DE102022122271B4 - Tragkörper für Partikelabscheider sowie Verfahren zu seinem bereichsweisen Beloten - Google Patents

Abstract

Bei einem Tragkörper insbesondere für Katalysatoren oder Partikelabscheider aus Mantel-Rohr (1) und darin befindlicher Matrix (2) aus insbesondere einem Wickel aus ein oder zwei sehr dünnen Blechfolien (4A, 4B) innerhalb der Matrix (2) zwischen deren Lagen (9) insbesondere aufgrund von unterschiedlichen Temperaturdehnungen beim Aufheizen vorkommen.Um dies zu vermeiden, werden erfindungsgemäß an einer 1. Axialposition des Tragkörpers, also in einer 1. Querfläche, in einem über mindestens 360° um die Rohrrichtung (1') umlaufenden streifenförmiger Bewegungs-Querbereich (50.1a) die Lagen (9) nicht gegeneinander verlötet, und an einer davon möglichst weit entfernten 2. Axialposition, also in einer 2. Querfläche, in Rohrrichtung (1') betrachtet der Breitenbereich (BB) dieses Bewegungs-Querbereiches (50.1a) durch einen streifenförmig umlaufenden, insbesondere ringförmig geschlossenen, Lotbereich (5.2a) abgedeckt, in dem die Lagen (9) gegeneinander verlötet sind.

