DE3922266A1

DE3922266A1 - Aus metall hergestellter traegerkoerper zur aufnahme eines abgasreinigungskatalysators

Info

Publication number: DE3922266A1
Application number: DE3922266A
Authority: DE
Inventors: Masayoshi Usui; Haruo Serizawa
Original assignee: Usui Kokusai Sangyo Kaisha Ltd
Current assignee: Usui Kokusai Sangyo Kaisha Ltd
Priority date: 1988-07-06
Filing date: 1989-07-06
Publication date: 1990-02-01
Also published as: KR900001955A; US4948774A; KR920009120B1; DE8908269U1

Description

Die Erfindung betrifft einen aus Metall hergestellten Trägerkörper zur Aufnahme eines Abgas- Reinigungskatalysators, der durch Übereinanderanordnung eines flachen Metallbandes, hergestellt aus einem dünnen Metallblech, und eines gewellten Metallbandes, hergestellt aus einem weiteren dünnen Metallblech, das eine über dem anderen in fortlaufender Weise zu einer Waben-Kernstruktur spiralförmiger oder laminierter Gestalt gebildet ist, die viele netzartig angeordnete Gasströmungskanäle entlang der Mittelachse aufweist, und wobei die Waben-Kernstruktur innerhalb eines rohrförmigen Metallgehäuses untergebracht ist.

Die Erfindung bezieht sich also auf aus Metall hergestellte Trägerkörper zur Aufnahme eines Abgas- Reinigungskatalysators, der im allgemeinen als Abgasreini gungsmittel im mittleren Bereich einer Abgasleitung eines Automobils angeordnet ist.

Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf einen aus Metall hergestellten Trägerkörper zur Aufnahme eines Ab gas-Reinigungskatalysators, bei dem die einzelnen Bauteile des Trägerkörpers unter erhöhter Festigkeit miteinander verbunden sind, um so einer gegenseitigen Lösung infolge thermischer Beanspruchungen zu widerstehen. Die Erfindung befaßt sich auch mit einem Verfahren zur Herstellung eines solchen aus Metall hergestellten Trägerkörpers.

Herkömmliche, aus Metall hergestellte Trägerkörper der vorstehend angegebenen Art, die zur Aufnahme eines Abgas- Reinigungskatalysators bestimmt und geeignet sind, umfas sen auch jene mit einer durch schichtweises Laminieren mindestens eines flachen Metallbandes und mindestens eines gewellten Metallbandes oder durch gemeinsames Zusammenrol len derselben zu einem Mehrschicht-Verbundkörper gebilde ten Struktur zur Vergrößerung der Trägerfläche pro Ein heitsvolumen, nämlich um die wirksame Kontaktfläche zwi schen Abgas und Abgas-Reinigungkatalysator pro Einheitsvo lumen möglichst weit zu erhöhen, und ferner zur maximalen Reduzierung des Eigengewichts des aus Metall hergestellten Trägerkörpers. Da die Struktur die Form einer Bienen-Wabe aufweist, wird sie nachfolgend als "Waben- Kernstruktur" bezeichnet.

Beispielsweise werden ein flaches Metallband hergestellt aus einem hitzebeständigen, dünnen Metallblech mit einer Dicke von 0.1 mm oder weniger und ein gewelltes Band, hergestellt aus einem weiteren dünnen Metallblech dersel ben Art übereinander angeordnet, um dazwischen Berührungs flächen zu bilden. Sie werden dann spiralförmig zu einer Waben-Kernstrukturunter Bildung vieler netzartig angeordne ter Gasströmungskanäle entlang einer Mittelachse dersel ben, um den Durchtritt von Abgas zu ermöglichen, zusammen gerollt. Die Waben-Kernstruktur ist innerhalb eines rohr förmigen Metallgehäuses mit einer Einschicht-Struktur aufgenommen, das an seinen einander gegenüberliegenden Enden offen ist. Die Elemente bzw. Teile der Waben-Kern struktur, d.h. das flache Band und das gewellte Band, sind zu einer vibrationssicheren Struktur zusammengebracht. Das flache Band und das gewellte Band ebenso wie die so zusam mengerollte Waben-Kernstruktur und das Metallgehäuse sind an den gegenseitigen Berührungsflächen durch Verschweißen, Verlöten o. dgl. zusammengebracht. Diese Verbindungsmittel an den Berührungsbereichen zwischen der Waben-Kernstruktur und dem Metallgehäuse werden bspw. wie nachfolgend angege ben erreicht:

(I) durch Elektronenstrahlverschweißung, Laserstrahlver schweißung, Lichtbogenverschweißung etc. wie bspw. in der offengelegten japanischen Patentanmeldung 13 462/1979 und der offengelegten japanischen Patentanmeldung 1 585/1982 angegeben ist.
(II) durch Verlöten wie in der offengelegten japanischen Patentanmeldung 1 99 574/1986 angegeben ist. Dieses Verlöten umfaßt auch das Unterbringen einer Waben-Kernstruktur in einem Metallgehäuse unter Aufbringung eines Lötmaterials über Endbereichen einer solchen Verbundstruktur wie bspw. durch Aufpinseln oder Aufsprühen und unter Aufheizen der Endbereiche der Verbundstruktur.

