DE19905525A1 - Verfahren zur Herstellung eines Metallkatalysatorträgers und Metallkatalysatorträger - Google Patents

Verfahren zur Herstellung eines Metallkatalysatorträgers und Metallkatalysatorträger

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Abstract

In einem Metallkatalysatorträger (20) gemäß einer in Figur 4a gezeigten Ausführungsform ist ein Wicklungsendabschnitt (28) mit einem Endschweißabschnitt (26) ausgerichtet, wohingegen in einem Metallkatalysatorträger (29) gemäß einem in Figur 4b gezeigten Vergleichsbeispiel der Wicklungsendabschnitt (28) nicht mit dem Endschweißabschnitt (26) ausgerichtet ist. Da gemäß der vorliegenden Erfindung der durch den Endschweißabschnitt (26) eines Außenzylinders (25) bedingte nicht verschweißte Abschnitt mit dem durch den Wicklungsendabschnitt (28) bedingten nicht verschweißten Abschnitt überlappend angeordnet ist, tritt im Gegensatz zu einem Aufbau einer verwandten Technik, bei welchem zwei nicht verschweißte Abschnitte auftreten, nur ein nicht verschweißter Abschnitt auf, so daß es möglich ist, eine ausreichende wirksame Schweißnahtlänge sicherzustellen. Da außerdem das Schweißen in einem Zustand durchgeführt wird, in welchem der Wicklungsendabschnitt (28) mit dem Endschweißabschnitt (26) ausgerichtet ist, ist es möglich, den Schweißaufbau zu vereinfachen und somit die Produktivität einfach zu erhöhen.

Description

Beschreibung TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Metallkatalysatorträgers und einen Metallkatalysatorträger.
STAND DER TECHNIK
Ein Metallkatalysator ist als Mittel zur Abgasreinigung bekannt. Der konkrete Aufbau eines solchen Metallkatalysators ist beispielsweise in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. HEI-4-29750 mit dem Titel "Metallträger für Abgasreinigungskatalysator" beschrieben worden.
Der obige Aufbau wird mit Bezug auf Fig. 3 des obigen Dokuments kurz beschrieben werden. Ein Wabenabschnitt 1 ist gebildet, indem ein flaches Blech 10 und ein hierauf überlappend angeordnetes gewelltes Blech 11 in Rollengestalt gewickelt sind, und bandförmige Lotelemente 2a und 2b sind um den Wabenabschnitt 1 gewickelt. In einem solchen Zustand ist der Wabenabschnitt 1 in einen Außenzylinder 3 eingefügt und mit dem Außenzylinder 3 mit den Lotelementen 2a und 2b verbunden.
Das obige Lötverfahren erfordert jedoch die Arbeitsschritte des Wickelns der Lotelemente 2a und 2b und erfordert ferner eine Heizvorrichtung zum Heizen und Schmelzen des Lots. Dies verursacht das Problem einer Vergrößerung der Anzahl von Arbeitsschritten.
Anstelle des obigen Lötverfahrens ist ein Schweißverfahren vorgeschla­ gen worden.
Fig. 6 zeigt das Prinzip eines Schweißverfahrens einer verwandten Technik. Mit Bezug auf Fig. 6 ist ein Wabenabschnitt 10 in einen Außenzylinder 101 eingefügt und durch ein Laserschweißverfahren unter Verwendung eines Laserstrahls 103 an den Außenzylinder 101 kehlge­ schweißt.
Der einen sehr kleinen Lichtpunkt bildende Laserstrahl 103 ermöglicht es, die Breite jeder Schweißraupe kleiner zu machen und somit thermische Spannung zu unterdrücken. Dementsprechend ist das Laserschweißver­ fahren dazu geeignet, ein aus einem hitzebeständigen Stahlblech mit einer Dicke von 0,2 mm oder weniger gebildetes flaches Blech 104 zu schweißen.
Die Fig. 7a-7d erläutern ein Verfahren zur Herstellung eines Metall­ katalysatorträgers mittels eines verwandten Laserschweißverfahrens.
Fig. 7a ist eine Perspektivansicht eines Wabenabschnitts 102 Da der Wabenabschnitt 102 durch Wickeln eines flachen Blechs 104 und eines hierauf überlappend angeordneten gewellten Blechs 105 in Rollengestalt gebildet ist, ist die Bildung eines Wicklungsendabschnitts 106 an der Außenumfangsfläche des Wabenabschnitts 102 unvermeidlich.
