DE3844350A1 - Traegerkoerper fuer einen katalytischen reaktor zur abgasreinigung - Google Patents
Traegerkoerper fuer einen katalytischen reaktor zur abgasreinigungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Trägerkörper für einen kataly
tischen Reaktor zur Abgasreinigung, insbesondere für Verbren
nungskraftmaschinen von Kraftfahrzeugen nach dem Oberbegriff
des Patentanspruches 1.
Trägerkörper dieser Art, die durch Wickeln eines Metallbandes
hergestellt sind, sind bekannt (DE 33 47 086 A1). Bei diesen
bekannten Metallblechbändern sind die Wellungen von aus der
Bandebene brückenförmig herausgedrückten Stegen gebildet, die
jeweils in längsgerichteten und parallel zueinander verlaufen
den Zonen nebeneinander angeordnet sind und in jeder Zone
gleiche Breite besitzen. Die Ausgestaltung muß dabei dort, um
ein Ineinanderrutschen benachbarter Wickellagen zu vermeiden,
so getroffen werden, daß die Stege ein etwa trapezförmiges
Profil bilden, wobei der größeren Trapezseite der geschlossene
Steg und der kleineren Trapezseite die offene Seite des
brückenförmiges Steges zugeordnet ist. Auf diese Weise wird
sicher verhindert, daß in benachbarten Wickellagen die brei
teren Stege in die schmäleren Ausnehmungen der Wellungen her
einrutschen. Die von den Stegen auf diese Weise gebildeten
Strömungskanäle gehen axial nicht glatt durch, sondern sind
jeweils, wegen des Versatzes der einzelnen Stege in den Zonen
gegeneinander, mit offenen Schlitzen versehen, die dazu dienen
können, einen gewissen radialen Ausgleich des den Katalysator
später axial durchströmenden Abgases zu erreichen. Dies hat
sich auf die gleichmäßige Beaufschlagung der Reaktionsflächen
des Katalysators positiv ausgewirkt.
Die Herstellung der für die bekannten Trägerkörper verwendeten
Metallblechbänder ist nicht einfach, weil nach einer ent
sprechenden Prägung und Stanzung eines Metallbandes stets noch
eine zusätzliche Verformung, etwa durch Stauchen notwendig
wird, um die gewünschte Trapezform der Stege mit dem breiten
geschlossenen Stegteil und dem schmaleren offenen Schlitz zu
erreichen. Bekannt ist es deshalb auch schon geworden (DE-GM
84 38 260), ein Metallblechband mit versetzt zueinander ange
ordneten, ebenfalls trapezförmigen brückenförmigen Stegen zu
verwenden, deren Stegteile aber kleiner als die unterhalb der
Stege entstehende Öffnung ist. Solche Profile lassen sich durch
Präge- und Stanzwalzen leicht herstellen, müssen für den
Wickelvorgang aber zusätzlich mit einem Glattband aufgewickelt
werden, um ein Ineinanderrutschen benachbarter Lagen zu ver
meiden. Man hat zwar in diese Glattbänder auch schon Öffnungen
eingebracht, um einen gewissen radialen Ausgleich zu erzielen.
Dieser radiale Ausgleich ist aber bauartbedingt wesentlich
geringer als bei den vorher erwähnten Bauarten.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen
Trägerkörper der eingangs genannten Art so auszubilden, daß der
radiale Gasausgleich noch weiter gefördert wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe werden bei einem Trägerkörper der
eingangs genannten Art die kennzeichnenden Merkmale des Patent
anspruches 1 vorgesehen. Durch diese Maßnahme entstehen breite
Öffnungen in dem zu wickelnden Band, die die radiale Durch
lässigkeit wesentlich erhöhen. Bei geeigneter Ausbildung,
beispielsweise bei der Anordnung der Stege in einem bestimmten
Muster und beim Zusammenwickeln von zwei um 180° gegeneinander
verdrehten Bändern, ergeben sich auch keine Schwierigkeiten
bezüglich des Ineinanderrutschens benachbarter Bandlagen.
