DE2954174C2 - - Google Patents
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- B23K1/00—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
- B23K1/0008—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering specially adapted for particular articles or work
- B23K1/0014—Brazing of honeycomb sandwich structures
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
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- F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
- F01N3/28—Construction of catalytic reactors
- F01N3/2803—Construction of catalytic reactors characterised by structure, by material or by manufacturing of catalyst support
- F01N3/2807—Metal other than sintered metal
- F01N3/281—Metallic honeycomb monoliths made of stacked or rolled sheets, foils or plates
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- F01N3/28—Construction of catalytic reactors
- F01N3/2839—Arrangements for mounting catalyst support in housing, e.g. with means for compensating thermal expansion or vibration
- F01N3/2842—Arrangements for mounting catalyst support in housing, e.g. with means for compensating thermal expansion or vibration specially adapted for monolithic supports, e.g. of honeycomb type
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- F01N2330/00—Structure of catalyst support or particle filter
- F01N2330/02—Metallic plates or honeycombs, e.g. superposed or rolled-up corrugated or otherwise deformed sheet metal
- F01N2330/04—Methods of manufacturing
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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- F01N2350/00—Arrangements for fitting catalyst support or particle filter element in the housing
-
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- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Her
stellen einer Trägermatrix für einen katalytischen Re
aktor zur Abgasreinigung bei Brennkraftmaschinen der im
Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung. Eine
derartige Trägermatrix ist aus der DE-OS 23 02 746 be
kannt. Für diese Trägermatrix wurde bereits vorgeschla
gen, die einzelnen Lagen der Stahlbleche punktuell oder
insgesamt untereinander zu verlöten.
In der US-PS 38 44 027 ist ein Verfahren zur Herstel
lung von Matrizen unter Verwendung von Kupferlot be
schrieben, wobei verschiedene Techniken des Aufbringens
des Lotes erläutert werden. Als Nachteil für das Auf
sprühen von Lot wird ausgeführt, daß das Lotmaterial
nicht gleichmäßig in die tiefen Kanäle der Matrix ein
dringt. Als nachteilig beim Aufstreichen wird heraus
gestellt, daß die aufgebrachte Schicht nicht gleichmä
ßig dick ist und auch die Verwendung von Auftragrollen
keine Verbesserung bringt. Das Eintauchen in ein Lot
bringt die Gefahr mit sich, daß Luftblasen in den Ma
trix-Durchgängen auftreten und eine ungleichmäßige Be
schichtung mit verschiedenen Erhöhungen und Einfällen
bewirken. Auch ein Schütteln während des Eintauchens in
einen Lot-Schütteltisch löst nicht das Luftblasen-Pro
blem. Ferner wird auch das Eintauchen und Schütteln ei
ner vollständigen Matrix in einem Behälter von Lötmate
rial als nicht zweckmäßig abgelehnt.
In der GB-PS 13 34 683 ist ein Verfahren zum Hochtempe
raturlöten beschrieben. Dabei werden die Teile, die zu
verlöten sind, zunächst in eine Reinigungsflüssigkeit
getaucht. Anschließend wird ein Klebemittel und darauf
eine monopartikulare Schicht eines pulverförmigen Lotes
aufgetragen. Die Lötung erfolgt bei einer Temperatur
von ca. 1000°C.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfin
dung die Aufgabe zugrunde, einfache und anpassungsfähi
ge sowie für verschiedene Matrixformen anwendbare Löt
verfahren zu entwickeln.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der genannten
Gattung durch die kennzeichnenden Merkmale des An
spruchs 1 gelöst.
Gemäß einer vorteilhaften Maßnahme der Erfindung wird
die erforderliche Lotmenge in Form eines Pulvers mittels
eines Siebes gleichmäßig aufgebracht.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird eine oder
beide Stirnflächen des gewickelten Wabenkörpers mit einer
aus Lotpulver und Binder bestehenden Lotpaste geeigneter
Viskosität versehen. Die Aufbringung der Lotpaste erfolgt in
vorteilhafter Weise mittels einer Walze.