Fig. 7b ist eine vergrößerte Ansicht des Wicklungsendabschnitts 106. Am Wicklungsendabschnitt 106 ist das Ende des äußersten Abschnitts des flachen Blechs 104 zu einem Abschnitt 104a des flachen Blechs 104 hin gebogen, welcher eine Wicklung vor dem äußersten Abschnitt gewickelt ist.
Fig. 7c ist eine vergrößerte Teilansicht, die einen Zustand zeigt, in welchem der Wabenabschnitt 102 in einen Außenzylinder 101 eingefügt worden ist. Wie in Fig. 7c gezeigt, sind der äußerste Abschnitt und der vorhergehende Abschnitt 104a des flachen Blechs 104 nicht in festen Kontakt mit der Innenfläche des Außenzylinders 101 gebracht. Anders ausgedrückt verbleibt im Wicklungsendabschnitt 106 ein ungefähr dreieckiger Hohlabschnitt 107.
Fig. 7d zeigt einen Zustand, in welchem der äußerste Abschnitt und der vorhergehende Abschnitt 104a des flachen Blechs 104 an den Außen­ zylinder 101 geschweißt sind. Bezugsziffer 108 bezeichnet Schweißrau­ pen. Wie in Fig. 7d gezeigt, tritt am Wicklungsendabschnitt 106 ein nicht verschweißter Abschnitt mit einer Länge B auf.
Das Auftreten dieses nicht verschweißten Abschnitts ist unerwünscht; es kann jedoch nicht vollständig vermieden werden, wenn die Gestalt des Wicklungsendabschnitts 106 nicht verbessert wird. Die Gestalt des Wicklungsendabschnitts wird beispielsweise dadurch verbessert, daß man die Höhen der Wellenformen des gewellten Blechs 105 durch Nachbearbeitung schrittweise verringert, wodurch die Herstellungskosten steigen. Im Hinblick hierauf ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, den Metallkatalysatorträger derart zu gestalten, daß eine erforderliche Ver­ bindungsstärke nur durch die Schweißraupen 108 eines Abschnitts erhalten werden kann, welcher durch Subtrahieren des nicht verschweiß­ ten Abschnitts vom gesamten Umfang erhalten ist.
Doch selbst wenn der Metallkatalysatorträger derart gestaltet ist, daß das Auftreten eines nicht verschweißten Abschnitts zulässig ist, treten die folgenden Probleme auf:
  • (1) Wenn an der Innenfläche des Außenzylinders 101 Störstellen vorhanden sind, kann im Gebiet der Störstellen ein nicht ver­ schweißter Abschnitt auftreten (siehe einen Abschnitt B2 in der später beschriebenen Fig. 4b). Da in diesem Fall der durch die Störstellen verursachte nicht verschweißte Abschnitt zu dem oben beschriebenen, durch den Hohlraum des Wicklungsendabschnitts verursachten nicht verschweißten Bereich addiert wird, kann eine bestimmte Verbindungsstärke möglicherweise nicht erreicht wer­ den. Um diese Störstellen zu beseitigen, kann man den Außen­ zylinder 101 mit einer flachen Innenfläche, wie zum Beispiel einem nahtlosen Rohr, ausstatten, oder die Innenfläche des Außenzylin­ ders 101 durch Nachbearbeitung glätten; der Nachteil einer sol­ chen Maßnahme liegt jedoch in der Erhöhung der Herstellungs­ kosten.
  • (2) Da die Größe des Hohlabschnitts 107 des Wicklungsendabschnitts 106 nach Maßgabe der Dicke sowohl des flachen Blechs 104 als auch des gewellten Blechs 105 variiert, tritt ein nicht verschweiß­ ter Abschnitt auf, wenn die Tiefe des Hohlabschnitts 107 größer oder gleich einem bestimmten Wert ist, wohingegen kein nicht verschweißter Abschnitt auftritt, wenn die Tiefe des Hohlab­ schnitts 107 kleiner als der bestimmte Wert ist. Im Hinblick auf die Verbindungsstärke ist selbstverständlich bevorzugt, daß kein nicht verschweißter Abschnitt auftritt.
Die Erfinder haben die Entwicklung eines Verfahrens zur Herstellung eines Metallkatalysatorträgers untersucht, welcher geeignet ist, eine ausreichende Verbindungsstärke sicherzustellen, wobei ein üblicher, preisgünstiger Außenzylinder mit Störstellen an seiner Innenfläche sowie ein Wabenabschnitt verwendet werden, in welchem das Auftreten einer Lücke am Wicklungsendabschnitt wahrscheinlich ist.