Vorteilhafte Weiterbildungen des Gegenstandes der Erfindung
sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Die Merkmale der
Ansprüche 2 und 3 erlauben die erwähnte Ausbildung bestimmter
Muster. Die Merkmale des Anspruches 4 machen eine solche
Anordnung in einem Muster überflüssig, weil das Inein
anderrutschen durch das Zwischenband vermieden wird. Gleich
zeitig kann damit aber auch eine Vergrößerung der aktiven
Katalysatorfläche erreicht werden, weil die in dem ersten Band
durch die Stegausbildung entstehenden Zwischenräume durch die
Stege des Zwischenbandes ausgefüllt werden.
Die Merkmale der Unteransprüche 5 und 6 bzw. 7 bis 11 erlauben
schließlich eine besonders vorteilhafte praxisnahe Ausführung,
die beim Wickelvorgang ein einwandfreies Einfügen des Zwischen
bandes zwischen zwei benachbarte Lagen des ersten Bandes garan
tiert. Gleichzeitig kann mit dieser Ausführungsform die Turbu
lenz der durchströmenden Gase erhöht und der radiale Ausgleich
gefördert werden. Dies erlaubt es, für die in der Regel zylind
risch ausgebildeten Katalysatorkörper kürzere Übergangskonen
von der Abgasleitung zum größeren Querschnittskatalysator zu
verwenden. Dies führt zu einem geringeren Raumbedarf und, wie
sich gezeigt hat, auch dazu, daß die Geräuschentwicklung am
Katalysator durch die durchströmenden Abgase verringert wird.
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in der
Zeichnung dargestellt und wird im folgenden erläutert. Es
zeigen:
Fig. 1 die schematische Darstellung des Wickelvorganges zum
Zweck der Herstellung eines erfindungsgemäßen Träger
körpers,
Fig. 2 eine perspektivische Teildarstellung eines für die
Herstellung des Trägerkörpers der Fig. 1 verwendeten
Metallblechbandes,
Fig. 3 die vergrößerte Darstellung des Querschnittes durch
das Metallblechband der Fig. 2 längs der Linie
III-III,
Fig. 4 die schematische Draufsicht - vergrößert - auf ein
Wellband ähnlich Fig. 2, jedoch in einer anderen
Ausführungsform,
Fig. 5 den Schnitt durch das Wellband der Fig. 4 längs der
Linie V-V,
Fig. 6 die schematische Schnittdarstellung ähnlich Fig. 5,
jedoch mit einem Band gemäß den Fig. 2 und 3, und
einem zusätzlichen Zwischenband mit kleinerer
Wellteilung, wobei zwei aneinandergrenzende Wickel
lagen schematisch gezeigt sind,
Fig. 7 die perspektivische Teildarstellung eines weiteren
Wellbandes gemäß der Erfindung mit zusätzlichen
Abstützstegen für ein Zwischenband,
Fig. 8 die Querschnittdarstellung gemäß Fig. 6, jedoch unter
Verwendung der Wellbänder der Fig. 7,
Fig. 9 die schematische Draufsicht auf die übereinander
liegenden beiden Bänder der Fig. 8 und
Fig. 10 den Querschnitt durch die Wickellagen der Fig. 8
längs der Schnittlinie X-X.
Aus der Fig. 1 ist erkennbar, daß ein erfindungsgemäßer Träger
körper (1) durch ein spiralförmiges Aufwickeln eines Wellbandes
(4) geschaffen werden kann, dessen Wellungen, wie noch anhand
der anderen Figuren erläutert werden wird, Strömungskanäle (9)
bilden, die etwa axial verlaufen und durch die in aneinander
grenzenden Lagen (6, 7, 8) angeordneten und sich gegenseitig
abstützenden Wellungen gebildet werden. Möglich ist es auch,
wie anhand der Fig. 6 und 8 erläutert werden wird, den Träger
körper (1) durch Wickeln von zwei Wellbändern, nämlich eines
Ausgangsbandes (4) und eines Zwischenbandes (14) herzustellen
oder hierfür ein aus einem Zwischenband und einem Ausgangsband
kombiniertes Band zu verwenden. Wie später noch deutlich werden
wird, können anstelle des Wellbandes (4) auch die in den Fig. 4
und 5 bzw. 7 und 8 gezeigten weiteren Wellbänder (5) bzw. (40)
vorgesehen werden.