Description

• I. Anwendungsgebiet
• Die Erfindung betrifft einen Tragkörper insbesondere für Partikelabscheider oder Katalysatoren, wie sie im Abgasstrang eines Verbrennungsmotors, insbesondere eines Kraftfahrzeug-Verbrennungsmotors, oder auch in einer Brennstoffzelle oder als Flammensperre verwendet werden können.
• II. Technischer Hintergrund
• Derartige Tragkörper müssen dem durchströmenden Abgas einerseits eine große Oberfläche als Reaktionsfläche bieten, daneben jedoch weitere Erfordernisse je nach Anwendungsfall erfüllen, z. B. Umlenkung oder Verwirbelung der Abgasströme, möglichst geringer Strömungswiderstand und Ähnliches.
• Deshalb besteht ein solcher Tragkörper in der Regel aus mehreren, dreidimensional strukturierten, insbesondere gewellten, sehr dünnen, also mit einer Dicke von meistens unter 100 µm, Blechfolien aus Edelstahl, die lagenweise übereinander liegen, gegebenenfalls mit Zwischenlagen aus ebenen, analog dünnen glatten Blechfolien, so dass eine Vielzahl von zwischen den Blechfolien verlaufenden frei durchgängigen Kanälen gebildet wird, durch die das Abgas hindurch strömen kann, und deren Wände in Summe die gewünschte große Oberfläche bieten.
• Diese Vielzahl von Lagen, die in der Summe Matrix genannt wird, füllt dabei das Innere eines umgebenden Gehäuses, meist eines Rohrstückes, aus, welches die notwendige mechanische Stabilität bietet und - zusammen mit gegebenenfalls an das Rohrstück anschließenden stirnseitigen Konus-Endstücken - die Verschraubung mit den angrenzenden Teilen des Abgasstranges ermöglicht.
• In einer Ausführungsform (Spiralform) wird die eine oder zwei verschiedenen Sorten von Blechfolien gemeinsam gewickelt zu einem zylindrischen Wicklungskörper, der anschließend in das umgebende Rohrstück eingeschoben wird, was sehr passgenau und insbesondere mit Übermaß erfolgen muss, da keine randseitigen, unbeabsichtigten Freiräume zwischen Matrix und Rohrstück entstehen sollen.
• In einer anderen Ausführungsform (S-Form) wird je ein Stapel solcher Blechfolien um eine Klapp-Achse, die meist parallel zur Richtung der Kanäle verläuft, zu einem U-förmigen Paket geklappt, und zwei oder drei solcher Pakete, mit der Klapp-Stelle des Paketes zum Zentrum hinweisend, symmetrisch angeordnet in das Gehäuse, etwa das Rohrstück, eingeschoben, wobei die frei auslaufenden Enden des U-förmigen Paketes bogenförmig und sich fast tangential annähernd in Richtung zum außen umlaufenden Gehäuse verlaufen.
• Die einzelnen Blechfolien werden zueinander sowie die gesamte Matrix gegenüber dem Rohrstück durch Verlöten fixiert.
• Da die Blechfolien und damit die gesamte Matrix aufgrund der hohen Temperaturschwankungen nicht nur zwischen Betriebszustand und Nicht-Betriebszustand, sondern auch während des Betriebszustandes, starken Wärmedehnungen unterworfen werden, ist es bekannt, dass die Verlötung sämtlicher Kontaktbereiche zwischen den Blechfolien und auch zu dem umgebenden Rohrstück hin eine zu starre Struktur ergibt, und bei auftretenden Temperaturdehnungen - die hinsichtlich des umgebenden Rohres einerseits und der Matrix andererseits unterschiedlich sein können, aber auch innerhalb der Matrix in den einzelnen Lagen abhängig von deren radialer Lage unterschiedlich sein können - Lötstellen abreißen können.
• Dadurch können sich Teile der Matrix lösen oder verschieben, sowohl axial als auch in Umfangsrichtung, was dann aufgrund der im Betrieb auftretenden Schwingungen zur Beschädigung oder gar Zerstörung der Matrix führen kann.
• Aus diesem Grund wurde bereits versucht, nur einen Teil der Kontaktbereiche zu verlöten.
• Das Verlöten erfolgt in aller Regel erst nach dem Einschieben der erstellten Matrix in das Rohrstück.
• Dabei wird insbesondere von einer der Stirnseiten des Gehäuses her ein Lot-Pulver in die Kanäle der Matrix eingebracht, nach dem zuvor die zu belotenden Bereiche mit einem Haftmittel benetzt wurden, an dem die Lot-Partikel haften bleiben.
• Es ist bereits bekannt, nur in einen Teil dieser Kanäle Lotmaterial, beispielsweise die Lot-Kugeln, einzubringen, die sich dort in den Zwickeln, z.B. zwischen der strukturierten Blechfolie und der glatten Blechfolie, ansammeln so dass beim anschließenden Lötvorgang, also dem Erhitzen, die Lotkugeln schmelzen und vor allem in den Zwickeln die beiden Blechfolien miteinander verlöten.
• Die Druckschrift DE 694 19 843 T2 offenbart einen Tragkörper gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ferner wird auf die Druckschrift EP 2 283 215 B1 hingewiesen.
• III. Darstellung der Erfindung
• a) Technische Aufgabe
• Es ist daher die Aufgabe gemäß der Erfindung, eine solche bereichsweise Belotung der Matrix zu ermöglichen, dass der verlötete Tragkörper temperaturbedingte Wechsel-Dehnungen sowohl in radialer als auch in axialer Richtung gut verkraften kann und damit eine lange Lebensdauer besitzt.
• b) Lösung der Aufgabe
• Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 15 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
• Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, die Anordnung der beim fertigen Tragkörper verlöteten Bereiche, also analog der bei der Belotung zu belotenden Bereiche - für die Zwecke der vorliegenden Anmeldung Lotbereich genannt- so zu wählen, dass sich die Lagen der Blechfolien relativ zueinander bewegen können, sei es in axialer Richtung oder in Umfangsrichtung der Matrix.
• Dabei spielt insbesondere eine Rolle, dass bei beobachteten abgerissenen Löt-Verbindungen diese Abrisse sehr oft im Bereich der Löt-Verbindungen zwischen den Blechfolien sehr nahe außen am Mantelrohr nicht aber die Lotverbindungen zwischen Matrix und Mantelrohr betreffen. Ursächlich hierfür könnte sein, dass die maximalen auftretenden Temperaturgradienten und die daraus resultierenden radialen und axialen Spannungen eben nicht im Bereich der Verbindung Matrix zu Mantelrohr auftreten, sondern im Bereich zwischen den ersten mantelnahen Folienlagen.
• Daher zielt der Grundgedanke der Erfindung vorwiegend auf eine gezielte radiale und axiale mechanische Entkoppelung einzelner Folienlagen zueinander in diesem kritisch belasteten Bereich des Wabenkörpers ab.
• Für die Zwecke der nachfolgenden Erläuterungen werden beim fertiggestellten Tragkörper verlötete Bereiche gleichgestellt mit vor dem Lötvorgang beloteten Bereichen
• Gattungsgemäße Tragkörper, die insbesondere für Partikelabscheider oder Katalysatoren verwendet werden, wie sie z.B. im Abgasstrang von Verbrennungsmotoren zum Reinigen der Abgase oder in einem Brennstoffzelle zur Behandlung der Gase eingesetzt werden oder auch als Flammensperre in gasführenden Rohrleitungen eingesetzt werden, umfassen
• - ein umgebendes Rohrstück als Mantel, dessen Erstreckungsrichtung, also lotrecht zu dessen offener Querschnittsfläche, als axiale Richtung definiert wird und
• - mindestens eine den inneren Querschnitt des Rohrstückes ausfüllende Matrix, eventuell auch mehrere in Rohrrichtung hintereinander liegende Matrixen, aus aneinander anliegenden, meist einander kontaktierenden, Lagen wenigstens einer dünnen Blechfolie, die eine große Anzahl von der einen zur anderen Stirnseite dieser Matrix durchgehend offene, vom Abgas durchströmbare Matrix-Kanäle aufweist.
• Unter einer Blechfolie wird auch eine mit Durchbrüchen versehene Metalllage wie Streckmetall oder ein Drahtgitter oder eine gelochte Blechfolie verstanden.
• Diese Matrix muss nicht den gesamten Innenraum des Rohrstückes in der Länge ausfüllen, sondern in der Regel steht das Rohrstück stirnseitig etwas über die Matrix vor. Jedoch soll die Matrix in ihrem Längenbereich den inneren freien Querschnittes Rohrstückes möglichst vollständig ausfüllen, sodass ein Durchströmen des Tragkörpers möglichst nur durch die Matrix-Kanäle hindurch möglich ist, die einen sehr kleinen Querschnitt von meist nur wenigen oder gar unter 1 mm² aufweisen.
• Allerdings kann der Tragkörper selbst ein ringförmiger Tragkörper sein mit einem äußeren Rohrstück und einem konzentrisch dazu liegenden inneren Rohrstück, sodass dann der radiale Zwischenraum dazwischen von der Matrix gefüllt ist. Die vorstehenden als auch alle nachstehenden Aussagen, die bezüglich des Innenumfanges des Rohrstückes und der dort anliegenden und verlöteten Matrix getroffen sind, sollen dann auf den Innenumfang des äußeren Rohrstückes zutreffen, allerdings in analoger Weise auch auf den Außenumfang des Inneren Rohrstückes zutreffen können.
• Die Matrix-Kanäle werden dadurch gebildet, dass von der wenigstens einen Blechfolie eine Blechfolie eine wenigstens zum Teil dreidimensional strukturierte Blechfolie ist.
• Eine solche Matrix wird meist erzielt durch Wickeln von einer oder zwei Blechfoliengemeinsam um eine Wickelachse, wobei aufgrund der Struktur der Blechfolien häufig die Verlaufsrichtung der durch die gewickelten Folien entstehenden Matrixkanäle, die Kanalrichtung, parallel zur Wickelachse verläuft, aber eben nicht immer, wie anhand von 1c erläutert werden wird.
• Eine häufige Form der Matrix ist eine zylindrische Matrix, die beidseits jeweils eine runde Stirnfläche aufweist, oder eine Matrix, die einen elliptische Querschnitt und damit auch Stirnfläche besitzt.
• Die Strukturierung kann beispielsweise in einer Wellung der Blechfolie bestehen, wobei die Verlaufsrichtung einer einzelnen der vielen aufeinanderfolgenden, parallel zueinander liegenden Wellen quer zur Stirnfläche der daraus gewickelten Matrix verläuft und gleichzeitig die Kanalrichtung der durch die Wellung erzeugten Matrix-Kanäle ist.
• Insbesondere bei nur zwei gemeinsam um eine Wickelachse gewickelten Blechfolien, aber auch bei gestapelten Blechfolien, ist häufig die eine, die sogenannte A-Blechfolie eine 3-dimensional strukturierte, beispielsweise gewellte, Blechfolie und die andere, die sogenannte B-Blechfolie eine demgegenüber
• • entweder eine glatte, nicht 3-dimensional strukturierte, Blechlage, bei der Oberseite und Unterseite der Blechfolie eben verlaufen, wenn sie nicht um eine Wickelachse gewickelt oder anderweitig aktiv gebogen wird,
• • oder eine anders strukturierte, insbesondere schwächer 3-dimensional, etwa mit weniger Höhe der Strukturierung quer zur Folienebene, strukturierte Blechfolie,
• • oder auch eine identisch zur 1. Blechfolie 3-dimensional strukturierte Blechfolie, wobei letzteres die Gefahr beinhaltet, dass die Strukturen der beiden gleichstrukturierten Folien ineinander fallen können, was zumindest durch unterschiedliche Anordnung der Blechfolien hinsichtlich ihrer Strukturierungen vermieden werden sollte.
• Für die folgenden Ausführungen ist die A-Blechfolie immer dreidimensional strukturiert, die B-Blechfolie kann gemäß vorliegender Optionen 3-dimensional strukturiert sein, aber muss nicht 3-dimensional strukturiert sein.