Gemäß einer Abwandlung der Erfindung wird die Lotpaste
eingepreßt.
Gemäß einer noch weiteren Abwandlung wird stirnseitig in
den Wabenkörper eine aus einem Binder und Lotpartikeln
bestehende Lotfolie bestimmter Dicke eingepreßt.
Gemäß einer vorteilhaften Abwandlung dieses Verfahrens wird
in eine Stirnfläche des gewickelten Wabenkörpers nach dem
Aufbringen des Binders mittels einer Lotspritzpistole eine
vorbestimmte Lotmenge eingespritzt.
Eine besonders zweckmäßige Maßnahme besteht darin, daß als
Binder ein handelsüblicher flüssiger, klebriger Kunststoff verwendet wird.
Gemäß einer vorteilhaften Abwandlung dieses Verfahrens
wird in eine Stirnfläche des gewickelten Wabenkörpers mittels
einer Lotspritzpistole eine vorbestimmte Lotmenge einge
spritzt.
Bei einem weiteren abgewandelten Verfahren der Erfindung
zum Herstellen der vorbeschriebenen Trägermatrix für einen
katalytischen Reaktor werden erfindungsgemäß zunächst
die Stahlbleche in an sich bekannter Weise entfettet und
oder gebeizt, die glatten und gewellten Stahlblechen zu
einem zylindrischen Wabenkörper aufgewickelt, wird ein
Zusatzwerkstoff mittels eine Lichtbogens aufgeschmolzen und
anschließend auf eine oder beide Stirnflächen des gewickelten
Wabenkörpers mittels eines Preßluftstrahles gespritzt und
durch Aufheizen der Matrix erfolgt eine gleichzeitige Ver
bindung aller Lagen untereinander.
In vorteilhafter Weise wird der Zusatzwerkstoff zum Flamm
spritzverfahren als Draht zugeführt.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Maßnahme wird bei diesem
Verfahren eine an sich bekannte Flammspritzpistole relativ
zur jeweiligen Stirnseite des Wabenkörpers bewegt.
Gemäß einer weiteren Abwandlung wird der Zusatzwerkstoff
zum Acetylen-Sauerstoff-Preßluftverfahren in Pulverform
zugeführt.
Das Verfahren nach der Erfindung und seine verschiedenen
Abwandlungen und weiterbildenden Maßnahmen werden anhand
schematischer Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt
Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel, bei dem die äußerste Lage
der Trägermatrix durch ein gewelltes Band gebildet
wird,
Fig. 2a bis d einzelne Verfahrensschritte zum Aufbringen
eines Lotes auf eine oder beide Stirnflächen eines
gewickelten Wabenkörpers,
Fig. 3a und b das Aufbringen einer Lotpaste auf eine
oder beide Stirnflächen einer Matrix und
Fig. 4 das Einpressen einer Lotfolie in mindestens eine
Stirnfläche eines gewickelten Wabenkörpers.
In Fig. 1 ist schematisch im Teilquerschnitt eine ausgeführte
Trägermatrix in einem Mantel 4 gezeigt, bei dem die
letzte Matrixlage aus gewelltem Band 2 besteht, wodurch
die Anlötung an den Mantel 1 erleichtert bzw. ermöglicht
wird.
Durch diese Maßnahme soll bewirkt werden, daß sich zwischen
der Innenfläche des Mantels 4 und den Wellenkämmen beim
Lötvorgang ein Meniskus ausbildet, der eine besonders
feste Lötverbindung zwischen äußerer Lage und dem Mantel 4
bildet.
Bei dem in den Fig. 2a bis d dargestellten Verfahrensschritten
wird das Lot auf die Stirnseiten einer aufgewickelten Träger
matrix 13 aus glatten und gewellten Bändern 1 bzw. 2
aufgebracht. Dabei wird gemäß Fig. 2a die Trägermatrix
13 nach dem Reinigen und Entfetten in ein Tauchbad 44
für einen Binder mit den Stirnflächen 43′ bzw. 43′′ einge
taucht, wodurch sich benetzte Zonen 45′, 45′′ ergeben.