Aus den Fig. 2 und 3 ist erkennbar, daß das Wellband (4) mit
Stegen (2) bzw. (2 a) versehen ist, die aus der Bandebene (10)
brückenartig nach oben - Steg (2 a) - bzw. nach unten - Steg
(2) - herausgedrückt sind. Dieses Herausdrücken kann dadurch
erreicht werden, daß ein zunächst ebenes metallisches Glattband
durch ein Paar Präge-Schneidwalzen geführt wird, in denen die
Stege (2) bzw. (2 a) nach oben bzw. nach unten herausgedrückt
werden. Aufgrund dieser Art der Herstellung sind die Stege
(2 a), aber auch die Stege (2) jeweils in längsgerichteten Zonen
(11) des Wellbandes (4) angeordnet und weisen jeweils die
gleiche Breite auf. Die Stege (2) sind jeweils auch in längs
gerichteten Zonen (12) angeordnet, die parallel zu den Zonen
(11) verlaufen und die ebenfalls in ihrer Breite der Breite der
Zonen (11) entsprechen können.
Wird nun eines der so hergestellten Wellbänder (4) um 180° in
der Wickelrichtung verdreht zu dem anderen vorgesehen, was
durch die strichpunktierte Linie mit dem Bezugszeichen (4′) in
Fig. 1 angedeutet sein soll, dann lassen sich die beiden an
sich identischen, aber gegeneinander verdrehten Bänder (4) und
(4′) zusammen aufwickeln, wenn beispielsweise mindestens eine
der Zonen (11) oder (12), die nicht in der Längsmittelebene des
Bandes (4) liegen, etwas breiter ausgebildet ist als die
anderen Zonen. Es tritt nämlich dann ein seitlicher Versatz der
abragenden Stege ein, der die Garantie dafür gibt, daß stets
ein vorstehender Steg auch auf einen vorstehenden Stegteil der
benachbarten Lage auftrifft und ein Hereinrutschen von hervor
stehenden Stegen in die Täler zwischen den Stegreihen verhin
dert. Dies kann u.U. auch dadurch erreicht werden, daß der von
der Herstellung her an den Stegen verbleibende Stanzgrat ein
Hereinrutschen in die Lücken zwischen zwei Stegen der benach
barten Lage vermeidet. Ein Hereinrutschen in die Täler zwischen
den Stegreihen kann auf die vorher geschilderte Weise, aber
auch dadurch vermieden werden, daß die nach außen weisenden
Stegflächen aller nebeneinander liegenden Stege etwa in Pfeil
form auf dem Band angeordnet werden. Anhand der Fig. 6 und 8
werden noch weitere, einfachere Möglichkeiten geschildert
werden, wie das Ineinanderrutschen benachbarter Bandlagen ver
mieden werden kann.
Es ist aber auch möglich, die nach einer Seite weisenden Stege
eines Bandes zwischen die nach der gegenüberliegenden Seite
gerichteten Stege des anderen Bandes zwangsweise hereinzu
drücken, was beispielsweise bei Verwendung entsprechender
Montagewalzen möglich wird, welche die Stege jeweils von hinten
unterstützen und so beim Hereindrücken der aufeinander zuge
richteten Stege nur eine gewisse Verformung der seitlichen
Ränder erlauben, aber ein Verformen der Querschnittsform der
Stege verhindern. Es wird auf diese Weise möglich, wie insbe
sondere später noch dargelegt wird, einen Trägerkörper zu
schaffen, der nicht verlötet zu werden braucht.