Im Verlauf der Entwicklung wurde gefunden, daß die Tiefe eines Hohl­ raums des Wicklungsendabschnitts nach Maßgabe der Dicke des ver­ wendeten flachen Blechs und gewellten Blechs und der Höhen und der Teilung des gewellten Blechs variiert, und daß ein Verschweißen des Hohlraums durch Laserschweißen mit einem Laserstrahl möglich ist, wenn die Tiefe des Hohlraums klein ist, wohingegen ein Verschweißen des Hohlraums unmöglich ist, wenn die Tiefe des Hohlraums so groß ist, daß der Laserstrahl durch den Hohlraum hindurchläuft. Dies hat zur vorliegenden Erfindung geführt.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Gemäß einer in Anspruch 1 beschriebenen Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines Metallkatalysatorträgers bereitgestellt, umfassend die Schritte: Bereitstellen eines Außenzylinders, der durch Wickeln eines flachen Blechs in zylindrische Gestalt und Verschweißen aufeinander­ stoßender Enden des flachen Blechs miteinander von außen zu einem Endschweißabschnitt gebildet ist, und eines Wabenabschnitts, der durch Wickeln eines flachen Blechs und eines hierauf überlappend angeord­ neten gewellten Blechs in Rollengestalt gebildet ist; Messen oder Vorher­ sagen einer Tiefe eines Hohlraums an einem Wicklungsendabschnitt des Wabenabschnitts; und Einfügen, wenn die Tiefe des Hohlraums größer als ein bestimmter Wert ist, des Wabenabschnitts in den Außenzylinder in einem Zustand, in welchem der Wicklungsendabschnitt mit dem Endschweißabschnitt ausgerichtet ist, und Kehlschweißen des Waben­ abschnitts an den Außenzylinder; oder Einfügen, wenn die Tiefe des Hohlraums kleiner oder gleich dem bestimmten Wert ist, des Waben­ abschnitts in den Außenzylinder in einem Zustand, in welchem der Wicklungsendabschnitt vom Endschweißabschnitt versetzt ist, und Kehlschweißen des Wabenabschnitts an den Außenzylinder.
Anders ausgedrückt, wenn die Tiefe des Hohlraums des Wicklungsend­ abschnitts größer als der bestimmte Wert ist, wird der Wicklungsend­ abschnitt des Wabenabschnitts absichtlich mit dem Endschweißabschnitt des Außenzylinders ausgerichtet. Wenn die Tiefe des Hohlraums anderer­ seits kleiner oder gleich dem bestimmten Wert ist, wird der Wicklungs­ endabschnitt des Wabenabschnitts absichtlich vom Endschweißabschnitt des Außenzylinders versetzt.
Gemäß einer in Anspruch 2 beschriebenen Erfindung wird ein Metall­ katalysatorträger bereitgestellt, umfassend: einen Außenzylinder, der durch Wickeln eines flachen Blechs in eine zylindrische Gestalt und Verschweißen aufeinanderstoßender Enden des flachen Blechs mitein­ ander von außen zu einem Endschweißabschnitt gebildet ist; und einen Wabenabschnitt, der durch Wickeln eines flachen Blechs und eines hierauf überlappend angeordneten gewellten Blechs in Rollengestalt gebildet ist, wobei der Wabenabschnitt in den Außenzylinder eingefügt und an ihn kehlgeschweißt ist, wobei ein Wicklungsendabschnitt des Wabenabschnitts mit dem Endschweißabschnitt des Außenzylinders ausgerichtet ist.
Da der durch den Endschweißabschnitt des Außenzylinders bedingte nicht verschweißte Abschnitt mit dem durch den Wicklungsendabschnitt bedingten nicht verschweißten Abschnitt überlappt, ist es möglich, die Länge des nicht verschweißten Abschnitts zu verkürzen und somit eine ausreichende wirksame Schweißnahtlänge zu gewährleisten.
KURZE FIGURENBESCHREIBUNG
Fig. 1 ist eine Seitenansicht eines Auspuffsystems, bei welchem die vorliegende Erfindung angewandt wird.
Fig. 2 ist eine Schnittansicht, die wesentliche Abschnitte eines Auspufftopfs zeigt, bei welchem die vorliegende Erfindung angewandt wird.