Die vorstehend angegebenen herkömmlichen Verbindungsverfahren führen zu den nachfolgenden Produktions- und Qualitätspro blemen: Bei den Verbindungsverfahren nach oben (I) ist der Einsatz besonderer und teurer Einrichtungen erforderlich.

Bei den Verbindungsverfahren nach oben (II) ist die Auf bringung von Wachs arbeits- und zeitaufwendig und das Aus maß der Verbindungsfestigkeit im mittleren Bereich der Berührungsbereiche zwischen der Waben-Kernstruktur und dem Metallgehäuse nicht adäquat.Im allgemeinen wird der aus Metall hergestellte Trägerkörper dieser Art unter er schwerten thermischen Umfeldbedingungen verwendet, und er macht daher eine adäquate Festigkeit gegen jegliches Brechen, Reißen oder Trennen der den Trägerkörper ausma chenden Teile erforderlich. Bei dem Abgassystem eines Automobils sind die Teile des Trägerköpers Beanspruchungen (nachfolgend als "thermische Beanspruchungen" bezeichnet) infolge des großen Unterschieds ihrer thermischen Ausdeh nungskoeffizienten (Volumenausdehnung und lineare Ausdeh nung) unter dem erschwerten Abkühlungs- und Aufheizungszy klus von -20°C bis 900°C ausgesetzt. Diese Teile sind auch vom Fahrzeugkörper des Automobils stammenden Vibra tionen ausgesetzt. Folglich werden die Einzelteile vonei nander getrennt, aufgerissen oder anderweitig beschädigt.

Wenn unterschiedliche Arten von Metallmaterialien, d.h. rostfreie austenitischer Stahl und rostfreier ferritischer Stahl, für das Metallgehäuse und die Waben-Kernstruktur in Hinblick auf das Oxidations-Widerstandsvermögen und die thermische Stabilität verwendet werden, ist der Grad der gegenseitigen Trennung dieser beiden Teile wegen des Un terschieds der thermischen Ausdehnung zwischen den beiden Teilen viel größer. Wenn einmal eine Trennung in auch nur kleinem Ausmaß an den Berührungsbereichen zwischen dem Metallgehäuse und der Waben-Kernstruktur aufgetreten ist, erweitert sich diese kleine Auftrennung im weiteren. Gleichzeitig mit dieser Auftrennung erfahren diese beiden Teile die vom Fahrzeugkörper eines Automobils ausgehende Vibration, so daß insbesondere die Berührungsbereiche zwischen einem flachen Band und einem gewelltem Band, die die Waben-Kernstruktur bilden, einem Auseinanderziehen, Reißen, Brechen oder einer anderen Beschädigung ausgesetzt werden.

Folglich müssen bei dem aus Metall hergestellten Träger körper dieser herkömmlichen Art die innere Wandfläche des Metallgehäuses und die äußere Umfangsfläche der Waben- Kernstruktur inadäquater Festigkeit zuverlässig miteinan der verbunden werden. Hierzu ist jedoch bisher kein wir kungsvolles Verbindungsverfahren vorgeschlagen worden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen aus Metall hergestellten Trägerkörper zur Aufnahme eines Abgas-Reini gungskatalysators zu schaffen, bei dem die gegenseitige Trennung der wesentlichen Teile des Trägerkörpers sowie das Reißen der wesentlichen Teile selbst verhindert sind, wodurch eine adäquate Reinigungsfunktion für eine lange Zeitspanne gewährleistet ist.

Die Aufgabe wird durch einen gattungsgemäßen Trägerkörper gelöst, bei dem die Waben-Kernstruktur an dem rohrförmigen Metallgehäuse mittels eines Lötmaterials befestigt ist, das in Nuten zur Aufnahme von Lötmaterial aufgenommen ist, die ihrerseits in der Innenwand des rohrförmigen Metallge häuses ausgebildet sind. Die obigen und weitere Vorteile, Merkmale und zusätzliche Aufgaben der Erfindung ergeben sich für den Fachmann aus der nachfolgenden Detailbe schreibung und den zugehörigen Zeichnungen, in denen ver schiedene Ausführungsformen beispielhaft dargestellt sind, bei denen die erfindungsgemäßen Prinzipien realisiert sind. Im einzelnen zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines gerollten, aus Metall hergestellten Trägerkörpers zur Auf nahme eines Abgas-Reinigungskatalysators,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines laminierten aus Metall hergestellten Trägerköper,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch ein Metallgehäuse, bei dem nutartige bzw. -feine Aussparungen zur Aufnahme von Lötmaterial entsprechend einer ersten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen sind,