Die Beschichtung mit Lot erfolgt gemäß Fig. 2b dadurch,
daß aus einem Lotpulver-Speicher 46 über ein Sieb 47 das
Lot auf die stirnseitigen Benetzungsflächen 45′ bzw. 45′′
aufgetragen wird. Innerhalb des Lotpulver-Speichers 46
oder mit diesem verbunden können Rüttelvorrichtungen,
Rührvorrichtungen oder dergl. zusätzlich vorgesehen sein.
Im nächsten Verfahrensschritt erfolgt das Trocknen der
Trägermatrix 13 in einer Trockenkammer 48, wie in Fig.
2c schematisch dargestellt. Anschließend wird im Vakuum-
bzw. Schutzgas, d. h. in einer entsprechenden Kammer 49
gemäß Fig. 2d die Lötung durchgeführt.
Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn beide
Stirnflächen des gewickelten Wabenkörpers 13 ca. 10 mm
tief in den Binder 44 eintauchen und die erforderliche
Lotmenge mittels des Siebes 47 gleichmäßig aufgebracht
wird. Die gleichmäßige Lotverteilung kann mittels einem
oder mehreren hintereinandergeschalteten Lottrichtern 46
mit Sieb 47 erfolgen. Die Wabenkörper 13 werden dabei
je nach gewünschter Lotmenge entsprechend schnell mittels
eines (nicht dargestellten) Förderbandes unter dem (den)
Lottrichter(n) 46 durchgeführt. Das Lot fällt in den Waben
körper 13 und klebt am vorher getauchten Binder. Eine
Lotmenge von ca. 8 bis 10 g pro Matrix ist nötig um eine
Lötung mit ausreichender Festigkeit zu erzielen. Um ein
Verkleben des Lotes im Lotdepot 46 bzw. im Sieb 47 zu
verhindern, ist auf eine möglichst trockene Umgebungsluft
besonders zu achten.
In der Kammer 49 ist zweckmäßig eine Aufheizvorrichtung
50 untergebracht.
Ein abgewandeltes erfindungsgemäßes Verfahren ist in den
Fig. 3a und 3b dargestellt. Dabei wird stirnseitig eine
Lotpaste aufgewalzt, wobei das Aufbringen der Lotpaste
aus einem Lotpasten-Speicher 51 über Auftragswalzen 53
bzw. 54 stirnseitig auf die Matrix 13 erfolgt. Die Matrix
wird dabei mit entsprechendem Anpreßdruck gegen die
relativ weiche Auftragswalze 54 angedrückt. Die Lotpaste,
eine Mischung aus Lotpulver und Binder in bestimmter
Viskosität, wird dabei auf die Stirnseite des Wabenkörpers 13
aufgetragen und setzt sich ca. 5 mm tief an der Wabeninnen
seite ab. Hierbei ist auf exakte Lotpositionierung zu achten,
da ein Überangebot von Lot zu Anlegierungen führen kann.
Der Transport der Wabenkörper kann beispielsweise mittels
eines Förderbandes erfolgen.
Gemäß einer nicht dargestellten Abwandlung des erfindungsge
mäßen Verfahrens kann auch die Trägermatrix 13 stirnseitig
auf Anschlag soweit in eine dünnflüssige Lotpaste eingetaucht
werden, daß die benötigte Lotmenge (ca. 8 bis 10 g) in
den Waben verkleben kann. Mittels eines Überlaufes im
Lotbehälter wird die gleiche Lothöhe garantiert.
Es ist ferner auch möglich, mittels einer speziellen Lotspritz
pistole eine genau dosierte Lotmenge stirnseitig in den
Wabenkörper 13 einzuspritzen. Das Lot-Binder-Gemisch setzt
sich dabei an den Wabenwandungen ab. Die Rückseite des
Wabenkörpers 13 ist dabei abgedeckt, um ein Durchspritzen
des Lotes zu verhindern. Der Spritzstrahl der Spritzpistole
ist derart eingestellt, daß eine gleichmäßige Lotverteilung
gewährleistet ist.