Fig. 3 ist eine Vorderansicht eines erfindungsgemäßen Metallkata­ lysatorträgers.
Fig. 4a und 4b sind Ansichten, die eine Ausführungsform und ein Ver­ gleichsbeispiel des Metallkatalysatorträgers zeigen.
Fig. 5 ist eine Ansicht, die eine weitere Ausführungsform des Metallkatalysatorträgers zeigt.
Fig. 6 ist eine Ansicht, die das Prinzip eines Schweißverfahrens einer verwandten Technik zeigt.
Fig. 7a bis 7d sind Ansichten, die die Herstellung eines Metallkatalysator­ trägers gemäß einem Laserschweißverfahren einer verwand­ ten Technik erläutern.
BESTER MODUS ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
Nachfolgend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezugs auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden. Man beachte, daß die Zeichnungen in der Reihenfolge der Numerierung betrachtet werden.
Fig. 1 ist eine Seitenansicht eines Auspuffsystems, bei welchem die vorliegende Erfindung angewandt wird. Ein Auspuffsystem 1 umfaßt ein Auspuffrohr 2 zum Einbringen der in einem Verbrennungsmotor erzeug­ ten Abgase, einen Auspufftopf 10 als Schalldämpfer, und eine Klammer 5 zum Befestigen des Auspuffrohrs 2 und des Auspufftopfs 10 an einem Karosserierahmen 4.
Fig. 2 ist eine Schnittansicht, die wesentliche Abschnitte des Auspuff­ topfs zeigt, bei welchem die vorliegende Erfindung angewandt wird. Wie in dem Anordnungsbeispiel in Fig. 2 gezeigt, umfaßt ein Auspufftopf 10 ein Gehäuse 11, eine Mehrzahl von schallabsorbierenden Materialien 12, eine Mehrzahl von die schallabsorbierenden Materialien aufnehmenden Zylindern 13, eine Trennplatte 14, ein erstes Innenrohr 15 und ein zweites Innenrohr 16, welche die Trennplatte 14 durchsetzen, ein am Auslaßende des ersten Innenrohrs 15 gebildetes konisches Rohr 17 und einen am Auslaßende des konischen Rohrs 17 befestigten Metallkatalysa­ torträger 20.
Fig. 3 ist eine Vorderansicht eines erfindungsgemäßen Metallkatalysa­ torträgers. Ein Metallkatalysatorträger 20 ist gebildet, indem man zum Bilden eines Wabenabschnitts 23 ein flaches Blech 21 und ein hierauf überlappend angeordnetes gewelltes Blech 22 in Rollengestalt wickelt, den Wabenabschnitt 23 in einen Außenzylinder 25 einfügt, und den Außenumfangsabschnitt des Wabenabschnitts 23 an den Außenzylinder 25 durch ein Laserschweißverfahren unter Verwendung eines Laser­ strahls kehlschweißt.
Das flache Blech 21 ist aus einem Blech aus rostfreiem Stahl mit einer Dicke von ungefähr 0,1 mm (100 um) gebildet. Das gewellte Blech 22 ist aus einem Blech aus rostfreiem Stahl mit einer Dicke von ungefähr 0,1 mm (100 um) gebildet; und der Außenzylinder 25 ist aus einem Blech aus rostfreiem Stahl mit einer Dicke von ungefähr 1,5 mm gebildet.
Der Wabenabschnitt 23 ist dazu ausgelegt, einen durch Platin-Rhodium repräsentierten Metall-Katalysator zu tragen, der mit einer unverbrannten Komponente in einem Abgas reagiert und die unverbrannte Komponente oxidiert (verbrennt), und daher wird ein solcher Wabenabschnitt als Metallkatalysatorträger bezeichnet.
Ein Verfahren zur Herstellung des Metallkatalysatorträgers mit obigem Aufbau wird unten beschrieben werden.