• Häufig ist konkret zwischen den Lagen aus der gewellten Blechfolie jeweils eine Lage einer glatten Blechfolie angeordnet, die auch beide gemeinsam spiralig zu einer Matrix aufgewickelt werden können, die dann aus nur zwei Blechfolien besteht, oder im Fall eines Stapels oder verbundenen Stapels aus abwechselnd gewellter und glatter Blechfolie.
• Die Matrix kann jedoch auch aus einer Vielzahl aufeinander gestapelten Blättern von Blechfolie bestehen, insbesondere wenn das Rohrstück keinen Runden, sondern etwa einen rechteckigen Querschnitt besitzt.
• In einer weiteren bekannten Bauform werden - innerhalb eines Rohrstückes mit meist rundem inneren Querschnitt - nicht eine oder eine geringe Anzahl nur zwei Blechfolie spiralig aufgewickelt, sondern mehrere gefaltete Stapel von in aller Regel rechteckigen Blättern von Blechfolien, wobei jeder Stapel um eine parallel zu einer Seitenkante des Stapels und damit etwa parallel zur Verlaufsrichtung der darin vorhandenen Matrix-Kanäle gefaltet wird und die Stapel mit ihren gefalteten Falzen sich im Zentrum des Querschnittes des Rohrstückes aneinander anliegen und die von den Falzen sich weg erstreckenden Bereiche der Blechfolien sich spiralig nach radial außen erstrecken bis zum Innenumfang des Rohrstückes.
• Unabhängig von der Bauform der Matrix sind die Lagen (9) der wenigstens einen Blechfolie an ihren gegenseitigen Kontaktbereichen (6) teilweise gegeneinander verlötet. Bei einer gewellten und einer glatten Blechlage, die gemeinsam spiralig zu einem Wickel um eine Wickelachse aufgewickelt sind, befinden sich die Berge und Täler der gewellten Blechfolie nahe oder kontaktierend - was beides unter dem Begriff Kontaktbereich verstanden werden soll - an der glatten Blechfolie und können diese verlötet werden, beispielsweise nur die Berge oder nur die Täler oder beide der gewellten Blechfolie.
• Diese streifenförmigen, sich in die Tiefe des Grundstückes hinein erstreckenden Kontaktbereiche müssen nicht über die gesamte axiale Erstreckung der Matrix zu Lotbereich & miteinander verlötet sein, sondern dies kann auch nur in definierten axialen Erstreckungsbereichen der Fall sein, denn das Ziel besteht eher darin, einen auch bei Wärmedehnung ein in dem Rohrstück elastisch bewegungsfähige Matrix beizubehalten.
• Betrachtet man einzelne, lotrecht zur Rohrrichtung liegende Querflächen des freien inneren Querschnitts des mit der Matrix gefüllten Rohrstückes, so gibt es typischerweise eine erste Querfläche des Tragkörpers, die lotrecht zur Vorrichtung liegt und insbesondere entlang oder nahe an einer Stirnfläche der Matrix verläuft, auf der
  mindestens ein definierter erster, im radial mittleren Bereich liegender, sogenannter Lot-Querbereich mit gegeneinander verlöteten Lagen (9) vorhanden ist und
  radial außerhalb davon mindestens ein nicht verlöteter sogenannter Bewegungs-Querbereich verbleibt, in dem sich mindestens zwei benachbarte Lagen relativ zueinander bewegen können, insbesondere in axialer Richtung und/oder in Umfangsrichtung und/oder in radialer Richtung.
• Dass im Lot-Querbereich die Lagen der Blechfolie gegeneinander verlötet sind, kann, aber muss nicht, bedeuten, dass alle dort vorhandenen Kontaktbereiche auch miteinander verlötet werden, aber zumindest so viele, dass die einzelnen Lagen entlang der Hauptebenen ihrer Blechfolie oder Abschnitte derselben Blechfolie - bei einer gewickelten Blechfolie - relativ zueinander im Wesentlichen nicht mehr beweglich sind.
• Erfindungsgemäß ist der Bewegungs-Querbereich auf dieser ersten Querfläche betrachtet in Rohrrichtung ein um die Rohrrichtung um mindestens 300°, insbesondere mindestens 360°, umlaufender Querbereich, in dem mindestens zwei benachbarte Lagen nicht gegeneinander verlötet sind. Bei einer spiralig gewickelten Matrix befindet sich vorzugsweise eine vollständige Wicklung, also ein vollständiger Umlauf der Blechfolie, in diesem Bewegungs-Querbereich.
• Ferner ist in einem von der ersten Querfläche ausreichend großen axialen Ausgleichs-Abstand sodass sich die Folien axial und radial verformen können, ohne dass dort das Lot abreißt, in wenigstens einer lotrecht zur Rohrrichtung liegenden zweiten Querfläche mindestens ein weiterer Lot-Querbereich mit gegeneinander verlöteten Lagen vorhanden, der betrachtet in Rohrrichtung (mindestens den Breiten-Bereich des ringförmigen Bewegungs-Bereichs abdeckt.
• Die Projektion aller, insbesondere bei nur zwei Lotbereichen dieser beiden, Lot- Querbereiche, in Rohrrichtung aufeinander deckt also den gesamten inneren freien Querschnitt des Rohrstückes ab. Dadurch wird vermieden, dass sich der Wickel in axialer Richtung auseinanderziehen lässt wie ein Teleskop, was vorliegend als teleskopierbare Spirale bezeichnet wird.
• Um die Matrix gegenüber dem Mantelrohr zu fixieren, ist mindestens ein definierter erster Mantel-Lot-Querbereich vorhanden, in dem der Innenumfang des Rohrstückes, gegenüber dem Außenumfang der Matrix verlötet ist. Diese Verlötung gegenüber dem Rohrstück, also der Mantel-Lot- Querbereich, kann auf der 1. oder der 2. oder einer anderen axial positionierten Querfläche liegen.
• Meist erstreckt sich der Mantel-Lot-Querbereich über eine definierte Länge, den Mantel-Lot-Längsbereich, in Rohrrichtung, um eine ausreichende mechanische Festigkeit der Verlötung zwischen Mantelrohr und Matrix sicherzustellen.
• Optional weist der Tragkörper nur einen einzigen Mantel-Lot-Längsbereich auf, sodass sich von diesem aus die Matrix und ihre Lagen in beide axiale Richtungen Temperatur bedingt ausdehnen oder zusammenziehen können, wenn der Mantel-Lot-Längsbereich direkt an einer Stirnfläche der Matrix beginnt, natürlich nur in die verbleibende eine axiale Richtung in die Matrix hinein.
• Bevorzugt jedoch weist der Tragkörper in axialer Richtung beabstandet, vorzugsweise möglichst weit voneinander beabstandet, mehrere Mantel-Lot-Längsbereiche auf, in denen das Mantelrohr gegenüber der Matrix verlötet ist, was ja vorzugsweise über maximal 360° in Umfangsrichtung der Fall ist.
• Da die für einen Bruch der Löt-Stellen gefährdeten Bereiche in radialer Richtung jedoch nicht die Lotverbindungen zwischen Mantelrohr und Matrix sind, sondern eine oder wenige Lagen weiter innen die Lotverbindungen zwischen zwei Lagen der Blechfolie, ist vorzugsweise nur in einem Mantel-Lot-Längsbereich die äußerste, gegenüber dem Mantelrohr auf ihrer Außenseite verlötete, Lage auch auf ihrer Innenseite mit der nächst inneren Lage verlötet, für eine radial durchgängige Verlötung vom Mantel bis in die mindestens zweite Lage von außen hinein - im folgenden tiefe Mantel-Verlötung genannt - bei anderen, insbesondere allen anderen-Mantel-Lot-längsbereichern ist dagegen diese äußerste Lage auf der Innenseite nicht verlötet.
• Eine tiefe Mantel-Verlötung kann auch dadurch erzielt werden, dass in axial nahe zusammenliegenden, insbesondere benachbarten, Längsbereichen
• - in einem Längsbereich die eine Blechfolie nur auf der Außenseite
• - in dem anderen Längsbereich die Blechfolie nur auf der Innenseite
gegenüber dem anliegenden Bauteil - Mantelrohr oder Lage - verlötet ist, was den gleichen Effekt ergibt, aber nur einer der beiden Längsbereiche wegen Verlötung gegenüber dem Mantelrohr Bestandteil des Mantel-Lot-Längsbereiches ist.
• Vorzugsweise weist der Bewegungs-Querbereich in radialer Richtung mit seinem äußeren Umfang einen radialen Abstand zum Innenumfang des Rohrstückes auf, endet also mit Abstand zum Innenumfang des Rohrstückes.
• In einer bevorzugten Ausführungsform liegt der erste Mantel-Lot-Querbereich auf der 1. Querfläche, während ein eventuell vorhandener weiterer Mantel-Lot-Querbereich auf der 2. Querfläche liegen kann. Dieser weitere Mantel-Lot-Querbereich kann in radialer Richtung in den 2. Lot-Querbereich übergehen.
• Der Bewegungs-Querbereich kann betrachtet in Rohrrichtung ein ringförmig umlaufenden geschlossener, insbesondere kreisringförmiger, oder nicht ringförmig geschlossener, insbesondere spiralförmiger Bewegungs-Querbereich sein.
• Häufig umfasst die Matrix
• - eine stark dreidimensional strukturierte, insbesondere gewellte, A-Blechfolie und
• - eine demgegenüber gleich oder schwächer 3-dimensional strukturierte, insbesondere glatte, B-Blechfolie.
• Häufig umfasst die Matrix nur diese beiden Blechfolien und ist insbesondere ein Wickel aus nur diesen beiden Blechfolien.
• Dann kann nur in einem Mantel-Lot-Längsbereich der am Innenumfang des Rohrstückes anliegende Abschnitt der Blechfolie - insbesondere der strukturierten, insbesondere stark strukturierten, A-Blechfolie- nicht nur auf seiner Außenseite gegenüber dem Mantelrohr verlötet sein, sondern auch auf der Innenseite gegenüber der nächsten anliegenden Lage.
• Dadurch ist über mindestens 300°, insbesondere mindestens 360° des Umfanges die mit ihrer Außenseite gegenüber dem Mantelrohr (1) verlötete Blechfolie auf ihrer Innenseite lose, also nicht verlötet, gegenüber der radial innen anliegenden Blechfolie.
• Insbesondere dann kann in einem vorhandenen weiteren, insbesondere allen weiteren, Mantel-Lot-Querbereichen der am Innenumfang des Rohrstückes anliegende Abschnitt der Blechfolie - insbesondere der strukturierten, insbesondere stark strukturierten, Blechfolie - nur auf seiner Außenseite gegenüber dem Mantelrohr verlötet ist, dagegen nicht auf der Innenseite gegenüber der nächsten anliegenden Lage.
• Vorzugsweise beträgt die in radialer Richtung gemessene Breite (b) des Bewegungs-Querbereichs auf der 1. Querfläche mindestens der Dicke einer Lötschicht zwischen zwei benachbarten Lagen der Blechfolie.
• Denn in den Zwickeln zwischen den dreidimensionalen Strukturen, beispielsweise einem Wellenberg der gewellten Blechfolie, und einer daran anliegenden oder fast anliegenden benachbarten glatten Blechfolie oder auch einer weiteren 3-dimensional strukturierten Blechfolie sammelt sich beim Verlöten das Lotmaterial in einer dreidimensionalen, sich auch in radialer Richtung erstreckenden, Ansammlung an, wie am besten anhand der 2c und 3a ff erkennbar.
• Die in radialer Richtung gemessene durchschnittliche Erstreckung der Lot-Querbereiche auf einer Seite einer Blechfolie, zum Beispiel bei einer gewellten A-Blechfolie die Lot-Querbereiche zwischen den Wellenbergen und einer demgegenüber verlöteten z.B. glatten B-Blechfolie - ist als Dicke einer Lötschicht bezeichnet.
• Insbesondere sollen in dem Lot-Querbereich mit gegeneinander verlöteten Lagen pro Lage, also pro vollständigen Umlauf einer Lage, wenigstens eine Kontaktstelle in der Querfläche verlötet sein. Die beiden Lagen können zwei aneinander, verschiedene Blechfolien sein oder Blechfolien-Abschnitte derselben, insbesondere gewickelten, Blechfolie. Dies genügt in aller Regel für eine stabil verlötete Matrix.
