Ausführungsbeispiel, bei dem gleichfalls auf eine Löt- oder Klebeverbindung verzichtet wird und ein elastisches, gasdichtes Stahlgestrick 14 verwendet wird. Dieses Stahlgestrick 14 wird mit dem Trägerrohr 8 verbunden. Das Stahlgestrick 14 wird dann mechanischen zwischen zwei Bördelungen des Rohres 2 aus Titan verpresst. Eine Spannschelle 16, die idealerweise auch aus Titan ausgeführt ist, übergreift die beiden Bördelungen 15 und klemmt damit das Stahlgestrick 14 im Trägerrohr 8. Bei Verwendung von Stahlgestrick findet der Ausgleich der unterschiedlichen Wärmedehnungen ausschließlich innerhalb des Stahlgestricks statt. Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel wird das Trägerrohr 8 in den jeweiligen Endbereichen aufgestaucht, womit sich jeweils ein Anschlag in Form einer Falte bildet. Dazu werden dann jeweils entsprechende Gegenkanten vorgesehen, beispielsweise am Rohr 2. Durch Aufschieben eines jeweiligen Stahlgestricks 14 auf das Trägerrohr 8 bis an einen jeweiligen Anschlag wird durch die beiden Stahlgestricke zwischen einem jeweiligen Anschlag und einer jeweiligen Gegenkante dann eine Verklemmung erreicht. 4 shows an embodiment of the 3 similar, fourth, unclaimed embodiment in which is also dispensed with a solder or adhesive connection and an elastic, gas-tight steel knit 14 is used. This steel knit 14 is with the support tube 8th connected. The steel knit 14 is then mechanical between two curls of the pipe 2 made of titanium. A clamp 16 , which is ideally made of titanium, overlaps the two flanges 15 and thus pinches the steel mesh 14 in the carrier tube 8th , When using steel knit, the compensation of the different thermal expansions takes place exclusively within the steel knit. In an alternative embodiment, the support tube becomes 8th bumped in the respective end, making each a stop in the form of a fold. For this purpose, respective corresponding counter edges are then provided, for example, on the pipe 2 , By pushing a respective steel knit 14 on the support tube 8th up to a respective stop is then achieved by the two steel knit between a respective stop and a respective mating edge jamming.

5 veranschaulicht eine besondere Gestaltung von Rohr 2 und Trägerrohr 8 zur zentrierten Lagerung des Metaliten 7 im Canning 1. Diese Gestaltung ist insbesondere unter dem Aspekt der Erzeugung einer Lötverbindung zwischen Canning 1 und Metalit 7 zu sehen. So sind beim Löten insbesondere große Spalte mit undefinierten Spaltverläufen kritisch. Aufgrund der großen Bauteiltoleranzenverbindung mit den unterschiedlichen Wärmedehnungen ist das Löten für die Anwendung beim Katalysator daher problematisch. Es wird deshalb eine spezielle Gestaltung der Lötstelle gemäß dem Ausführungsbeispiel nach 5 vorgeschlagen. Verprägungen 17 bzw. 18 am Canning 1 bzw. Metalit 7 weisen konzentrische oder ballig ausgeführte korrespondierende Bereiche auf. Die Durchmesser sind so gewählt, dass bei allen Toleranzlagen eine Anlage von Rohr 2 und Trägerrohr 8 im konischen bzw. balligen Bereich erfolgt. Durch diese Form wird eine Zentrierung dieser Teile zueinander erreicht, womit sich ein gleichmäßiger und enger Lötspalt ergibt. Zusätzlich ist es durch einen Rolliervorgang von Rohr 2 und Trägerrohr 8 möglich, die Toleranzen im Verbindungsbereich zu reduzieren. Dies wiederum ermöglicht es, die Lötverbindung statt in den Bereich der konisch verlaufenden Flächen gemäß Bereich 19 alternativ auch in den zylindrischen Bereich 20 der Verprägungen 17 und 18 zu legen. 5 illustrates a particular design of pipe 2 and support tube 8th for centered storage of the metalite 7 in canning 1 , This design is particularly in terms of creating a solder joint between canning 1 and metalite 7 to see. For example, during soldering, large gaps with undefined gaps are critical. Because of the large component tolerance connection with the different thermal expansions soldering is therefore problematic for use in the catalyst. It is therefore a special design of the solder joint according to the embodiment according to 5 proposed. Error Coins 17 respectively. 18 at Canning 1 or metalite 7 have concentric or convex executed corresponding areas. The diameters are chosen so that at all tolerance levels a plant of pipe 2 and support tube 8th takes place in the conical or spherical area. By this form, a centering of these parts is achieved to each other, which results in a uniform and narrow soldering gap. In addition, it is due to a rolling process of pipe 2 and support tube 8th possible to reduce the tolerances in the connection area. This in turn allows the solder joint instead of in the area of the tapered surfaces according to area 19 alternatively also in the cylindrical area 20 the stampings 17 and 18 to lay.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
CanningCanning
22
Rohrpipe
33
Gehäuseabschnitthousing section
44
Flanschflange
55
Achseaxis
66
SchweißnahtWeld
77
MetalitMetalit
88th
Trägerrohrsupport tube
99
Metallfoliemetal foil
1010
BereichArea
1111
Löt- oder KlebverbindungSoldered or glued connection
1212
Spaltgap
1313
Ausbuchtungbulge
1414
StahlgestrickSteel fabric
1515
Bördelungflanging
1616
Spannschelleclamp
1717
VerprägungVerprägung
1818
VerprägungVerprägung
1919
BereichArea
2020
BereichArea
2121
Metallkatalysatormetal catalyst

Claims (10)