Zuerst werden der in Fig. 3 gezeigte Außenzylinder 25 und der Waben­ abschnitt 23 wie folgt hergestellt:
Der Außenzylinder 25 wird gebildet, indem man ein flaches Blech biegt und aufeinandertreffende Enden von außen mittels eines TIG-(Wolfram- Inertgas) Schweißverfahrens miteinander zu einem Endschweißabschnitt 26 verschweißt. Da sich der Endschweißabschnitt 26 durch die Schweiß­ hitze und thermische Kontraktion deformiert, steht er zu diesem Zeit­ punkt nach außen vor. Die vorstehende Länge des Endschweißabschnitts 26 variiert nach Maßgabe der Schweißbedingungen und dergleichen. Man beachte, daß beim Verschweißen der aufeinandertreffenden Enden des flachen Blechs von innen Schweißraupen nach innen vorstehen und das Einfügen des Wabenabschnitts 23 in den Außenzylinder 25 behindern. Aus diesem Grund werden in dieser Ausführungsform die aufeinander­ treffenden Enden des flachen Blechs von außen verschweißt.
Der Wabenabschnitt 23 wird durch spiralförmiges Wickeln des flachen Blechs 21 und des hierauf überlappend angeordneten gewellten Blechs 23 von der Mitte nach außen gebildet. Im Verlauf des Wickelns werden beide Bleche durch Punktschweißen in geeigneter Weise aneinander befestigt. An einem Wicklungsendabschnitt 28 liegt das Ende des flachen Blechs 21 nur am inneren angrenzenden Abschnitt 21a des flachen Blechs 21 an, und daher existiert am Wicklungsendabschnitt 28 kein Abschnitt des gewellten Blechs 23. Aus diesem Grund ist am Wicklungs­ endabschnitt 28 ein V-förmiger oder ein asymmetrischer V-förmiger Hohlabschnitt 29 gebildet.
Der Wabenabschnitt 23 wird dann in den Außenzylinder 25 eingefügt, und der Außenumfangsabschnitt des Wabenabschnitts 23 wird an die Innenumfangsfläche des Außenzylinders 25 mittels Laserschweißen unter Verwendung eines Laserstrahls kehlgeschweißt (siehe Fig. 6).
Laserschweißen unter Verwendung eines einen kleinen Laserpunkt bildenden Laserstrahls ist dazu geeignet, sehr dünne Metallbleche mitein­ ander zu verbinden; allerdings tritt das Problem auf, daß bei einem kleinen Spalt zwischen zwei zu verschweißenden Blechen ein Durch­ blasphänomen des Laserstrahls wegen des kleinen Laserpunkts eintritt, was zu Schweißfehlern führt.
Zum Lösen eines solchen Problems ist das Verfahren der vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß es die Schritte umfaßt Bereit­ stellen eines Außenzylinders, der durch Wickeln eines flachen Blechs in zylindrische Gestalt und Verschweißen aufeinanderstoßender Enden des flachen Blechs von außen gebildet ist, und eines Wabenabschnitts, der durch Wickeln eines flachen Blechs und eines hierauf überlappend angeordneten gewellten Blechs in Rollengestalt gebildet ist; und Messen oder Vorhersagen der Tiefe eines Hohlraums an einem Wicklungsend­ abschnitt des Wabenabschnitts.
Hinsichtlich des Begriffs "Vorhersage" ist experimentell bekannt, daß eine Schwankung der Tiefe der Hohlräume von Metallkatalysatorträgern in einem Los kleiner oder gleich einem Kontrollwert ist, wenn das Materi­ al, die Dicke und Gestalt jedes Blechs (flaches Blech, gewelltes Blech), Höhen und Teilung der Wellenformen des gewellten Blechs, die Gesamt­ zahl der Wicklungen, die Wicklungsart und das Punktschweißverfahren spezifiziert sind, und daher wird der obige Kontrollwert als Vorhersage­ wert gewählt.
Ferner kann in Abhängigkeit vom Material jedes Blechs ein kritischer Wert der verschweißbaren Spalte (Tiefen der Hohlräume) empirisch oder experimentell festgestellt werden. Der kritische Wert wird als "bestimm­ ter Wert" gewählt.
Nachfolgend wird mit Bezug auf die Fig. 4a und 4b und Fig. 5 eine beispielhafte Ausführungsform der in Anspruch 1 beschriebenen Erfin­ dung beschrieben werden.
Die Fig. 4a und 4b zeigen eine Ausführungsform bzw. ein Vergleichs­ beispiel des Metallkatalysatorträgers.