Wie aus Fig. 3 besonders deutlich wird, kann durch die nach
verschiedenen Seiten der Bandebene (10) abstehende Ausbildung
der Stege (2) bzw. (2 a) zum einen ein verhältnismäßig großer
Durchtrittsquerschnitt in Axialrichtung, aber auch, bedingt
durch die offenen Zwischenräume (35) zwischen zwei benachbarten
Stegen (2 a) eine ausgezeichnete radiale Durchlässigkeit des
Trägerkörpers erreicht werden, der aus solchen Wellbändern
gewickelt ist. Diese Eigenschaft ermöglicht insbesondere bei
der Ausbildung nach den Fig. 6 oder 8 wegen der besseren Aus
nützung aller Katalysatorflächen im Katalysatorkörper, eine
Verkürzung der Baulänge des Katalysatorkörpers, der durch die
Beschichtung des gemäß Fig. 1 oder auf andere Weise herge
stellten Trägerkörpers mit einem Katalysatormaterial entsteht.
Die Fig. 4 und 5 zeigen eine Möglichkeit des gegenseitigen
Versatzes der Stege (3) bzw. (3 a), die auch nach oben oder
unten aus der Bandebene (10) des Wellbandes (5) herausstehen,
in der Querrichtung des Bandes. Auch hier sind die Stege (3)
bzw. (3 a) in Zonen (11′) bzw. (12′) angeordnet, die in der
Längsrichtung (13) des Wellbandes (5) verlaufen und gleich
groß, aber auch verschieden groß ausgebildet sein können.
Die Fig. 6 zeigt die Möglichkeit, die in der Fig. 1 mit den
beiden Bändern (4) und (14) angedeutet ist. In diesem Fall sind
nämlich, wie aus der Querschnittdarstellung von zwei Wickel
lagen in der Fig. 6 hervorgeht, jeweils die beiden Bänder (4)
und (14) aufeinander gewickelt, von denen das Band (4) bei
spielsweise die Ausgestaltung nach den Fig. 2 und 3 aufweist
und das Wellband (14) zwar die gleiche Ausgestaltung besitzt,
aber mit Stegen (16) bzw. (16 a) versehen ist, die ein wesent
lich kleineres Trapezprofil bilden und auch in kleinerem
Abstand zueinander in der Längsrichtung des Bandes angeordnet
sind. Bei dieser Ausgestaltung rutschen daher während des
Wickelns, wenn die Toleranzen der Abstände zwischen zwei Stegen
(2) des Wellbandes (4) und die Breite der Stege (16 a) des Well
bandes (14) entsprechend gewählt sind, die nach unten aus der
Bandebene (100) des Wellbandes (14) abragenden Stege (16 a) in
den Zwischenraum (35) zwischen zwei benachbarten Stegen (2 a)
herein. Dies kann, wie vorher bereits erwähnt, in besonders
einfacher Weise dadurch erreicht werden, daß die entsprechenden
Stege mit Walzen ineinander gedrückt werden. Dabei wird die
Ausgestaltung zweckmäßigerweise so getroffen, daß die nach
einer Seite weisenden Stege (16 a) des Zwischenbandes (14) quer
zur Längsrichtung dieses Bandes eine etwas größere Breite, als
die nach der anderen Seite abragenden Stege (16) aufweisen. Die
Stege (16 a) werden dann mit Hilfe der erwähnten Walzen unter
einer gewissen Verformung ihrer seitlichen Ränder in den
Zwischenraum zwischen den Stegen (2 a) des benachbarten größeren
Wellbandes (4) hereingedrückt. Dies wird zweckmäßigerweise vor
genommen, ehe das dann aus den beiden Wellbändern (14) und (4)
bestehende kombinierte Band in üblicher Weise aufgewickelt
wird. Bei diesem Wickelvorgang fügen sich dann die zunächst
noch freien Stege (16) ohne weiteres in den Zwischenraum
zwischen zwei Stegen (2) der benachbarten Bandlage ein, weil
diese Stege (16) eine geringere Breite als der zwischen den
Stegen (2) gebildete Zwischenraum aufweisen. Diese Herstel
lungsmethode basiert daher auf der Überlegung, daß es vor einem
Wickelvorgang in einfacher Weise möglich ist, benachbarte Stege
mit einer gewissen Kraft ineinanderzufügen, wenn ein ent
sprechendes Stützwalzenpaar vorgesehen ist, und daß dann der
Wickelvorgang in üblicher Weise durchgeführt werden kann, so
daß ein Trägerkörper entsteht, der in sich auch ohne Verlötung
schon eine ausreichende Festigkeit, auch in Richtung der
späteren Durchströmung aufweist. Wird der Trägerkörper auf
diese Weise hergestellt, dann bilden die Stegflächen (36) der
Stege (2 a) jeweils die Abstützflächen für die zwischen zwei
Reihen der Stege (16 a) des Wellbandes (14) verbleibenden, den
Restflächen (37) des Bandes (4) entsprechende Flächen, die in
der Bandebene (100) des Wellbandes (14) verlaufen. Auf diesen
Restflächen (38) wiederum stützen sich nach unten ragende
Stege (2) der benachbarten Lage eines weiteren Wellbandes (4)
ab.