Gemäß einer noch weiteren Abwandlung des erfindungsgemäßen
Verfahrens, die in Fig. 4 dargestellt ist, wird stirnseitig
eine Lotfolie in die Trägermatrix 13 eingepreßt.
Dabei wird die Stirnseite der Trägermatrix 13, die zweck
mäßig auf einer Abstützung 58 ruht, in die Lotfolie in
bestimmter Dicke entsprechend der benötigten Lotmenge
in den gewickelten Wabenkörper soweit eingepreßt, daß
das Lot während des Lötvorganges in den einzelnen Waben
verbleibt. Das Loteinpressen erfolgt mit Hilfe von Andrück
vorrichtungen 56 bzw. 57, wobei sich dann beschichtete
Zonen 59′ und 59′′ ergeben. Der Vorteil bei dieser Variante
besteht darin, daß eine exakt gleiche Lotmenge zugeführt
wird.
Gemäß einer weiteren (nicht dargestellten) erfindungsge
mäßen Verfahrensvariante wird bei einem Lichtbogen-Preß
luft-Verfahren ein Zusatzwerkstoff, z. B. NiAl-Draht (95%
Ni; 5% Al) in Drahtform mittels eines Lichtbogens aufge
schmolzen und durch einen Preßluftstrahl stirnseitig auf
den Wabenkörper gespritzt. Die einzelnen aufgespritzten
Partikel verschweißen und verketten sich auf den stirnseitigen
Anlagepunkten der einzelnen Bänder 1 bzw. 2. Durch die
exakte Reaktion des Aluminium im Zusatzwerkstoff und des
Grundwerkstoffes entsteht eine feste Haftung der Spritzschicht.
Beim Spritzen kann die Flammspritzpistole pendelnd über
die Matrix (Stirn)-Fläche bewegt werden bzw. die Matrix
wird am Flammspritzstrahl vorbeigeführt. Das aufzuspritzende
Drahtgewicht ist genau zu bemessen, um bei ausreichender
Festigkeit ein Zusetzen der Wabendurchzüge zu verhindern.
Alternativ kann das Acetylen-Sauerstoff-Preßluft-Verfahren
eingesetzt werden. Hierbei wird als Zusatzwerkstoff NiAl 955
in Pulverform verspritzt. Der Vorteil bei diesem Verfahren
besteht in einem geringeren Spritzverlust beim Auftragen.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschrie
benen Verfahrensmaßnahmen und Merkmale beschränkt. Sie
umfaßt auch alle fachmännischen Abwandlungen und Weiter
bildungen sowie Teil- und Unterkombinationen.
Claims (12)
1. Verfahren zum Herstellen einer Trägermatrix für ei
nen katalytischen Reaktor zur Abgasreinigung bei
Brennkraftmaschinen von Kraftfahrzeugen, welche aus
hochtemperaturfesten Stahlblechen, die mit Kataly
satormaterial beschichtet werden, gebildet ist,
wobei die Stahlbleche als glatte und gewellte Ble
che ausgebildet und lagenweise abwechselnd angeord
net sind und die einzelnen Lagen der Stahlbleche
punktuell oder insgesamt untereinander verlötet
sind, wobei die Stahlbleche entfettet und/oder ge
beizt und die glatten und gewellten Stahlbleche zu
einem zylindrischen Wabenkörper aufgewickelt wer
den, dadurch gekennzeichnet,
daß danach eine oder beide Stirnflächen des gewic
kelten Wabenkörpers mit einem Kleber- oder Binder
auftrag versehen werden, die erforderliche Lot
menge in Form von festen Lotpartikeln aufgebracht
wird und schließlich durch Aufheizen der Matrix
eine gleichzeitige Verlötung aller Lagen unterein
ander erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß die erforderliche
Lotmenge in Form eines Pulvers mittels eines Siebes
gleichmäßig aufgebracht wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß eine (oder beide)
Stirnflächen des gewickelten Wabenkörpers mit einer
aus Lotpulver und Binder bestehenden Lotpaste ge
eigneter Viskosität versehen wird (werden).