Wenn in der in Fig. 4a gezeigten Ausführungsform eine Tiefe D des Hohlraums größer als ein bestimmter Wert ist, wird der Wabenabschnitt 23 in den Außenzylinder 25 in einem Zustand eingefügt, in welchem der Wicklungsendabschnitt 28 mit dem Endschweißabschnitt 26 ausgerichtet ist, und wird dann an den Außenzylinder 25 kehlgeschweißt. Zu diesem Zeitpunkt wird der Wicklungsendabschnitt 28 unverschweißt gelassen. Bezeichnet man die Länge des nicht verschweißten Abschnitts als B1, so wird eine wirksame Schweißnahtlänge L1 erhalten, indem man die Länge B1 von der Länge des 360°-Umfangs des Innenumfangsabschnitts des Außenzylinders 25 oder des Außenumfangsabschnitts des Wabenab­ schnitts 23 subtrahiert.
Um den Wicklungsendabschnitt 28 mit dem Endschweißabschnitt 26 auszurichten, kann außerdem die Mitte des Hohlraumabschnitts 29 im wesentlichen mit dem Endschweißabschnitt 26 ausgerichtet werden.
Wenn in dem in Fig. 4b gezeigten Vergleichsbeispiel die Tiefe D des Hohlraums größer als der bestimmte Wert ist, wird der Wabenabschnitt 23 in einem Zustand in den Außenzylinder 25 eingefügt, in welchem der Wicklungsendabschnitt 28 nicht mit dem Endschweißabschnitt 26 ausgerichtet ist (beispielsweise ist der Wicklungsendabschnitt 28 um ungefähr 80° im Uhrzeigersinn von Endschweißabschnitt 26 versetzt), und wird dann an den Außenzylinder 25 kehlgeschweißt. In diesem Fall tritt zusätzlich zu dem nicht verschweißten Abschnitt mit der Länge B1 aufgrund des Endschweißabschnitts 26 ein nicht verschweißter Ab­ schnitt mit einer Länge B2 auf, und folglich erhält man die wirksame Schweißnahtlänge (L2 + L3) durch Subtrahieren der Länge (B1 + B2) vom 360°-Umfang.
Die wirksame Schweißnahtlänge (L2 + L3) im Vergleichsbeispiel ist kleiner als die wirksame Schweißnahtlänge L1 in der Ausführungsform. Dies bedeutet, daß eine Grenze der Verbindungsstärke im Vergleichs­ beispiel unerwünschterweise kleiner als die in der Ausführungsform ist.
Fig. 5 zeigt eine andere Ausführungsform des Metallkatalysatorträgers. Wenn in dieser Ausführungsform die Tiefe D des Hohlraums kleiner oder gleich dem bestimmten Wert ist, wird der Wabenabschnitt 23 in den Außenzylinder 25 in einem Zustand eingefügt, in welchem der Wick­ lungsendabschnitt 28 vom Endschweißabschnitt 26 versetzt ist und wird dann an den Außenzylinder 25 kehlgeschweißt.
Anders ausgedrückt kann der Wicklungsendabschnitt 28 an den Außen­ zylinder 25 geschweißt werden, da die Tiefe D des Hohlraums klein ist. Ferner kann der Endschweißabschnitt 26 mit dem Wabenabschnitt 23 verschweißbar sein, wenn die vorstehende Länge des Endschweißab­ schnitts 26 des Außenzylinders 25 klein ist. In diesem Fall ist der 360°- Umfang die wirksame Schweißnahtlänge.
Der Grund, warum der Wicklungsendabschnitt 28 absichtlich vom Endschweißabschnitt 26 versetzt wird, ist wie folgt:
Wenn der Wicklungsendabschnitt 28 mit dem Endschweißabschnitt 26 ausgerichtet wird, obwohl die Tiefe D des Hohlraums kleiner oder gleich dem bestimmten Wert ist, kann der folgende Nachteil auftreten:
Obwohl die Tiefe D des Hohlraums kleiner als der bestimmte Wert ist, überschreitet in einigen Fällen der Additionswert (D + t) den bestimmten Wert, wobei t eine Tiefe des Innenhohlraums des Endschweißabschnitts 26 des Außenzylinders ist. Wenn der Additionswert (D + t) den be­ stimmten Wert übersteigt, tritt der in Fig. 4a gezeigte Schweißfehler auf. Die wirksame Schweißnahtlänge in dem in Fig. 4a gezeigten Zustand ist unerwünschterweise kleiner als die in dem in Fig. 5 gezeig­ ten Zustand. Außerdem erlaubt der in Fig. 5 gezeigte Zustand die vollständige Schweißung entlang des 360°-Umfangs.