• Vorzugsweise soll mindestens jeder 100., vorzugsweise jeder 80., Kontaktbereich pro vollständiger umlaufender Lage in der Querfläche verlötet sein.
• Vorzugsweise sollen mindestens 5 %, insbesondere mindestens 10 %, vorzugsweise mindestens 30 %, weiter vorzugsweise mindestens 50 %%, noch weiter vorzugsweise mindestens 75 %, besonders bevorzugt mindestens 90 % aller Kontaktbereiche pro Lage in der Querfläche verlötet sein.
• Auch dies dient einer stabilen Matrix und einem stabilen Tragkörper.
• In der Regel wird der zweite Lot-Querbereich ein ringförmig umlaufend geschlossener Lot- Querbereich sein, dessen Gestalt und Dimension sich insbesondere am ersten Bewegungs-Querbereich orientiert, insbesondere ein kreisringförmig umlaufend geschlossener zweiter Lot-Querbereich.
• Der zweite Lot-Querbereich auf der 2. Querfläche kann einen 2. Mantel-Lot-Querbereich umfassen, in dem der Innenumfang des Rohrstückes, gegenüber dem Außenumfang der Matrix verlötet ist, zusätzlich zu einem 1. Mantel-Lot-Querbereich.
• Für eine ausreichend stabile Verbindung sollte in dem Mantel-Lot-Querbereich mindestens jedes 10., insbesondere mindestens jede 5., insbesondere jede im Außenumfang der Matrix endende Blechfolie gegenüber dem Innenumfang des Rohrstückes verlötet sein.
• Dennoch kann auch nur eine Seite der strukturierten A-Blechfolie gegenüber der benachbarten Lage, insbesondere einer parallel dazu verlaufenden glatten B-Blechfolie, verlötet sein, vorzugsweise bei den äußersten 10 Lagen, vorzugsweise nur der äußeren maximal 5 Lagen, weiter vorzugsweise nur der äußeren maximal 3 Lagen, besonders bevorzugt nur der äußersten 3 Lagen der Matrix.
• Der axiale Ausgleichs-Abstand zwischen den beiden Querflächen sollte natürlich möglichst groß sein, um Ausgleichs-Bewegungen der mindestens einer Folie in der Matrix zuzulassen, weshalb er mindestens 20 %,vorzugsweise mindestens 30 %, weiter vorzugsweise mindestens 40 % der axialen Länge der Matrix betragen sollte.
• Um einen bezüglich der Mittelebene zwischen den beiden Stirnflächen der Matrix symmetrische Matrix zu erzeugen, kann
• - bezüglich der 2. Querfläche in axialer Richtung gegenüberliegend eine 3. Querfläche vorhanden sein, die hinsichtlich der Verlötung der 1. Querfläche entspricht und/oder
• - bezüglich der 1. Querfläche in axialer Richtung gegenüberliegend eine weitere Querfläche vorhanden sein, die hinsichtlich der Verlötung der 2. Querfläche entspricht.
• Dadurch wird insbesondere ein zu der Mittelebene zwischen den beiden Stirnflächen der Matrix, insbesondere zu der mittleren der drei Querflächen symmetrischer Tragkörper erzielt.
• In diesem Zusammenhang bedeutet hinsichtlich der Verlötung, dass die vorstehend für die eine Querfläche getroffene Aussagen auch für die hinsichtlich der Verlötung entsprechende andere Querfläche gelten.
• Die vorstehend für eine Querfläche definierten Querbereiche, also Lot-Querbereich oder Bewegungs-Querbereich, liegen bei einer realen verlöteten Matrix nicht nur auf einer solchen Querfläche vor, sondern erstrecken sich von dort aus in eine oder beide axiale Richtungen über einen bestimmten axialen Bereich, den sogenannten Längsbereich.
• Dabei sollte der Lot-Längsbereich, also die axiale Erstreckung, der Lot-Querbereiche mindestens 1 %, insbesondere mindestens 2 %, insbesondere mindestens 5 %, insbesondere mindestens 10 %, der axialen Länge der Matrix (2) betragen, um der Matrix genügend Stabilität zu geben.
• Dabei sollte der Lot-Längsbereich, also die axiale Erstreckung, der Lot-Querbereiche höchstens 40 %, insbesondere mindestens 30 %, insbesondere mindestens 20 %, insbesondere mindestens 10 %, der axialen Länge der Matrix betragen, um der Matrix genügend Stabilität zu geben.
• Bevorzugt sollten die Lot-Längsbereiche, also die axialen Erstreckungen von Lot-Querbereichen, die bezüglich der gleichen Querfläche definiert sind, gleich groß sein, was die Herstellung der Matrix erleichtert.
• Ein Lotbereich muss nicht über den gesamten Lot-Längsbereich die für eine Querfläche festgelegten Bedingungen erfüllen, sollte sie aber über mindestens 50 %, vorzugsweise mindestens 75 %, weiter vorzugsweise mindestens 90 % seiner in Rohr-Richtung gemessenen Länge dieses Lot-Längsbereichs erfüllen.
• Denn von radial innen nach radial Außen nimmt die Belastung der Lötstelle und Folien zu.
• In der Regel besitzt der Tragkörper eine kreisrunde Stirnfläche und das Rohrstück einen kreisrunden Innenumfang, was den Einbau in Abgas-Anlagen für Verbrennungsmotoren erleichtert und die Verwendung einer gewickelten Matrix ermöglicht.
• Dann besitzt die Matrix die Form eines Zylinders sowie kreisrunde, insbesondere lotrecht zur Rohrrichtung liegende, Stirnflächen und die Matrix kann aus wenigstens einer, vorzugsweise zwei aneinander liegenden, spiralförmig um eine Wickel-Achse gewickelten Blechfolien bestehen.
• Hinsichtlich des Verfahrens zum Herstellen eines Tragkörpers wie vorstehend beschrieben, wird die genannte Aufgabe dadurch gelöst, dass
• - die strukturierte Blechfolie vor dem Aneinanderlegen, insbesondere Wickeln, der Lagen bereichsweise mit einem Haftmittel benetzt wird, also in den Bereichen, in denen Lotmaterial aufgebracht werden soll,
• - die strukturierte Blechfolie gewickelt oder gestapelt wird oder mehrere strukturierte Blechfolien gewickelt oder gestapelt werden und der Wickel oder der Stapel, insbesondere der verwundene Stapel, in das Rohrstück axial eingeschoben wird,
• - Lotpulver axial in den Tragkörper eingebracht und mit den benetzten Stellen in Kontakt gebracht wird,
• - der Tragkörper samt Matrix über die Verflüssigungstemperatur des Lotmaterials hinaus erhitzt wird.
• Dadurch können Größe und Position des wenigstens einen Benetzungsbereiches und damit des späteren beloteten Bereiches sehr einfach und genau gesteuert werden, sowohl in Querrichtung eines Bandes aus Blech-Folie als auch vom Beginn eines solchen Bandes aus in dessen Längsrichtung hinsichtlich der späteren Position des Bereiches im Wickel.
• Das anschließende Aufbringen und Anhaften des Lotpulvers an den benetzen Stellen kann sehr einfach etwa durch Hindurchblasen eines Lot-Pulvers durch die Matrix-Kanäle oder vollständiges Befüllen der, insbesondere aller, Matrix-Kanäle mit Lot-Pulver und anschließendes Entleeren der Matrix-Kanäle erfolgen, wobei die für das Verlöten benötigte Menge an Lot-Pulver an dem Haftmittel verbleibt.
• Auch das Benetzen der Blechfolie mit Haftmittel kann sehr einfach erfolgen durch, insbesondere streifenförmiges, Aufbringen des Haftmittels auf dem Blechfolien-Band in Bandrichtung, insbesondere indem das Aufbringen unmittelbar vor dem Aufwickeln des Blechfolien-Bandes erfolgt, indem das Band unter der Aufbring-Stelle durchläuft.
• Wenn die dreidimensional strukturierte Blechfolie insbesondere die stärker strukturierte A-Blechfolie, insbesondere die gewellte Folie, mit Haftmittel benetzt werden soll, genügt es, deren beidseits vorstehenden Erhebungen auf deren Außenseite auf mindestens einer Seite der Hauptebene der Blechfolie mit dem Haftmittel zu benetzen, da in aller Regel nur dort ein Kontakt mit einer angrenzenden Blechfolie, insbesondere einer glatten Blechfolie, erfolgen kann.
• Dies kann sehr einfach durch Darüberziehen eines frontseitig mit Haftmittel versehenen, insbesondere damit getränkten, insbesondere gesättigten, Abgabe-Elementes erfolgen, etwa in Form eines Abgabe-Stiftes wie eines in allen Büros benutzten üblichen Marker-Stiftes zum Markieren von Textstellen auf Papier in einem Text oder eines auf der Blechfolie abrollenden Abgabe-Rades mit einem das Haftmittel abgebenden Belag.
• Insbesondere bei dieser Aufbring-Methode kann auch die Querposition des Abgabe-Elementes auf dem Blechfolien-Band und/oder die Breite des Abgabe-Elementes in Querrichtung je nach Erfordernissen des Arbeits-Auftrages sehr einfach eingestellt werden, etwa durch Aktivierung oder Deaktivierung mehrerer in Querrichtung nebeneinander befindlicher Abgabe-Elemente, wobei die Aktivierung durch Absenken des Abgabe-Elementes bis zur Kontaktierung mit dem darunter befindlichen, insbesondere darunter durchlaufenden, Blechfolien-Band erfolgt.
• Durch dieses sehr differenzierte Aufbringen von Haftmittel und damit später der beloteten Bereiche kann ein Verlöten innerhalb der Matrix als auch gegenüber dem umgebenden Rohrstück spannungsfrei erfolgen, auch bei stark unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten bzw. abweichenden thermischen Massen zwischen Mantelrohr und Blechfolien.
• Bei einer spiralförmig gewickelten Matrix kann an Stelle des über den gesamten Umfang umlaufenden Lotbereich-Ringes nur ein Lotbereich-Ring-Segment vorhanden sein, welches dann allerdings in Umfangsrichtung so angeordnet ist, dass es das äußere Ende der spiralig gewickelten einen oder mehreren Lagen an Blechfolien, also den spiralig gewickelten Wickel an Blechfolien einerseits zusammenhält und andererseits gegenüber dem umgebenden Rohrstück fixiert.
• Eine solche nicht vollumfängliche Verlötung der Matrix in wenigstens einem Axialbereich gegenüber dem Mantelrohr reduziert natürlich die Stabilität, insbesondere die dynamische Festigkeit.
• c) Ausführungsbeispiele
• Ausführungsformen gemäß der Erfindung sind im Folgenden beispielhaft näher beschrieben. Es zeigen:
• 1a, b: einen Tragkörper mit spiralförmig gewickelter Matrix im unbeloteten und unverlöteten Zustand im Längsschnitt sowie in der Stirnansicht,
• 1c: einen ähnlichen Tragkörper im Längsschnitt,
• 2a bis d: Detailvergrößerungen aus 1b im unbeloteten, beloteten und verlöteten Zustand,
• 3a - d: eine 1. Bauform eines erfindungsgemäß verlöteten Tragkörpers gemäß 1a, b im Längsschnitt sowie an mehreren axial beabstandeten Querflächen im Querschnitt,
• 4a - d: eine 2. Bauform eines erfindungsgemäß verlöteten Tragkörpers gemäß 1a, b im Längsschnitt sowie an mehreren axial beabstandeten Querflächen im Querschnitt,
• 5a - c: eine 3. Bauform eines erfindungsgemäß verlöteten Tragkörpers gemäß 1a, b im Längsschnitt sowie an mehreren axial beabstandeten Querflächen im Querschnitt, 6a - c: eine 4. Bauform eines erfindungsgemäß verlöteten Tragkörpers gemäß 1a, b im Längsschnitt sowie an mehreren axial beabstandeten Querflächen im Querschnitt,
• 7a - f: eine 5. Bauform eines erfindungsgemäß verlöteten Tragkörpers gemäß 1a, b im Längsschnitt sowie an mehreren axial beabstandeten Querflächen im Querschnitt,
• 8a - d: eine 6. Bauform eines erfindungsgemäß verlöteten Tragkörpers gemäß 1a, b im Längsschnitt sowie an mehreren axial beabstandeten Querflächen im Querschnitt.
• Die 1a, b zeigen einen unbeloteten und unverlöteten Tragkörper in einer Gestaltung, auf die die vorliegende Erfindung primär, jedoch nicht ausschließlich, anwendbar ist:
• Wie die Aufsicht auf die Stirnfläche gemäß 1b oder eine dazu parallel zur Stirnfläche 2a in Tiefenrichtung 10 in die Matrix 2 hinein verlagerten Querebene 11", also bei einem symmetrischen Tragkörper eine Radialebene 11", zeigt, besteht dabei die Matrix 2 aus einer gewellten A-Blechfolie 4A und einer glatten B-Blechfolie 4B, die gemeinsam spiralförmig um eine Wickelachse 10' gewickelt sind, die vorzugsweise parallel zur Kanalrichtung 3' der dadurch zwischen den aneinander liegenden glatten und gewellten Blechfolien 4A, b entstehenden Matrix-Kanälen 3 verläuft.
• In der Ausführungsform der 1a, b verlaufen
• - die Rohrrichtung 1', also die Verlaufsrichtung des Rohrstückes 1,
• - die Kanalrichtung 3', also die Verlaufsrichtung der Matrix-Kanäle 3,
• - die Wickelachse 10' und
• - die Tiefenrichtung 10 der Matrix 2, also die Lotrechte auf eine der Stirnflächen 2a, b der Matrix 2,
parallel zueinander bzw. sind identisch.
• Anhand eines Längsschnittes durch eine etwas andere Bauform des Tragkörpers gemäß 1c wird klar, warum diese Richtungen in der Praxis nicht unbedingt parallel zueinander verlaufen müssen:
• Das Rohrstück 1 ist auch hier zylindrisch, so dass die Verlaufsrichtung dieses Rohrstückes 1 die Rohrrichtung 1' definiert.
• Die spiralig gewickelte Matrix 2 ist - bei einem runden Querschnitt - zwangsweise um eine Wickelachse 10' gewickelt, die aufgrund des runden Querschnittes quasi zwangsweise mit der Rohrrichtung 1' übereinstimmt.
• Ein solcher spiralförmig hergestellte Wickel kann jedoch schräg zu seiner Wickelachse 10' abgeschnitten werden, wie in 1c dargestellt, wodurch dann seine Stirnflächen 2a, 2b schräg zur Rohrrichtung 1' verlaufen und damit auch die lotrecht auf den Stirnflächen 2a, 2b stehende Tiefenrichtung 10 ebenfalls.
• Mit der Tiefenrichtung 10 der Matrix 2 nicht zu verwechseln ist die Kanalrichtung 3':
• Bei parallel zur späteren Wickelachse 10' verlaufenden Wellen der gewellten Blechfolie verläuft die Kanalrichtung 3' zur Wickelachse 10' der gewickelten Matrix parallel.
• Wenn jedoch wie in 1c die Richtung der Wellen im gewellten Blech und damit der Kanäle 3 nicht parallel zur späteren Wickelachse 10' verlaufen, ergibt sich eine Kanalrichtung 3', die eben nicht mit der Wickelachse 10' übereinstimmt.
• Die 3a bis 6c zeigen verschiedene erfindungsgemäße Anordnungen von verlöteten und nicht verlöteten Bereichen als verschiedene Bauformen des Tragkörpers.
• Die 1. Bauform der 3a bis 3d zeigen eine bezüglich der längs-Mittelebene 10"- also der in Querrichtung 11 zur Rohrrichtung 1' in der Mitte zwischen den Stirnflächen 2a, 2b der Matrix 2 liegenden Ebene - symmetrische Bauform der Matrix 2 und des gesamten Tragkörpers 1, wieder Längsschnitt der 3a zeigt.
• Von jeder der Stirnflächen aus erstreckt sich ein - zentrisch zur Rohrrichtung 1' liegender - scheibenförmiger, zylindrischer, vorzugsweise zentrischer, identisch ausgebildeter Lotbereich 5.1, 5.3 eine bestimmte Längserstreckung in Tiefenrichtung 10', die mit der Rohrrichtung 1' in diesem Fall identisch ist, in die Matrix 2 hinein, sodass auf jeder der innerhalb dieser Längserstreckung liegenden Querfläche 12.1, 12.3 und auch stirnseitig ein Lot-Querbereich 5.1a bzw. 5.3a zu sehen ist, wie 3b, d zeigen.
• Radial außerhalb dieser Lot-Querbereiche 5.1a bzw. 5.3a erstreckt sich stirnseitig der ringförmige Bewegungs-Querbereich 50.1a bzw. 50.3a - innerhalb dessen keine Verlötung der dortigen Lagen 9 zueinander vorliegt - bis zum Innenumfang des als Mantel dienenden Rohrstückes 1.
• In axialer Richtung 1', der Rohrrichtung 1', in der Mitte zwischen den Stirnflächen 2a, b ist ein Ring-förmiger Lotbereich 5.2 vorhanden, in dem sowohl jede der Lagen 9 gegenüber jeder der daran anliegenden Lage der gewickelten Matrix 2 gegeneinander verlötet ist, als auch die äußerste Lage in einem Mantel-Lotbereich 5m gegenüber dem Innenumfang des Rohrstückes 1.
• In radialer Richtung betrachtet reicht dieser Lotbereich 5.2 vom Innenumfang des Rohrstückes 1 und damit dem Außenumfang des daran anliegenden Matrix 2 mit seinem in 3c sichtbaren Lot-Querbereich 5.2a - der auf jeder innerhalb der Längserstreckung dieses Lotbereich 5.2 liegenden Querfläche 12.2 gegeben ist - mindestens so weit radial nach innen, wie der Bewegung-Querbereich 50.1 a und überdeckt damit dessen radialen Breiten-Bereich BB, oder überlappt gar in radialer Richtung etwas mit den identischen einseitigen, insbesondere stirnseitigen, Lotbereich 5.1,5.3.
• Denn diese Lotbereiche 5.1 und/oder 5.3 müssen keineswegs in axialer Richtung 1' bereits an der Stirnseite 2a und/oder 2b der Matrix 2 beginnen, sondern können von dieser auch etwas nach axial innen versetzt sein.
• Die Figuren a bis d zeigen eine 2. Bauform in 2 Varianten (nämlich die obere und die untere Hälfte am rechten Ende des Längsschnittes der 4a sowie die obere und untere Hälfte der entsprechenden 4d), wobei der linke Endbereich nahe der Stirnfläche 2a identisch zu den 3a, 3b ausgebildet ist.
• Der den Bewegungs-Querbereich 50.1a radial überdeckende 2. Lotbereich 5.2 befindet sich in der 1. Variante vollständig, also einschließlich des Mantel-Lot-bereichs 5m im anderen Endbereich, insbesondere direkt angrenzend an die dortige Stirnfläche 2b der Matrix 2, wie in der oberen Hälfte der 4a, 4d dargestellt.
• In der 2. Variante gemäß der unteren Hälfte der 4a, 4d befindet sich angrenzend oder eng benachbart zur Stirnfläche 2b lediglich der Mantel-Lotbereich 5m, der die äußerste Lage 9 der Matrix 2 mit dem Mantelrohr 1 verlötet.
• Diese äußerste Lage 9 ist mit den daran angrenzenden weiter innen liegenden Lagen in einem Ring-förmigen Lotbereich 5.2 verlötet, der axial beabstandet zum Mantel-Lotbereich 5e und damit weiter von der Stirnfläche 2b entfernt liegt, und insbesondere in diesem Fall in radialer Richtung weder den Mantel--Lotbereich 5m noch den zentralen 1. Lotbereich 5.1 am axialen anderen Ende radial überlappt, wie in 4c entlang der Querfläche 12.2, die sich nur durch diese Lotbereich 5.2 der 2. Variante hindurch erstreckt, zu erkennen.
• Auch bei dieser Bauform müssen die zeichnerisch an der Stirnfläche der Matrix beginnenden Lotbereiche 5.1,5.2 nicht zwingend dort beginnen, sondern können von diesen Stirnflächen 2a oder 2b axial auch zurückversetzt sein.
• Die 5a bis 5c zeigen eine 3. Bauform, bei der sich im einen, hier linken, Endbereich - nahe oder unmittelbar an der Stirnfläche 2a der Matrix 2 beginnend nicht nur ein zentraler Scheiben-förmiger, zylindrischer Lotbereich 5.1.1 vorhanden ist, sondern konzentrisch um diesen herum ein Ring-förmiger weiterer Lotbereich 5.1.2 mit einem in radialer Richtung dazwischen befindliche Bewegung-Querbereich 50.1a, wie in 5b ersichtlich. Der Ring-förmige äußere Lotbereich 5.1.2 erstreckt sich bis zum Innenumfang des Mantelrohres 1 und enthält somit auch den Mantel-Lotbereich 5m, also die Verlötung der äußersten Lage 9a der Matrix 2 gegenüber dem Innenumfang des Mantelrohres 1.
• Der axiale Längenbereich und damit die Längserstreckung dieser beiden Lotbereiche 5.1.1 und 5.1.2 ist identisch, was aber für die Verwirklichung des Erfindungsgedankens nicht wesentlich ist.
• Im anderen Endbereich an oder nahe an der dortigen Stirnfläche 2.B befindet sich in der Matrix 2 ein ebenfalls Torus-förmiger weiterer Lotbereich 5.2. Dessen radiale Erstreckung in Form des Lot-Querbereich ist 5.2a - siehe 5c - ist so bemessen, dass er die radiale Erstreckung des Bewegung-Querbereiches 50.1a im anderen Endbereich abdeckt, in diesem Fall sogar nach radial innen als auch nach radial außen darüber hinaus übersteht, also in radialer Richtung etwas mit dem Lotbereich 5.1.1 und 5.1.2 im anderen Endbereich etwas überlappt.
• Letzteres ist für die Verwirklichung des Erfindungsgedankens ebenfalls nicht zwingend erforderlich.
• Die 6a bis 6c zeigen eine 4. Bauform, die der 3. Bauform gemäß der 5a bis 5c sehr ähnlich ist.
• Sie unterscheidet sich von dieser dadurch, dass der in 6b und auf jeder der im Längenbereich dieser Lotbereiche liegenden Querfläche 12.1 vorhandene Bewegung-Querbereich 50.1a die Form eines Stückes eines in einer Ebene liegenden Streifens in Form eines Stückes einer in einer Ebene liegenden Spirale besitzt, deren Endbereiche also in Umfangsrichtung überlappen, in radialer Richtung sich aber nicht berühren.
• Die in dem Längsschnitt der 6a im linken Endbereich getrennt sichtbaren Lotbereiche bilden dadurch gemäß 6b einen zusammenhängenden Lotbereich 5.1 mit entsprechendem Lot-Querbereich 5.1a, der sich sowohl radial innerhalb als auch radial außerhalb dieses spiraligen Bewegungs-Querbereiches 50.1a erstreckt, dessen radiale Erstreckung so bemessen ist, dass darin mindestens die Dicke einer Lotschicht zwischen zwei radial benachbarten Lagen 9, vorzugsweise die Dicke der strukturierten Blechfolie 4B4B, über mindestens 360° darin Platz findet.
• Der im anderen Endbereich wie bei den 5a bis 5c vorhandene Torusförmige Lotbereich 5.2 besitzt eine Ausdehnung in radialer Richtung, die den spiralförmigen Bewegungs-Querbereich 50.1a vollständig abdeckt und überdeckt.
• Bei einer spiralförmig gewickelten Matrix 2 ist eine vollständige Lage ein sich über 360 Grad erstreckendendes Teilstück der Blechfolie 4A, B oder der beiden gemeinsam gewickelten Blechfolien.
• Die 7a bis 7d zeigen eine 5. Bauform, die der 1. Bauform gemäß der 3a bis 3d ähnlich ist. Sie zeigen wie diese einen zur Längsmittelebene 10" hinsichtlich der Lotbereiche symmetrischen Tragkörper.
• Ein erster Unterschied gegenüber der Bauform der 3a bis 3d besteht darin, dass die in den Endbereichen angeordneten Lotbereiche in axialer Richtung 1' von der jeweiligen benachbarten Stirnfläche 2a, 2b der Matrix 2 geringfügig ins Innere der Matrix 2 hinein, insbesondere nur um wenige Millimeter, hinein versetzt beginnen.
• Der wesentlich wichtigere zweite Unterschied gegenüber der Bauform der 3a bis 3d besteht darin, dass um den mittigen, zentralen Lotbereich 5.1.1 und 5.3.1 herum und vorzugsweise in dessen axialen Längenbereich ein ringförmiger jeweils weiterer Lotbereich 5.1.2 bzw. 5.3.2 - wie bei den 5 im linken Endbereich - angeordnet ist, der nach radial außen bis zum Mantelrohr 1 reicht und dessen radial äußerste Lage 9a auch in einem Mantel-Lotbereich 5.1m bzw. 5.3m mit dem Mantelrohr 1 verlötet ist ebenso wie die äußerste Lage im axial mittleren - bereits anhand der 3a bis 3d beschriebenen - Lotbereich 5.2 gegenüber dem Mantelrohr 1 verlötet ist in einem Mantel-Lotbereich 5.2m.
• Auch gegeneinander sind alle Lagen der Matrix 2 innerhalb dieser Lotbereiche 5.1.2 bzw. 5.3.2 gegeneinander verlötet, wie auch im Lotbereich 5.2, also die Innenseite der letzten äußeren Lage 9a - hier eine gewellte Lage - gegenüber der Außenseite der vorletzten äußeren Lage 9b - hier einen Glattlage - sowie die Innenseite der vorletzten äußeren Lage 9b gegenüber der Außenseite der drittletzten äußeren Lage 9c usw. bis zum radial inneren Ende dieser ringförmigen Lotbereiche.