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Lotpaste mit
tels einer Walze aufgebracht wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Lotpaste einge
preßt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß eine aus einem
Binder oder Lotpartikeln bestehende Lötfolie be
stimmter Dicke stirnseitig in den Wabenkörper ein
gepreßt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß nach dem Aufbringen
des Binders in eine Stirnfläche des gewickelten Wa
benkörpers mittels einer Lotspritzpistole eine vor
bestimmte Lotmenge eingespritzt wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
als Binder ein flüssiger, klebriger Kunststoff ver
wendet wird.
9. Verfahren zum Herstellen einer Trägermatrix für ei
nen katalytischen Reaktor zur Abgasreinigung bei
Brennkraftmaschinen von Kraftfahrzeugen, welche aus
hochtemperaturfesten Stahlblechen gebildet ist, die
mit Katalysatormaterial beschichtet werden, wobei
die Stahlbleche als glatte und gewellte Bleche aus
gebildet und lagenweise abwechselnd angeordnet sind
und die einzelnen Lagen der Stahlbleche punktuell
oder insgesamt untereinander verlötet sind, wobei
die Stahlbleche entfettet und/oder gebeizt und die
glatten und gewellten Stahlbleche zu einem zylin
drischen Wabenkörper aufgewickelt werden, da
durch gekennzeichnet, daß ein
Zusatzwerkstoff mittels eines Lichtbogens aufge
schmolzen und anschließend auf eine oder beide
Stirnflächen des gewickelten Wabenkörpers mittels
eines Preßluftstrahles gespritzt wird und durch
Aufheizen der Matrix eine gleitzeitige Verbindung
aller Lagen untereinander erfolgt.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Zusatzwerkstoff
zum Flammspritzverfahren als Draht zugeführt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch ge
kennzeichnet, daß eine an sich bekann
te Flammspritzpistole relativ zur jeweiligen Stirn
seite des Wabenkörpers bewegt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Zusatzwerkstoff
zum Acetylen-Sauerstoff-Preßluftverfahren in Pul
verform zugeführt wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19792954174 DE2954174C2 (de) | 1979-06-19 | 1979-06-19 |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19792954174 DE2954174C2 (de) | 1979-06-19 | 1979-06-19 | |
DE2924592A DE2924592C2 (de) | 1979-06-19 | 1979-06-19 | Verfahren zum Herstellen einer Trägermatrix für einen katalytischen Reaktor zur Abgasreinigung bei Brennkraftmaschinen von Kraftfahrzeugen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2954174C2 true DE2954174C2 (de) | 1988-07-21 |
Family
ID=25779580
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19792954174 Expired DE2954174C2 (de) | 1979-06-19 | 1979-06-19 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2954174C2 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102007010759A1 (de) * | 2007-03-06 | 2008-09-11 | Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh | Verfahren zur Herstellung eines Wabenkörpers und entsprechender Wabenkörper |
US11359533B2 (en) | 2018-02-05 | 2022-06-14 | Vitesco Technologies GmbH | Catalytic converter and method for the production thereof |
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GB1334683A (en) * | 1970-09-29 | 1973-10-24 | Secr Defence | Method of applying metallic powder to a surface |
DE2302746A1 (de) * | 1973-01-20 | 1974-07-25 | Sueddeutsche Kuehler Behr | Traegermatrix fuer einen katalytischen reaktor zur abgasreinigung bei brennkraftmaschinen, insb. ottomotoren von kraftfahrzeugen, sowie ein herstellungsverfahren |
US3844027A (en) * | 1973-06-25 | 1974-10-29 | Chrysler Corp | Copper brazing of matrix structures |
-
1979
- 1979-06-19 DE DE19792954174 patent/DE2954174C2/de not_active Expired
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Legal Events
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