Auf diese Weise wird der Wicklungsendabschnitt 28 des Wabenab­ schnitts absichtlich mit dem Endschweißabschnitt 26 des Außenzylinders ausgerichtet, wenn die Tiefe D des Hohlraums des Wicklungsendab­ schnitts 28 größer als der bestimmte Wert ist. Dies führt zu dem in Fig. 4a gezeigten Zustand. Wenn jedoch die Tiefe D des Hohlraums kleiner oder gleich dem bestimmten Wert ist, wird der Wicklungsendabschnitt 28 des Wabenabschnitts absichtlich vom Endschweißabschnitt 26 des Außenzylinders versetzt. Dies führt zu dem in Fig. 5 gezeigten Zustand.
Das oben beschriebene Herstellungsverfahren (gemäß der in Anspruch 1 beschriebenen Erfindung) bietet den Vorteil, daß es eine ausreichende wirksame Schweißnahtlänge gewährleistet; allerdings ist ein solches Verfahren ein wenig kompliziert, da es den Schritt des Messens oder Vorhersagens der Tiefe des Hohlraums erfordert.
Als nächstes wird eine beispielhafte Ausführungsform der in Anspruch 2 beschriebenen Erfindung beschrieben werden, welche die Herstellungs­ kosten verringern soll.
Eine Verringerung der Kosten eines Metallkatalysatorträgers führt leicht dazu, daß sowohl die Tiefe D des Hohlraums als auch die Tiefe des inneren Hohlraums des Endschweißabschnitts 26 größer gemacht wer­ den. Gemäß der in Anspruch 2 beschriebenen Erfindung wird in dieser Hinsicht der in Fig. 4a gezeigte Aufbau des Metallkatalysatorträgers gewählt, bei welchem der Wicklungsendabschnitt 28 mit dem End­ schweißabschnitt 26 ausgerichtet ist, unabhängig von der Tiefe D des Hohlraums und der Tiefe des inneren Hohlraums des Endschweißab­ schnitts 26.
Die Wahl eines solchen Aufbaus ist wirksam, um den Schritt des Mes­ sens oder Vorhersagens der Tiefe des Hohlraums zu beseitigen und somit die Produktivität zu verbessern. Anders ausgedrückt, da der durch den Endschweißabschnitt 26 des Außenzylinders 25 bedingte nicht ver­ schweißte Abschnitt mit dem durch den Wicklungsendabschnitt 28 bedingten nicht verschweißten Abschnitt überlappend angeordnet ist, tritt nur ein nicht verschweißter Abschnitt auf, so daß die Gewährlei­ stung einer ausreichend wirksamen Schweißnahtlänge möglich ist. Da das Schweißen außerdem in dem Zustand durchgeführt wird, in welchem der Wicklungsendabschnitt 28 mit dem Endschweißabschnitt 26 ausge­ richtet ist, ist eine Vereinfachung des Schweißaufbaus und somit eine einfache Erhöhung der Produktivität möglich.
Beim Ausführen der vorliegenden Erfindung ist das Laserschweißver­ fahren unter Verwendung eines Laserstrahls geeignet, um den Waben­ abschnitt 23 an den Außenzylinder 25 zu schweißen; das Laserschweiß­ verfahren kann jedoch durch ein anderes Schweißverfahren, wie zum Beispiel ein Elektronenstrahl-Schweißverfahren ersetzt werden.
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Die vorliegende Erfindung mit der obigen Gestaltung erzielt die folgenden vorteilhaften Ergebnisse:
Gemäß der in Anspruch 1 beschriebenen Erfindung wird der Wicklungs­ endabschnitt 28 des Wabenabschnitts 23 absichtlich mit dem End­ schweißabschnitt 26 des Außenzylinders 25 ausgerichtet, wenn die Tiefe des Hohlraums des Wicklungsendabschnitts 28 größer als der bestimmte Wert ist, und wenn die Tiefe des Hohlraums kleiner oder gleich dem bestimmten Wert ist, wird der Wicklungsendabschnitt 28 des Waben­ abschnitts 23 absichtlich vom Endschweißabschnitt 26 des Außenzylin­ ders 25 versetzt, und es tritt nur ein nicht verschweißter Abschnitt oder kein nicht verschweißter Abschnitt auf, so daß es möglich ist, eine ausreichend wirksame Schweißnahtlänge sicherzustellen.