• Wie in 7e in einer Stirnansicht dargestellt, ist der ringförmige Lotbereich 5.1.2 bzw. 5.3.2, der sich etwa im axialen Längenbereich des zentralen Lotbereiches 5.1.1 bzw. 5.3.1 befindet, in radialer Richtung nur eine oder zwei Lagen breit, da ja noch weiter radial innen das größte Risikopotenzial für ein Abreißen der Lötstellen vermutet wird.
• In 7e ist zu erkennen, dass in diesem Mantel-Lotbereich 5.1m bzw. 5.3m die Außenseite der äußersten Lage 9a - hier die gewellte Blechfolie 4A - gegenüber dem Innenumfang des Mantelrohres 1 verlötet ist, und in den äußersten beiden Wicklungen der gewellten Lage diese sowohl auf der Innenseite als auch auf ihrer Außenseite gegenüber der jeweils anliegenden glatten Lage verlötet ist, wie die Lotzonen 101 mit etwa 3-eckigem Querschnitt in den Zwickeln 100 zeigen.
• In diesem Mantel-Lotbereich 5.1m bzw. 5.3m sind also die Lagen relativ zueinander nicht beweglich und auch nicht die gesamte Matrix 2 gegenüber dem Mantelrohr 1, weder in Umfangsrichtung noch in axialer Richtung, was man als tiefe Mantel-Verlötung bezeichnen könnte.
• Radial nach innen schließt sich der Bewegungs-Querbereich 50.1a an, in dem sich die Lagen 9 relativ zueinander, zum Beispiel in axialer Richtung, Bewegung können mangels Verlötung.
• Wie 7e zu entnehmen, ist dies dadurch erreicht, dass in diesem Bewegungs-Querbereich 50.1a die gewellten Lagen jeweils nur auf ihrer radialen Außenseite mit der anliegenden glatten Lage verlötet sind, jedoch nicht auf ihrer radialen Innenseite.
• Eine noch stärkere Beweglichkeit könnte natürlich dadurch erzielt werden, wenn in diesem Bewegungs-Querbereich 50.1a überhaupt keine Verlötungen zwischen gewellter Lage und glatter Lage vorhanden wären, also bezogen auf die gewellte Lage diese weder auf ihrer Außenseite noch auf ihrer Innenseite mit der glatten Lage verlötet wäre, jedoch bewirkt dies eine geringere Stabilität der gesamten Matrix.
• Dieser Bewegungs-Querbereich 50.1a wird in radialer Richtung überdeckt durch den axial dazu beabstandeten ringförmigen Lot-Bereich 5.2.
• In diesem Lot-Bereich 5.2. sind alle Lagen 9 gegeneinander verlötet als auch die äußerste Lage 9a gegenüber dem Mantelrohr 1 in einem Mantel-Lotbereich 5.2, also wie in den Lotbereichen 5.1.2 bzw. 5.3.2.
• Dementsprechend zeigt die vergrößerte stirnseitige Ansicht gemäß 7f, dass Lotzonen 101 sowohl auf der Innenseite als auf der Radialaußenseite sowohl der gewellten Lage als auch der glatten Lage zur nächsten anliegenden Lage hin vorhanden sind über die gesamte radiale Breite dieses ringförmigen Lot-Bereichs 5.2, dessen radial inneres Ende in nicht mehr sichtbar ist.
• Auch hier handelt es sich also um eine tiefe Mantel-Verlötung, wie oben definiert.
• Die 2a bis 2c zeigen Detailansichten der Matrix 2 in verschiedenen Belotungs-Zuständen in einer Querebene zur Längsrichtung 1':
• Wie 2a zeigt, wird der Querschnitt jedes Kanals 3 innerhalb der Matrix begrenzt durch eine Welle der gewellten Blechfolie 4A und einer glatten (oder ebenfalls dreidimensional, insbesondere aber anders, strukturierten) Blechlage 4B), die an zwei zu diesem Matrix-Kanal 3 benachbarten Wellenbergen entlang von je einem Kontaktstreifen 6' anliegt. Die sich in Tiefenrichtung 10 erstreckenden Kontaktstreifen 6' sind bei zweidimensionaler Betrachtung in Tiefenrichtung 10, wie in den 2a bis c, geometrisch betrachtet eher punktförmige Kontaktstellen 6.
• Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung wird als Dicke D einer Lage 9 der Abstand von Mitte zu Mitte zweier identischer Blechfolien 4A oder 4B, gemessen lotrecht zu deren Hauptebene, verstanden, also bei einer Abfolge von z.B. gewellter A-Blechfolie 4A und ebener B-Blechfolie 4B abwechselnd aufeinander, der Abstand von Mitte der Dicke der glatten B-Blechfolie 4B zur Mitte der Dicke der nächsten glatten B-Blechfolie 4B.
• Diese besteht nicht im Widerspruch zu der Aussage, dass jede Lage 9 von einer Blechfolie 4A, B oder einem Abschnitt einer gewickelten Blechfolie 4A, B gebildet wird. Zwar ist die Dicke einer glatten Blechfolie 4B durchaus geringer als die oben definierte Dicke D einer Lage 9, jedoch spielt bei der Betrachtung der radialen Erstreckung der Lagen 9 betrachtet für die ganze Matrix 2 die Dicke der glatten Lagen gegen über der Dicke der gewellten Lagen quasi keine Rolle
• Die so gebildete, etwa zylindrische Matrix 2 steckt-vorzugsweise mit radialem Übermaß - in einem Rohrstück 1 mit kreisringförmigem innerem Querschnitt, welches meist in axialer Richtung 10', der Wickelachse der Matrix 2, etwas länger ist als die Matrix 2 und über diese in beide Längsrichtungen etwas vorsteht.
• Wie bereits bekannt, kann das zum gegeneinander Verlöten der einzelnen Blechfolien 4A4A, b erforderliche Lot-Material von den offenen Enden der Matrix-Kanäle 3, also von einer der Stirnseiten 2a, b der Matrix 2 aus, ins Innere der Matrix 2 eingebracht werden durch Einblasen eines Pulver-förmigen Lot-Materials oder Flutung der Matrix-Kanäle 3 mit einem solchen Pulver-förmigen Lot-Fluid, welches aus einer Vielzahl von Lot-Partikeln oder Lot-Körnern 99 besteht.
• Wenn zuvor, insbesondere vor dem Wickeln der z.B. beiden Blechfolien-Bänder an den zu verlötenden Stellen, insbesondere den Kontaktstreifen 6' oder Teilen hiervon, ein Haftmittel auf eine der Blechfolien aufgebracht wurde, bleibt das eingebrachte Lot-Pulver, also deren Lot-Partikel 99, nur daran in der Matrix 2 haften.
• Bei der vorliegenden Erfindung geht es primär um die Gestaltung der Lot-Bereiche - innerhalb einer Querfläche 12, die parallel zu einer der Stirnflächen 2a, b verlaufen kann oder mit einer der Stirnflächen identisch ist - und zwar in der Form ihres Querbereiches betrachtet auf die Stirnfläche des Tragkörpers.
• Während 2a den Zustand vor dem Beloten, also bei bereits fertig hergestellter und insbesondere in das Rohrstück 1 eingeschobener und auf ihrem Außenumfang beloteter Matrix 2, darstellt, zeigt 2b den Zustand nach dem Beloten.
• Dann haben sich die Lot-Kugeln 99 - die wie ersichtlich einen mindestens um den Faktor 10 kleineren Durchmesser besitzen als der Querschnitt eines Matrix-Kanales 3 - primär in den Zwickeln 100 zwischen den Blechfolien, in diesem Fall der gewellten A-Blechfolie 4A und der glatten B-Blechfolie 4B - angelagert.
• Dabei ist anhand der rechten unteren Ansammlung von Lotkugeln 99 ersichtlich, dass trotz des Eindringens von Lotkugeln 99 in die Matrixkanäle 3 nur von dem Lotbereich 5 aus, in der Tiefenrichtung, der Blickrichtung der 2b, diese Lotkugeln 99 innerhalb eines Matrix-Kanals 3, in dem sie sich befinden, sich primär in den Zwickeln 100 an dem dort auf einer der Blechfolien 4A, B aufgebrachten Haftmittel anlagern, sondern teilwiese auch abseits davon aufgrund anderer, unerwünschter Adhäsionskräfte.
• Beim anschließenden Verlöten schmelzen die Lot-Kugeln 99 und verlaufen ineinander und das aufgeschmolzene und später erstarrte Lot-Material haftet an den Blechfolien 4A, B vor allem im Bereich der Zwickel 100 dazwischen an, so dass sich nach dem Erstarren die in 2c ersichtlichen Belotungszonen 101 in den Zwickeln 100 ergeben.
• Daraus ist ersichtlich, dass jeder der im Querschnitt etwa hutförmigen Matrix-Kanäle 3 zwei solcher Zwickel 100 aufweist und dementsprechend meist zwei solcher - bei dreidimensionaler Betrachtung stabförmiger - Lotzonen 101 aufweist, deren nicht ganz identische Querschnitte in 2c sichtbar sind.
• Diese zweidimensional dargestellten Lotzonen 101 erstrecken sich jedoch in Tiefenrichtung der Matrix 2, ggfs. bis zur gegenüberliegenden Stirnfläche, wodurch sich eine Vielzahl etwa stabförmiger, in Tiefenrichtung der Matrix 2 sich erstreckender Belotungsstäbe innerhalb eines Lotbereiches ergeben.
• In jedem der in Tiefenrichtung 1' verlaufenden Belotungsstäbe sind nach dem Beloten - meist sehr viele - Lotpartikel wie etwa Lotkugeln 99 vorhanden, jedoch stehen nicht alle Lotpartikel bzw. Lotkugeln 99 zueinander in Kontakt, sodass vor allem in Tiefenrichtung nicht über die gesamte Länge der Lotzone 101 durchgehend Lotpartikel oder insbesondere Lotkugeln 99 vorhanden sind, und somit ein Belotungsstab in Tiefenrichtung durchaus unbelotete Abschnitte aufweisen kann.
• Wie in 2c an der obersten gewellten Lage 4A dargestellt, kann eine Verlötung auch nur auf einer Seite einer Lage 4A, 4B, hier der Unterseite der Obersten Lage 4Aauf Grund nur dortigen Auftrages von Haftmittel, zur benachbarten Lage 4B hin vorhanden sein.
• Ferner zeigt 2d in vergrößerter Darstellung das Verlöten der äußersten Lage 9a, nämlich einer gewellten Lage 4A, gegenüber dem die Matrix 2 umgebenden Rohrstück 1.
• Dabei ist ersichtlich, dass diese gewellte Lage 4A nur auf ihrer radialen Außenseite, also zum Mantelrohr 1 hin, über Lotzonen 101 zwischen den nach radial außen weisenden Wellenbergen und dem Innenumfang des Mantelrohres 1 verlötet ist, nicht jedoch auf der Innenseite dieser radial äußersten gewellten Lage 4A gegenüber der nächsten anliegenden Lage, in diesem Fall einer Glattlage, also einer nicht strukturierten, glatten oder ebenen, Blechfolie 4B.
• In 2d ist auch klargestellt, dass als Dicke d einer Lotschicht die - maximale - Dicke aller Lotzonen 101 auf derselben Seite einer Lage 9 verstanden wird.
• Die vorliegende Erfindung stellt ferner die folgenden Gegenstände bereit:
1. 1. Tragkörper insbesondere für Partikelabscheider oder Katalysatoren mit
   • - mindestens einem umgebenden Rohrstück (1), welches in einer Rohrrichtung (1'), der axialen Richtung (1'), verläuft, als Mantel,
   • - einer oder axialen hintereinander mehrere, den inneren Querschnitt des Rohrstückes (1) ausfüllenden Matrix (2) aus aneinander anliegenden, meist einander kontaktierenden, Lagen (9) wenigstens einer dünnen Blechfolie (4), wovon wenigstens eine Blechfolie (4A) eine wenigstens zum Teil dreidimensional strukturierte Blechfolie (4A) ist, durch die in die Tiefe der Matrix (2) und damit die Tiefe des Rohrstückes (1) hinein verlaufende, durchgängige, in den Stirnflächen (2a, b) der Matrix (2) endende, Matrix-Kanäle (3) gebildet werden,
   • - wobei die Lagen (9) der wenigstens einen Blechfolie (4A) an ihren gegenseitigen Kontaktbereichen (6) teilweise gegeneinander verlötet sind und
   • - betrachtet in Rohrrichtung (1') in wenigstens einer lotrecht zur Rohrrichtung (1') liegenden ersten Querfläche (12.1) der des Tragkörpers, die insbesondere entlang oder nahe an einer Stirnfläche der Matrix (2) verläuft,
     • - mindestens ein definierter erster, insbesondere im mittleren Bereich liegender Lot-Querbereich (5.1a) mit gegeneinander verlöteten Lagen (9) vorhanden ist und
     • - radial außerhalb davon mindestens ein nicht verlöteter Bewegungs-Querbereich (50.1 a) vorhanden ist, in dem sich mindestens zwei benachbarte Lagen (9) relativ zueinander bewegen können,