Wie aus der Fig. 6 außerdem erkennbar ist, stellt das Wellband
(14) eine Verkleinerung des Wellbandes (4) auf die Hälfte dar.
Die Höhe (H) der Stege (2 a) und (2) ist bei den Stegen (16,
16 a) des Wellbandes (14) auf die Höhe (h) reduziert, die halb
so groß ist das Maß (H). Dies gilt auch für die Teilung (t) des
Wellbandes (14) in seiner Längsrichtung, die halb so groß ist
wie die Teilung (T) des Wellbandes (4). Bei der in der Fig. 6
gezeigten Art der Schichtung der einzelnen Lagen, die beim
Wickeln entstehen, durchaus aber auch durch Übereinanderstapeln
einzelner Bleche gebildet werden können, ist die Einhaltung
dieser Teilungsmaße und der Höhe der Stege nicht unbedingt
notwendig. Wie aus Betrachtung der Fig. 6 klar wird, könnte das
Wellband (14) auch noch eine kleinere Teilung und eine kleinere
oder auch größere Steghöhe besitzen, ohne daß dadurch der
Wickelvorgang beeinträchtigt oder verhindert wäre.
Voraussetzung für das Ineinandergreifen der Stege (16, 16 a) des
Bandes (14) einerseits und der Stege (2, 2 a) des Bandes (4)
andererseits ist allerdings, daß die Toleranzen der Zwischen
räume (35) zwischen zwei benachbarten, nach einer Seite gerich
teten Stege (2 a) bzw. (2) auf die Herstellungstoleranzen für
die Stege (16, 16 a) des Wellbandes (14) mit den kleineren
Wellungen so abgestimmt sind, daß dieses Ineinandergreifen der
Stege auch ermöglicht wird. Dies kann bei der Herstellung und
bei der Vielzahl der in der Bandbreite nebeneinander liegenden
Stege Schwierigkeiten bereiten.
Neben der vorher erwähnten Möglichkeit, die Breite der Stege
des Zwischenbandes unterschiedlich zu machen und die breiteren
Stege zwangsweise zwischen benachbarte Stege des Wellbandes mit
den größeren Stegen hereinzudrücken, kann auch die Ausgestal
tung der Wellbänder (40) der Fig. 7 bis 10 vorgesehen werden.
Bei dieser Ausgestaltung bleibt jeweils, wie insbesondere aus
Fig. 10 ersichtlich ist, zwischen den Stegen (16 a) des Well
bandes (14) und den Stegen (20 a) des Wellbandes (40) einerseits
und den Stegen (16) und (20) andererseits jeweils ein Spiel
(s), das es erlaubt, die Herstellung der beiden Wellbänder (14)
bzw. (40) ohne die Einhaltung besonderer Toleranzen vorzu
nehmen. Dies soll im folgenden noch erläutert werden.
Zunächst wird darauf hingewiesen, daß das in den Fig. 8 bis 10
gezeigte Zwischenband (14) in der gleichen Weise ausgebildet
sein kann wie das Zwischenband (14) der Fig. 6. Das heißt, daß
es eine Ausbildung gemäß der perspektivischen Darstellung der
Fig. 2 aufweist, wobei allerdings die nach oben ragenden Stege
(16) und die nach unten ragenden Stege (16 a) nur halb so groß
gewählt sind wie bei dem in der Fig. 2, 3 und 6 dargestellten
Wellband (4). Beim Ausführungsbeispiel ist auch die Teilung (6)
halb so groß wie beim Wellband (4).