Metallkatalysator (21), mit einem Canning (1) aus Titan und einem innerhalb des Canning (1) angeordneten Metaliten (7) aus Stahl, wobei das Canning (1) und der Metalit (7) gasdicht ineinander gelagert sowie radial relativ zueinander beweglich sind, der Metalit (7) ein äußeres Trägerrohr (8) und dünne Metallfolien (9) aufweist, wobei die Metallfolien (9) innerhalb des Trägerrohrs (8) angeordnet und mit dem Trägerrohr (8) verbunden sind, das äußere Trägerrohr (8) in dem Canning (1) gelagert ist, das Canning (1) einen rotationssymmetrischen Bereich (2) und der Metalit (7) einen rotationssymmetrischen Bereich (8) aufweist und das Canning (1) und der Metalit (7) in deren rotationssymmetrischen Bereichen (2, 8) konisch oder ballig verlaufende Verprägungen (17, 18) zur radial zentrierten Anordnung von Canning (1) und Metalit (7) aufweisen, wobei die Lagerung des Metaliten (7) in dem Canning (1) in zylindrischen, koaxial zueinander angeordneten Bereichen von Metalit (7) und Canning (1) erfolgt, und wobei das Canning (1) und der Metalit (7) mittels einer Löt- oder Klebeverbindung miteinander verbunden sind, wobei der Metalit (7) elastisch ist und die Löt- oder Klebverbindung im zylindrischen Bereich (20) der Verprägungen (17, 18) liegt.Metal catalyst ( 21 ), with a canning ( 1 ) of titanium and one within the canning ( 1 ) arranged metal ( 7 ) made of steel, whereby the canning ( 1 ) and the Metalit ( 7 ) are mounted gas-tight in one another and are movable radially relative to one another, the metalite ( 7 ) an outer support tube ( 8th ) and thin metal foils ( 9 ), wherein the metal foils ( 9 ) within the support tube ( 8th ) and with the support tube ( 8th ), the outer support tube ( 8th ) in the canning ( 1 ), the canning ( 1 ) a rotationally symmetric region ( 2 ) and the Metalit ( 7 ) a rotationally symmetric region ( 8th ) and canning ( 1 ) and the Metalit ( 7 ) in their rotationally symmetric regions ( 2 . 8th ) conical or convex stampings ( 17 . 18 ) to the radially centered arrangement of canning ( 1 ) and Metalit ( 7 ), wherein the storage of the metalite ( 7 ) in the canning ( 1 ) in cylindrical, coaxially arranged areas of Metalit ( 7 ) and canning ( 1 ), and wherein the canning ( 1 ) and the Metalit ( 7 ) are connected to each other by means of a solder or adhesive connection, wherein the metalite ( 7 ) is elastic and the solder or adhesive bond in the cylindrical region ( 20 ) of the stampings ( 17 . 18 ) lies. Katalysator nach Anspruch 1, wobei das Canning (1) und der Metalit (7) in deren Lagerbereich radial relativ zueinander beweglich sind.Catalyst according to claim 1, wherein the canning ( 1 ) and the Metalit ( 7 ) are movable radially relative to each other in the storage area. Katalysator nach einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei der Metalit (7) über eine elastische Löt- oder Klebverbindung (11) im Canning (1) gelagert ist.Catalyst according to one of claims 1 to 2, wherein the metalite ( 7 ) via an elastic solder or adhesive bond ( 11 ) in canning ( 1 ) is stored. Katalysator nach einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei der Metalit (7) über ein gasdichtes Stahlgestrick (14) im Canning (1) gelagert ist.Catalyst according to one of claims 1 to 2, wherein the metalite ( 7 ) via a gas-tight steel knit ( 14 ) in canning ( 1 ) is stored. Katalysator nach Anspruch 4, wobei der Metalit (7) über ein gasdichtes, elastisches Stahlgestrick im Canning (1) gelagert ist.Catalyst according to claim 4, wherein the metalite ( 7 ) via a gas-tight, elastic steel knit in canning ( 1 ) is stored. Katalysator nach Anspruch 5, wobei das Stahlgestrick (14) mit dem Canning (1) und dem Metalit (7) verbunden ist.Catalyst according to claim 5, wherein the steel knit ( 14 ) with canning ( 1 ) and the metalite ( 7 ) connected is. Katalysator nach Anspruch 5 oder 6, wobei das Canning (1) zwischen Canningteilen das Stahlgestrick (14) klemmend aufnimmt, sowie das Stahlgestrick (14) mit dem Metalit (7) verbunden ist.Catalyst according to claim 5 or 6, wherein the canning ( 1 ) between Canning parts the steel knit ( 14 ) receives clamping and the steel knit ( 14 ) with the metalite ( 7 ) connected is. Katalysator nach Anspruch 1, wobei das äußere Trägerrohr (8), bezogen auf die Rohrenden, im Mittelbereich nach außen gewölbt gestaltet ist, und das Trägerrohr (8) im Bereich der äußeren Vorwölbung mit dem Canning verbunden ist.Catalyst according to claim 1, wherein the outer support tube ( 8th ), relative to the tube ends, is designed arched in the middle region to the outside, and the support tube ( 8th ) is connected to the canning in the region of the outer protrusion. Katalysator nach Anspruch 8, wobei das äußere Trägerrohr (8), bezogen auf die Rohrenden, im Mittelbereich tonnenförmig gestaltet ist. Catalyst according to claim 8, wherein the outer support tube ( 8th ), based on the pipe ends, barrel-shaped in the central region. Katalysator nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Katalysator zur Verwendung in einer Abgasanlage eines Personenkraftwagens vorgesehen ist.Catalyst according to one of claims 1 to 9, wherein the catalyst is intended for use in an exhaust system of a passenger car.
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