   wobei
   • - der Bewegungs-Querbereich (50.1a) betrachtet in Rohrrichtung (1') ein um die Rohrrichtung (1') um mindestens 300°, insbesondere mindestens 330°, insbesondere mindestens 360° umlaufender Querbereich (50.1 a) ist, in dem mindestens zwei benachbarte Lagen (9) nicht gegeneinander verlötet sind,
   • - in einem von der 1. Querfläche (12.1) axialen Ausgleichs-Abstand (AA) in wenigstens einer lotrecht zur Rohrrichtung (1') liegenden zweiten Querfläche (12.2) mindestens ein weiterer Lot-Querbereich (5.2a) mit gegeneinander verlöteten Lagen (9) vorhanden ist, der betrachtet in Rohrrichtung (1') mindestens den Breitenbereich (BB) des Bewegungs-Querbereichs (50.1a) abdeckt,
     • - mindestens ein definierter erster Mantel-Lot-Querbereich (5m), in dem der Innenumfang des Rohrstückes (1) gegenüber dem Außenumfang der Matrix (2) verlötet ist, auf der 1. oder der 2. Querfläche (12.1 oder 12.2) oder einer in axialer Richtung (1') woanders positionierten weiteren Querfläche vorhanden ist.
2. 2. Tragkörper nach Gegenstand 1, wobei
   • - der Bewegungs-Querbereich (50.1a) in radialer Richtung mit seinem äußeren Umfang einen radialen Abstand zum Innenumfang des Rohrstückes (1) aufweist.
3. 3. Tragkörper nach einem der vorhergehenden Gegenstände, wobei
   • - der erste Mantel-Lot-Querbereich (5.1m) auf der 1. Querfläche (12.1) liegt,
   • - insbesondere ein weiterer Mantel-Lot-Querbereich (5.2m) auf der 2. Querfläche (12.2) liegt) der insbesondere in radialer Richtung in den 2. Lot-Querbereich (5.2a) übergeht.
4. 4. Tragkörper nach einem der vorhergehenden Gegenstände, wobei
   • - der Bewegungs-Querbereich (50.1a) betrachtet in Rohrrichtung (1') ein ringförmig umlaufenden geschlossener, insbesondere kreisringförmiger, oder nicht ringförmig geschlossener, insbesondere spiralförmiger Bewegungs-Querbereich (50.1 a) ist.
5. 5. Tragkörper nach einem der vorhergehenden Gegenstände, wobei die Matrix (2) umfasst
   • - eine stark dreidimensional strukturierte, insbesondere gewellte, erste, sogenannte A-Blechfolie (4A) und
   • - eine demgegenüber identisch, gleich stark oder auch schwächer 3-dimensional strukturierte, insbesondere glatte, zweite, sogenannte B-Blechfolie (4B),
   • - insbesondere die Matrix (2) nur diese beiden Blechfolien (4A, 4B) umfasst und insbesondere ein Wickel aus nur diesen beiden Blechfolien (4A, b) ist, wobei nur in einem Mantel-Lot-Längsbereich (5m),
   • - der am Innenumfang des Rohrstückes (1) anliegende Abschnitt der Blechfolie, insbesondere der strukturierten, insbesondere stark strukturierten, A-Blechfolie (4A), nicht nur auf seiner Außenseite gegenüber dem Mantelrohr (1) verlötet ist, sondern auch auf der Innenseite gegenüber der nächsten anliegenden Lage (9), , in einem vorhandenen weiteren, insbesondere allen weiteren, Mantel-Lot-Querbereichen
   • - der am Innenumfang des Rohrstückes (1) anliegende Abschnitt der Blechfolie, insbesondere der strukturierten, insbesondere stark strukturierten, A-Blechfolie (4A), nur auf seiner Außenseite gegenüber dem Mantelrohr (1) verlötet ist, dagegen nicht auf der Innenseite gegenüber der nächsten anliegenden Lage (9) sodass über mindestens 300°, insbesondere mindestens 360° des Umfanges die mit ihrer Außenseite gegenüber dem Mantelrohr (1) verlötete Blechfolie auf ihrer Innenseite lose, also nicht verlötet, ist gegenüber der radial innen anliegenden Blechfolie.
6. 6. Tragkörper nach einem der vorhergehenden Gegenstände, wobei die radiale Breite (b) des Bewegungs- Querbereichs (50.1a)
   • - mindestens der Dicke (d) einer Lötschicht zwischen zwei benachbarten Lagen (4A und 4B) der Blechfolie (4) entspricht,
   • - insbesondere mindestens der Dicke (D) der strukturierten Blechfolie (4A4A) entspricht.
7. 7. Tragkörper nach einem der vorhergehenden Gegenstände, wobei in dem Lot-Querbereich (5.1a) mit gegeneinander verlöteten Lagen (9)
   • - wenigstens ein Kontaktbereich (6) pro vollständig umlaufender Lage (9) zweier aneinander anliegender Blechfolien (4) oder Blechfolien-Abschnitten (4A, 4B) derselben Blechfolie (4) in der Querfläche (12) verlötet ist, und/oder
   • - mindestens jeder 100., vorzugsweise jeder 80., Kontaktbereich (6) pro vollständiger umlaufender Lage (9) in der Querfläche (12) verlötet ist, und/oder
   • - mindestens 5%, insbesondere mindestens 10 %, vorzugsweise mindestens 30 %, weiter vorzugsweise mindestens 50 %, noch weiter vorzugsweise mindestens 75 %, besonders bevorzugt mindestens 90 % aller Kontaktbereiche (6) pro Lage (9) verlötet sind.
8. 8. Tragkörper nach einem der vorhergehenden Gegenstände, wobei
   • - der zweite Lot-Querbereich (5.2a) ein ringförmig umlaufend geschlossener zweiter Lot-Querbereich (5.2a) ist und/oder
     • - der zweite Lot-Querbereich (5.2a) einen 2. Mantel-Lot-Bereich (5.2m) umfasst, in dem der Innenumfang des Rohrstückes (1), gegenüber dem Außenumfang der Matrix (2) verlötet ist.
9. 9. Tragkörper nach einem der vorhergehenden Gegenstände, wobei
   • - in dem Mantel-Lot-Querbereich (5.1m) mindestens jedes 10., insbesondere mindestens jede 5., insbesondere jede im Außenumfang der Matrix (2) endende Blechfolie (4) gegenüber dem Innen-viele Folien Umfang des Rohrstückes (1) verlötet ist
   und/oder
   • - nur eine Seite der, insbesondere strukturierten, A-Blechfolie (4A4A) gegenüber der benachbarten Lage, insbesondere einer parallel dazu verlaufenden glatten B-Blechfolie (4B) verlötet ist, insbesondere der äußersten, an das Mantelrohr (1) angrenzenden Lage, insbesondere nur dieser äußersten Lage.
10. 10. Tragkörper nach einem der vorhergehenden Gegenstände, wobei der axiale Ausgleichs-Abstand (AA) zwischen den beiden Querflächen (12.1, 12.2) mindestens 20 %, vorzugsweise mindestens 30 %, weiter vorzugsweise mindestens 40 %, der axialen Länge (L) der Matrix (2) beträgt.
11. 11. Tragkörper nach einem der vorhergehenden Gegenstände, wobei
    • - bezüglich der 2. Querfläche (12.2) in axialer Richtung (1') gegenüberliegend eine 3. Querfläche (12.3) vorhanden ist, die hinsichtlich der Verlötung der 1. Querfläche (12.1) entspricht
    und/oder
    • - bezüglich der 1. Querfläche (12.1) in axialer Richtung (1') gegenüberliegend eine weitere Querfläche (12.w) vorhanden ist, die hinsichtlich der Verlötung der 2. Querfläche (12.2) entspricht und dadurch insbesondere ein zu der mittleren der drei Querflächen symmetrischer Tragkörper vorliegt.
12. 12. Tragkörper nach einem der vorhergehenden Gegenstände, wobei
    • - die axiale Erstreckung der Lot- Querbereiche (5.1a, 5.1b, 5.2a) mindestens 1 %, insbesondere mindestens 3 %, insbesondere mindestens 5 %, insbesondere mindestens 10 %, der axialen Länge (L) der Matrix (2) entspricht und/oder
    • - die axiale Erstreckung der Lot- Querbereiche (5.1a, 5.1b, 5.2a) höchstens 40%, insbesondere mindestens 30 %, insbesondere mindestens 10%, der axialen Länge (L) der Matrix (2) entspricht und/oder
    • - die axialen Erstreckungen von Lot- Querbereichen (5.1a, 5.1b) die bezüglich der gleichen Querfläche (12.1, 12.2) definiert sind, gleich groß sind.
13. 13. Tragkörper nach einem der vorhergehenden Gegenstände, wobei die für eine Querfläche (12.1, 12.2) festgelegten Bedingungen über mindestens 50 %, besser mindestens 75 %, besser mindestens 90 % der in Rohrrichtung (1') gemessenen axialen Länge dieses Lot-Längsbereichs des entsprechenden Lot-Bereichs (5.1, 5.2) vorliegen.
14. 14. Tragkörper nach einem der vorhergehenden Gegenstände, wobei
    • - der Tragkörper eine kreisrunde Stirnfläche aufweist und/oder
    • - die Matrix (2) die Form eines Zylinders besitzt sowie kreisrunde, insbesondere lotrecht zur Rohrrichtung (1') liegende, Stirnflächen (2a, b) aufweist und aus wenigstens einer, vorzugsweise zwei aneinander liegenden, spiralförmig um eine Wickel-Achse (10', 1 `) gewickelten Blechfolien (4A4A, b) besteht.
15. 15. Verfahren zum Herstellen eines Tragkörpers für Partikelabscheider oder Katalysatoren mit
    • - einem umgebenden Rohrstück (1), als Mantel,
    • - einer den inneren Querschnitt des Rohrstückes (1) ausfüllenden Matrix (2) aus aneinander anliegenden zumindest teilweise gegeneinander fixierten, insbesondere verlöteten Lagen (9) wenigstens einer dünnen dreidimensional strukturierten A-Blechfolie (4A), durch die in die Tiefe der Matrix (2) und damit die Tiefe des Rohrstückes (1) hinein verlaufende, durchgängige, in den Stirnflächen (2a, b) der Matrix (2) endende, Matrix-Kanäle (3) gebildet werden, insbesondere einem Tragkörper nach einem der vorhergehenden Gegenstände, wobei
    • - eine, insbesondere die strukturierte, Blechfolie (4A) vor dem Aneinanderlegen, insbesondere Wickeln, der Lagen bereichsweise, in den zu belotenden Bereichen, mit einem Haftmittel benetzt wird,
    • - die benetzte Blechfolie (4A) gewickelt wird oder mehrere strukturierte Blechfolien (4A) gewickelt werden und der Wickel oder der Stapel in das Rohrstück (1) axial eingeschoben werden,
    • - Lotpulver axial in den Tragkörper eingebracht und mit den benetzten Stellen in Kontakt gebracht wird,
    • - der Tragkörper über die Verflüssigungstemperatur des Lotes erhitzt wird.
16. 16. Verfahren nach Gegenstand 15, wobei
    • - das Lotpulver mit den benetzen Stellen in Kontakt gebracht wird durch Hindurchblasen durch die Matrix-Kanäle oder vollständiges Befüllen der, insbesondere aller, Matrix-Kanäle und anschließendes Entleeren der Matrix-Kanäle.
17. 17. Verfahren nach Gegenstand 15 oder 16, wobei
    • - das Benetzen mit Haftmittel erfolgt durch streifenförmiges Aufbringen des Benetzungsmittels auf dem Blechfolien-Band in Bandrichtung,
    • - vorzugsweise auf der Außenseite der Erhebungen, insbesondere nur den Erhebungen, der strukturierten, insbesondere gewellten A-Blechfolie (4A), insbesondere mittels eines frontseitig mit Haftmittel versehenen, insbesondere gesättigten, Abgabe-Element,
    • - insbesondere eines Abgabe-Stiftes oder eines Abgabe-Rades.
18. 18. Verfahren nach einem der Gegenstände 15 bis 17, wobei die Querposition des Abgabe-Elementes auf dem Blechfolien-Band und/oder die Breite des Abgabe-Elementes in Querrichtung je nach Erfordernissen des Arbeits-Auftrages eingestellt wird.
19. 19. Verfahren nach einem der Gegenstände 15 bis 18, wobei
    • - für einen 1. Mantel-Lotbereich die nach Einschieben in das Rohrstück (1) dieses berührende Blechfolie (z.B. 4A) in ihrem in Umfangsrichtung äußeren Endbereich nur auf ihrer Außenseite mit Haftmittel benetzt wird,
    • - Bewegungs-Querbereich für einen 2. Mantel-Lotbereich die nach Einschieben in das Rohrstück (1) dieses berührende Blechfolie (z.B. 4A) in ihrem in Umfangsrichtung äußeren Endbereich zusätzlich auch auf ihrer Innenseite mit Haftmittel benetzt wird.
• BEZUGSZEICHENLISTE