Das mit dem Zwischenband (14) zusammen aufgewickelte Wellband
(40) der Fig. 7 besteht zunächst auch aus nach oben und unten
aus einer Bandebene abragenden Stegen (20 a) und (20), wobei
auch hier diese Stege (20 a) jeweils in Längszonen (31) ange
ordnet sind. Unterschiedlich ist aber, daß jeweils zu beiden
Seiten eines jeden Steges (20 a) bzw. (20) Abstützstege (21)
vorgesehen sind, deren Teilflächen (17 a) bzw. (17, 17′) und
(17 a′) jeweils bezogen auf die Bandebene (10) des Wellbandes
(40) in der Höhe (h) ober- und unterhalb der Bandebene (10)
verlaufen, die der Hälfte der Höhe (H) der Stege (20 a) und
(20), bezogen auf die Bandebene (10) des Wellbandes (40) ent
spricht. Die Stützstege (21) verlaufen dabei S-förmig von einem
ansteigenden Schenkel eines Steges (20 a) zum gegenüberliegen
den, nach unten weisenden Schenkel des Steges (20). Der einem
Steg (21) in dem Zwischenraum (35) zwischen zwei benachbarten
Stegen (20) gegenüberliegende Stützsteg (21 a) verläuft entge
gengesetzt, so daß sich die beiden Abstützstege (21) und (21 a),
im Querschnitt nach Fig. 8 gesehen, mit ihren Mittelteilen
gegenseitig kreuzen. Aus Fig. 8 wird auch deutlich, daß jeweils
ein Stützsteg, also zum Beispiel der Stützsteg (21) des nach
oben weisenden Steges (20 a) von dessen schräg ansteigender
Schenkelfläche (210) in der Mitte abknickt, in die Teilfläche
(17) übergeht und dann nach unten durch die Bandebene (10) hin
durch in die Teilfläche (17′) übergeht, welche ihrerseits von
dem nach unten weisenden, in der Lücke (35) zwischen zwei be
nachbarten Stegen (20 a) liegenden Schenkel (220) des Steges
(20 a) ausgeht. Auf diese Weise bilden die Teilflächen (17, 17 a)
der gegenüberliegenden Abstützstege (21, 21 a) jeweils die Ab
stützflächen für die nach unten weisenden Stege (16 a) des
Zwischenbandes (14) und umgekehrt die Abstützflächen (17′a,
17′) die Abstützfläche für die nach oben stehenden Stege (16)
der nächsten Lage des Zwischenbandes (14). Bei dieser Ausge
staltung kommt es, wie deutlich wird, darauf an, daß die Höhe
(h) der Stege (16, 16 a) des Zwischenbandes (14) der Hälfte der
Höhe (H) der Stege (20, 20 a) des Bandes (40) entspricht, weil
nämlich in dieser halben Höhe die Abstützflächen (17, 17 a) bzw.