Gemäß der in Anspruch 2 beschriebenen Erfindung tritt nur ein nicht verschweißter Abschnitt auf, da der durch den Endschweißabschnitt 26 des Außenzylinders 25 bedingte nicht verschweißte Abschnitt mit dem durch den Wicklungsendabschnitt 28 bedingten nicht verschweißten Abschnitt überlappt, so daß es möglich ist, eine ausreichend wirksame Schweißnahtlänge sicherzustellen. Da außerdem das Schweißen in einem Zustand durchgeführt wird, in welchem der Wicklungsendabschnitt 28 mit dem Endschweißabschnitt 26 ausgerichtet ist, ist es möglich, den Schweißaufbau zu vereinfachen und somit die Produktivität einfach zu erhöhen.
In einem Metallkatalysatorträger 20 gemäß einer in Fig. 4a gezeigten Ausführungsform ist ein Wicklungsendabschnitt 28 mit einem End­ schweißabschnitt 26 ausgerichtet, wohingegen in einem Metallkatalysa­ torträger 20 gemäß einem in Fig. 4b gezeigten Vergleichsbeispiel der Wicklungsendabschnitt 28 nicht mit dem Endschweißabschnitt 26 ausgerichtet ist. Da gemäß der vorliegenden Erfindung der durch den Endschweißabschnitt 26 eines Außenzylinders 25 bedingte nicht ver­ schweißte Abschnitt mit dem durch den Wicklungsendabschnitt 28 bedingten nicht verschweißten Abschnitt überlappend angeordnet ist, tritt im Gegensatz zu einem Aufbau einer verwandten Technik, bei welchem zwei nicht verschweißte Abschnitte auftreten, nur ein nicht verschweißter Abschnitt auf, so daß es möglich ist, eine ausreichende wirksame Schweißnahtlänge sicherzustellen. Da außerdem das Schwei­ ßen in einem Zustand durchgeführt wird, in welchem der Wicklungsend­ abschnitt 28 mit dem Endschweißabschnitt 26 ausgerichtet ist, ist es möglich, den Schweißaufbau zu vereinfachen und somit die Produktivität einfach zu erhöhen.

Claims (2)

1. Verfahren zur Herstellung eines Metallkatalysatorträgers (20), umfassend die Schritte:
  • - Bereitstellen eines Außenzylinders (25), der durch Wickeln eines flachen Blechs (21) in zylindrische Gestalt und Ver­ schweißen aufeinanderstoßender Enden des flachen Blechs miteinander von außen zu einem Endschweißabschnitt (26) gebildet ist, und eines Wabenabschnitts (23), der durch Wickeln eines flachen Blechs (21) und eines hierauf über­ lappend angeordneten gewellten Blechs (22) in Rollengestalt gebildet ist;
  • - Messen oder Vorhersagen einer Tiefe eines Hohlraums an einem Wicklungsendabschnitt (28) des Wabenabschnitts (23); und
  • - Einfügen, wenn die Tiefe des Hohlraums größer als ein bestimmter Wert ist, des Wabenabschnitts (23) in den Außenzylinder (25) in einem Zustand, in welchem der Wick­ lungsendabschnitt (28) mit dem Endschweißabschnitt (26) ausgerichtet ist, und Kehlschweißen des Wabenabschnitts (23) an den Außenzylinder (25); oder Einfügen, wenn die Tiefe des Hohlraums kleiner oder gleich dem bestimmten Wert ist, des Wabenabschnitts (23) in den Außenzylinder (25) in einem Zustand, in welchem der Wicklungsendab­ schnitt (28) vom Endschweißabschnitt (26) versetzt ist, und Kehlschweißen des Wabenabschnitts (23) an den Außen­ zylinder (25).
2. Metallkatalysatorträger (20), umfassend:
  • - einen Außenzylinder (25), der durch Wickeln eines flachen Blechs (21) in eine zylindrische Gestalt und Verschweißen aufeinanderstoßender Enden des flachen Blechs (21) mitein­ ander von außen zu einem Endschweißabschnitt (26) gebil­ det ist; und
  • - einen Wabenabschnitt (23), der durch Wickeln eines flachen Blechs (21) und eines hierauf überlappend angeordneten gewellten Blechs (22) in Rollengestalt gebildet ist, wobei der Wabenabschnitt (23) in den Außenzylinder (25) eingefügt und an ihn kehlgeschweißt ist;
    wobei ein Wicklungsendabschnitt (28) des Wabenabschnitts (23) mit dem Endschweißabschnitt (26) des Außenzylinders (25) ausge­ richtet ist.
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