1

Rohrstück

1'

Rohrrichtung

2

Matrix

2a, b

Stirnfläche

3

Matrix-Kanal, Kanal

3'

Kanalrichtung

4

Blechfolie

4A

strukturierte Blechfolie

4B

glatte Blechfolie

5

Lotbereich

5.1, 5.2

Lotbereich

5.1.1

Lotbereich

6

Kontaktstelle

6'

Kontaktstreifen

7 8 9

Lage

9a

äußerste Lage

9'

Verlaufsrichtung, Spiral-Richtung

10

Wickel-Zentrum,

10'

Wickelachse, Tiefenrichtung

10"

Längs-Mittelebene

11

Querrichtung

11"

Radialebene, Querebene

12

Querfläche

12.1, 12.2

Querfläche

50.1a

Bewegungs-Querbereich

50.3a

Bewegungs-Querbereich

99

Lotkugel

100

Zwickel

101

Belotungszone, Lotzone

b

Breite radial des Bewegungsbereichs

B

Breite

BB

Breiten-Bereich

d

Dicke einer Lötschicht

D

Dicke einer Lage

L

Länge der Matrix

Claims (19)

1. Tragkörper mit - mindestens einem umgebenden Rohrstück (1), welches in einer Rohrrichtung (1'), der axialen Richtung (1'), verläuft, als Mantel, - einer oder axialen hintereinander mehrere, den inneren Querschnitt des Rohrstückes (1) ausfüllenden Matrix (2) aus aneinander anliegenden, meist einander kontaktierenden, Lagen (9) wenigstens einer dünnen Blechfolie (4), wovon wenigstens eine Blechfolie (4A) eine wenigstens zum Teil dreidimensional strukturierte Blechfolie (4A) ist, durch die in die Tiefe der Matrix (2) und damit die Tiefe des Rohrstückes (1) hinein verlaufende, durchgängige, in den Stirnflächen (2a, b) der Matrix (2) endende, Matrix-Kanäle (3) gebildet werden, - wobei die Lagen (9) der wenigstens einen Blechfolie (4A) an ihren gegenseitigen Kontaktbereichen (6) teilweise gegeneinander verlötet sind und - betrachtet in Rohrrichtung (1') in wenigstens einer lotrecht zur Rohrrichtung (1') liegenden ersten Querfläche (12.1) des Tragkörpers, - mindestens ein definierter erster Lot-Querbereich (5.1a) mit gegeneinander verlöteten Lagen (9) vorhanden ist und - radial außerhalb davon mindestens ein nicht verlöteter Bewegungs-Querbereich (50.1a) vorhanden ist, in dem sich mindestens zwei benachbarte Lagen (9) relativ zueinander bewegen können, wobei - der Bewegungs-Querbereich (50.1a) betrachtet in Rohrrichtung (1') ein um die Rohrrichtung (1') um mindestens 300° umlaufender Querbereich (50.1a) ist, in dem mindestens zwei benachbarte Lagen (9) nicht gegeneinander verlötet sind, dadurch gekennzeichnet, dass - in einem von der 1. Querfläche (12.1) axialen Ausgleichs-Abstand (AA) in wenigstens einer lotrecht zur Rohrrichtung (1') liegenden zweiten Querfläche (12.2) mindestens ein weiterer Lot-Querbereich (5.2a) mit gegeneinander verlöteten Lagen (9) vorhanden ist, der betrachtet in Rohrrichtung (1') mindestens den Breitenbereich (BB) des Bewegungs-Querbereichs (50.1a) abdeckt, - mindestens ein definierter erster Mantel-Lot-Querbereich (5m), in dem der Innenumfang des Rohrstückes (1) gegenüber dem Außenumfang der Matrix (2) verlötet ist, auf der 1. oder der 2. Querfläche (12.1 oder 12.2) oder einer in axialer Richtung (1') woanders positionierten weiteren Querfläche vorhanden ist.
2. Tragkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass - der Bewegungs-Querbereich (50.1a) in radialer Richtung mit seinem äußeren Umfang einen radialen Abstand zum Innenumfang des Rohrstückes (1) aufweist.
3. Tragkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - der erste Mantel-Lot-Querbereich (5.1m) auf der 1. Querfläche (12.1) liegt.
4. Tragkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - der Bewegungs-Querbereich (50.1a) betrachtet in Rohrrichtung (1') ein ringförmig umlaufenden geschlossener oder nicht ringförmig geschlossener Bewegungs-Querbereich (50.1a) ist.
5. Tragkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Matrix (2) umfasst - eine stark dreidimensional strukturierte erste, sogenannte A-Blechfolie (4A) und - eine demgegenüber identisch, gleich stark oder auch schwächer 3-dimensional strukturierte zweite, sogenannte B-Blechfolie (4B), dadurch gekennzeichnet, dass nur in einem Mantel-Lot-Längsbereich (5m), - der am Innenumfang des Rohrstückes (1) anliegende Abschnitt der Blechfolie A-Blechfolie (4A), nicht nur auf seiner Außenseite gegenüber dem Mantelrohr (1) verlötet ist, sondern auch auf der Innenseite gegenüber der nächsten anliegenden Lage (9), in einem vorhandenen weiteren Mantel-Lot-Querbereichen - der am Innenumfang des Rohrstückes (1) anliegende Abschnitt der Blechfolie A-Blechfolie (4A), nur auf seiner Außenseite gegenüber dem Mantelrohr (1) verlötet ist, dagegen nicht auf der Innenseite gegenüber der nächsten anliegenden Lage (9) sodass über mindestens 300° des Umfanges die mit ihrer Außenseite gegenüber dem Mantelrohr (1) verlötete Blechfolie auf ihrer Innenseite lose, also nicht verlötet, ist gegenüber der radial innen anliegenden Blechfolie.
6. Tragkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die radiale Breite (b) des Bewegungs- Querbereichs (50.1a) mindestens der Dicke (d) einer Lötschicht zwischen zwei benachbarten Lagen (4A und 4B) der Blechfolie (4) entspricht.
7. Tragkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Lot-Querbereich (5.1a) mit gegeneinander verlöteten Lagen (9) - wenigstens ein Kontaktbereich (6) pro vollständig umlaufender Lage (9) zweier aneinander anliegender Blechfolien (4) oder Blechfolien-Abschnitten (4A, 4B) derselben Blechfolie (4) in der Querfläche (12) verlötet ist, und/oder - mindestens jeder 100. Kontaktbereich (6) pro vollständiger umlaufender Lage (9) in der Querfläche (12) verlötet ist, und/oder - mindestens 5% aller Kontaktbereiche (6) pro Lage (9) verlötet sind.
8. Tragkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - der zweite Lot-Querbereich (5.2a) ein ringförmig umlaufend geschlossener zweiter Lot-Querbereich (5.2a) ist und/oder - der zweite Lot-Querbereich (5.2a) einen 2. Mantel-Lot-Bereich (5.2m) umfasst, in dem der Innenumfang des Rohrstückes (1), gegenüber dem Außenumfang der Matrix (2) verlötet ist.
9. Tragkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei dadurch gekennzeichnet, dass - in dem Mantel-Lot-Querbereich (5.1m) mindestens jede 10. im Außenumfang der Matrix (2) endende Blechfolie (4) gegenüber dem Innen-viele Folien Umfang des Rohrstückes (1) verlötet ist und/oder - nur eine Seite der A-Blechfolie (4A4A) gegenüber der benachbarten Lage verlötet ist.
10. Tragkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der axiale Ausgleichs-Abstand (AA) zwischen den beiden Querflächen (12.1, 12.2) mindestens 20 % der axialen Länge (L) der Matrix (2) beträgt.
11. Tragkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - bezüglich der 2. Querfläche (12.2) in axialer Richtung (1') gegenüberliegend eine 3. Querfläche (12.3) vorhanden ist, die hinsichtlich der Verlötung der 1. Querfläche (12.1) entspricht und/oder - bezüglich der 1. Querfläche (12.1) in axialer Richtung (1') gegenüberliegend eine weitere Querfläche (12.w) vorhanden ist, die hinsichtlich der Verlötung der 2. Querfläche (12.2) entspricht.
12. Tragkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - die axiale Erstreckung der Lot- Querbereiche (5.1a, 5.1b, 5.2a) mindestens 1 % der axialen Länge (L) der Matrix (2) entspricht und/oder - die axiale Erstreckung der Lot- Querbereiche (5.1a, 5.1b, 5.2a) höchstens 40% der axialen Länge (L) der Matrix (2) entspricht und/oder - die axialen Erstreckungen von Lot- Querbereichen (5.1a, 5.1b) die bezüglich der gleichen Querfläche (12.1, 12.2) definiert sind, gleich groß sind.
13. Tragkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die für eine Querfläche (12.1, 12.2) festgelegten Bedingungen über mindestens 50 % der in Rohrrichtung (1') gemessenen axialen Länge dieses Lot-Längsbereichs des entsprechenden Lot-Bereichs (5.1, 5.2) vorliegen.
14. Tragkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - der Tragkörper eine kreisrunde Stirnfläche aufweist und/oder - die Matrix (2) die Form eines Zylinders besitzt sowie kreisrunde Stirnflächen (2a, b) aufweist und aus wenigstens einer spiralförmig um eine Wickel-Achse (10', 1') gewickelten Blechfolien (4A4A, b) besteht.
15. Verfahren zum Herstellen eines Tragkörpers nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - die strukturierte, Blechfolie (4A) vor dem Aneinanderlegen der Lagen bereichsweise, in den zu belotenden Bereichen, mit einem Haftmittel benetzt wird, - die benetzte Blechfolie (4A) gewickelt wird oder mehrere strukturierte Blechfolien (4A) gewickelt werden und der Wickel oder der Stapel in das Rohrstück (1) axial eingeschoben werden, - Lotpulver axial in den Tragkörper eingebracht und mit den benetzten Stellen in Kontakt gebracht wird, - der Tragkörper über die Verflüssigungstemperatur des Lotes erhitzt wird.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass - das Lotpulver mit den benetzen Stellen in Kontakt gebracht wird durch Hindurchblasen durch die Matrix-Kanäle oder vollständiges Befüllen der Matrix-Kanäle und anschließendes Entleeren der Matrix-Kanäle.
17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - das Benetzen mit Haftmittel erfolgt durch streifenförmiges Aufbringen des Benetzungsmittels auf dem Blechfolien-Band in Bandrichtung.
18. Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Querposition des Abgabe-Elementes auf dem Blechfolien-Band und/oder die Breite des Abgabe-Elementes in Querrichtung je nach Erfordernissen des Arbeits-Auftrages eingestellt wird.
19. Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - für einen 1. Mantel-Lotbereich die nach Einschieben in das Rohrstück (1) dieses berührende Blechfolie (z.B. 4A) in ihrem in Umfangsrichtung äußeren Endbereich nur auf ihrer Außenseite mit Haftmittel benetzt wird, - Bewegungs-Querbereich für einen 2. Mantel-Lotbereich die nach Einschieben in das Rohrstück (1) dieses berührende Blechfolie (z.B. 4A) in ihrem in Umfangsrichtung äußeren Endbereich zusätzlich auch auf ihrer Innenseite mit Haftmittel benetzt wird.

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