(17′, 17′ a) der Abstützstege (21) verlaufen, welche dazu
dienen, an den Stegen (16 a) bzw. (16) des Zwischenbandes (14)
anzuliegen. Es muß bei dieser Ausgestaltung auch dafür gesorgt
sein, daß die Breite (b) (s. Fig. 9) der Stege (16, 16 a) des
Zwischenbandes (14) kleiner als der Abstand (a) zwischen be
nachbarten und nach einer Seite aus der Bandebene (10) heraus
ragenden ersten Stege (20, 20 a) ist. Es muß auch Sorge dafür
getragen werden, daß die Breite (b) der Stege (16, 16 a) größer
als die Breite (B) der ersten Stege (20, 20 a) ist, denn nur
dann wird es möglich, daß die Stege (16, 16 a) auf den Stütz
flächen (17, 17 a) einerseits bzw. (17′, 17 a′) andererseits zu
liegen kommen. Dabei verbleibt, wie vorher schon angedeutet und
aus Fig. 10 ersichtlich, seitlich zwischen den Stegen (16) und
(16 a) und den jeweils angrenzenden Stegen (20 a) bzw. (20) ein
Spiel (s), das groß genug gewählt werden kann, um beim gemein
samen Wickeln der beiden Bänder (40) und (14) das einwandfreie
Ineinandergreifen der zahnartig wirkenden Stege (16, 16 a) des
Zwischenbandes und der Zwischenräume zwischen den Stegen (20,
20 a) des Bandes (40) zu ermöglichen. Diese Ausgestaltung weist,
wie vorher angedeutet, den Vorteil auf, daß keine besonderen
Toleranzen bei der Ausbildung der jeweiligen Stege eingehalten
zu werden brauchen, weil das aufgrund der gewählten Ausführung
verbleibende Spiel (s) stets für das gewünschte zahnreihen
artige Ineinandergreifen der Stege sorgt. Auch das Herein
drücken der Stege (16 a) des Zwischenbandes (14) (Fig. 6)
zwischen die Stege (2 a) des Wellbandes (4) und der zusätzliche
Arbeitsvorgang werden überflüssig. Allerdings entsteht - wegen
des Spieles (s) - nach dem Wickeln kein so stabiler Träger
körper wie nach Fig. 6 und dem Verfahren nach Anspruch 14.
Fig. 9 zeigt in der rechten Hälfte die Draufsicht auf das
Zwischenband (14) und in der linken Hälfte das darunter lie
gende Wellband (40) und das jeweilige Spiel (s) zwischen den
aneinandergrenzenden Zähnen. Die Wellbänder (40) lassen sich
ebenfalls mit Präge-Schneidwalzen in der gezeigten Weise her
stellen. Nachträgliche Verformungsarbeiten sind nicht notwen
dig. Die Ausführungsform der Fig. 7 bis 10 ermöglicht so zum
einen eine einfache Herstellung von zwei Typen von Wellbändern,
die sich in einfacher Weise zusammen zu einem Trägerkörper
wickeln, ggf. in Plattenform auch stapeln lassen. Dabei bringt
diese Ausführungsform, wie insbesondere aus Fig. 8 deutlich
wird, auch den Vorteil mit sich, daß die in der Achsrichtung
verlaufenden Strömungskanäle durch die jeweils wechselseitig
hereinragenden Stege häufig unterbrochen sind, so daß die
Turbulenz des durchströmenden Gases relativ hoch gehalten
werden kann. Dazu kommt, daß durch die Vielzahl der Stegflächen
auch die Gesamtfläche eines so gebildeten Trägerkörpers gegen
über herkömmlich gewickelten Trägerkörpern um mehr als 20%
vergrößert werden kann. Da zudem auch die radiale Durchlässig
keit eines solchen Trägerkörpers sehr gut ist, eignen sich
Trägerkörper, die aus den Bändern der Fig. 7 bis 10 gebildet
sind, insbesondere gewickelt sind, für eine raumsparende,
verhältnismäßig kurze Bauart, die dennoch eine große Wirksam
keit im Hinblick auf die katalytische Umsetzung aufweist. Bei
solchen Trägerkörpern und den daraus gebildeten Katalysatoren
wird es auch möglich, die Zuführkonen zum Katalysatorkörper
kürzer als üblich auszubilden, weil die radiale Gasverteilung
auch noch innerhalb des Katalysatorkörpers vor sich gehen kann.
Dies wiederum führt dazu, daß die Geräuschentwicklung solcher
Katalysatoren verhältnismäßig klein ist.
Claims (14)
1. Trägerkörper für einen katalytischen Reaktor zur Abgas
reinigung, insbesondere für Verbrennungskraftmaschinen von
Kraftfahrzeugen, bestehend aus mit Wellungen versehenen, insbe
sondere gewickelten Metallblechbändern (4, 5), die in mehreren
Lagen (6, 7, 8) aneinandergrenzen und mit ihren Wellungen
Strömungskanäle (9) bilden, die vom Abgas durchströmt werden,
wobei die Wellungen von aus der Bandebene (10) brückenförmig
herausgedrückten Stegen (2, 2 a, 3, 3 a, 20, 20 a) gebildet sind,
die in längsgerichteten und parallel zueinander verlaufenden
Zonen (11, 12, 11′, 12′) nebeneinander angeordnet sind, dadurch
gekennzeichnet, daß die Stege (2, 2 a, 3, 3 a, 20, 20 a) aus der
Bandebene (10) heraus nach beiden Seiten abstehen.
2. Trägerkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Stege (2, 2 a, 3, 3 a, 20, 20 a) in jeder Zone (11, 12,
11′, 12′) nach der gleichen, in benachbarten Zonen dagegen nach
der entgegengesetzten Seite abstehen.
3. Trägerkörper nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Stege (3, 3 a) benachbarter Zonen (11′,
12′) in Längsrichtung (13) versetzt zueinander angeordnet sind.
4. Trägerkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß zwischen zwei Lagen (6, 7, 8) des oder der
Metallblechbänder (4, 5, 40) jeweils ein analog ausgebildetes
Zwischenband (14) mit Stegen (16, 16 a) mit einem kleinerem
Querschnittsprofil vorgesehen sind.
5. Trägerkörper nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die nach einer Seite abstehenden Stege (16 a) des Zwischen
bandes (14) eine größere Breite, als die nach der anderen Seite
abstehenden Stege (16) besitzen.
6. Trägerkörper nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die nach einer Seite abstehenden Stege (16 a) um ein
geringes Maß breiter sind, als der quer zur Längsrichtung
gemessene Abstand zwischen zwei benachbarten Stegen des ersten
Bandes (4).
7. Trägerkörper nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch
gekennzeichnet, daß zu beiden Seiten der ersten Stege (20, 20 a)
schmalere, zweite Stege (21, 21 a) mit geringerer Höhe abge
trennt sind.
8. Trägerkörper nach den Ansprüchen 4 und 7, dadurch
gekennzeichnet, daß die zweiten Stege (21, 21 a) eine Höhe auf
weisen, die der Hälfte der Höhe (H) der ersten Stege (20, 20 a)
entspricht.
9. Trägerkörper nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß die zweiten Stege (21, 21 a) S-förmig so ausgebildet und
angeordnet sind, daß sie mit Teilbereichen (17, 17 a) gleicher
Größe nach beiden Seiten aus der Bandebene (10) vorstehen.
10. Trägerkörper nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß der S-förmige Schlag der beidseitig an einem der ersten
Stege (20, 20 a) angrenzenden zweiten Stege (21, 21 a) nach
verschiedenen Richtungen weist.
11. Trägerkörper nach den Ansprüchen 4 und 7, dadurch
gekennzeichnet, daß das Querschnittprofil des Zwischenbandes
(14) eine Höhe (h) besitzt, die der Hälfte der Höhe (H) der
ersten Stege (20, 20 a) des Metallblechbandes (40) entspricht.
12. Trägerkörper nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die Breite (b) der Stege (16, 16 a) des Zwischenbandes (14)
kleiner als der Abstand (a) zwischen benachbarten und nach
einer Seite aus der Bandebene (10) herausragenden ersten Stege
(20, 20 a), aber größer als deren Breite (B) ist.
13. Trägerkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, daß die ersten Stege (2, 2 a, 3, 3 a, 20, 20 a)
des Metallblechbandes (4, 5, 40) und die Stege (16, 16 a) des
Zwischenbandes (14) ein etwa rechteckförmiges oder trapez
förmiges Profil bilden.
14. Verfahren zur Herstellung eines gewickelten Träger
körpers nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die breiteren Stege (16 a) des Zwischenbandes (14) in den
Zwischenraum zwischen zwei benachbarten Stegen (2 a) des ersten
Bandes (4) unter einer gewissen Verformung hereingedrückt
werden und daß das so aus dem Zwischenband und dem ersten Band
geschaffene kombinierte Band zur Endform gewickelt wird, wobei
die jeweils frei abstehenden schmäleren Stege (16) des
Zwischenbandes (14) sich mit Spiel in die Zwischenräume
zwischen die Stege (2) der benachbarten Bandlage einfügen.
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