Fig. 4 einen Längsschnitt durch ein Metallgehäuse, bei dem die Nuten zur Aufnahme von Lötma terial entsprechend einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ausgebildet sind,

Fig. 5 eine Draufsicht auf den Gegenstand der Fig. 4,

Fig. 6 einen Längsschnitt durch ein Metallgehäuse, bei dem die Nuten zur Aufnahme von Lötma terial entsprechend einer dritten Ausfüh rungsform der Erfindung vorgesehen sind,

Fig. 7 eine Draufsicht auf ein Metallgehäuse, bei dem Nuten zur Aufnahme von Lötmaterial nach einer vierten Ausführungsform der Erfindung ausge bildet sind,

Fig. 8 einen Längsschnitt durch ein Metallgehäuse, bei dem die Nuten zur Aufnahme von Lötmaterial entsprechend einer fünften Ausführungsform der Erfindung ausgebildet sind,

Fig. 9 eine Vorderansicht auf den Gegenstand der Fig. 8,

Fig. 10 einen Teilquerschnitt nach der Linie A-A der Fig. 9,

Fig. 11 eine Teildraufsicht auf den Gegenstand der Fig. 9,

Fig. 12 einen Längsschnitt durch ein Metallge häuse bei dem die Nuten zur Aufnahme von Lötmaterial entsprechend einer sechsten Ausführungsform der Erfindung gestaltet sind,

Fig. 13 einen Längsschnitt durch ein Metallgehäuse, bei dem die Nuten zur Aufnahme von Löt material entsprechend einer siebten Aus führungsform der Erfindung gestaltet sind,

Fig. 14 einen Längsschnitt durch ein Metallgehäuse, bei dem die Nuten zur Aufnahme von Lötma terial entsprechend einer achten Ausführungsform der Erfindung gestaltet sind, und

Fig. 15 einen Teillängsschnitt durch ein Metall gehäuse, bei dem die Nuten zur Aufnahme von Lötmaterial entsprechend einer neunten Ausführungsform der Erfindung gestaltet sind.

Wie oben bereits angegeben, besteht ein wesentliches Merk mal der Erfindung in der Verbesserung der Verbindungsfe stigkeit zwischen den wesentlichen Bauteilen eines aus Metall hergestellten Trägerkörpers, insbesondere der Ver bindungsfestigkeit an den gesamten Berührungsbereichen zwischen der Innenwand eines rohrförmigen Metallgehäuses und der Umfangsfläche einer Waben-Kernstruktur.

Ein Charakteristikum der Erfindung besteht in der Schaf fung eines adäquaten Grades der Verbindungsfestigkeit an dem und rund um den Mittelen Teil der Innenwand des rohr förmigen Metallgehäuses mit der Umfangsfläche der Waben- Kernstruktur.

Nachfolgend wird eine Verschiedenheit von Mitteln zur Verbesserung der Verbindungsfestigkeit zwischen der Waben- Kernstruktur und dem rohrförmigen Metallgehäuse unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.

Fig. 1 und 2 zeigen perspektivische Ansichten eines aus Metall hergestellten Trägerkörpers 1, 1′ der vorliegenden Erfindung zur Aufnahme eines Abgas-Reinigungskatalysators. Der aus Metall hergestellte Trägerkörper 1, 1′ ist in der folgenden Weise gestaltet. Die Waben-Kernstruktur 2 der Fig. 1 ist aus einem flachen Metallband 3 und einem ge wellten Metallband 4 aufgebaut, die zu einer spiralförmi gen Gestalt zusammengerollt sind. Die Waben-Kernstruktur 2′ der Fig. 2 ist aus einem flachen Metallband 3′ und einem gewellten Metallband 4′ aufgebaut, die übereinander gelegt sind. Danach ist die Waben-Kernstruktur 2, 2′ gemäß Fig. 1 und 2 in einem rohrförmigen Metallgehäuse 6, 6′auf genommen, und sind diese wesentliche Bauteile in einer beschriebenen Weise miteinander verbunden, um den aus Metall hergestellten Trägerkörper 1, 1′ in einer Mehr schicht-Verbundform unter Ausbildung vieler netzartig angeordneter Gasströmungskanäle 5, 5′ entlang der Mittel achse des Trägerkörpers 1, 1′ auszubilden.

Zur Verbesserung der Verbindungsfestigkeit zwischen der Waben-Kernstruktur 2, 2′ und dem rohrförmigen Metallgehäu se 6, 6′ sind Nuten 7 zur Aufnahme von Lötmaterial in der gesamten Innenwand des rohrförmigen Metallgehäuses 6, 6′ oder im Mittelen Teil (mit Ausnahme der den einander ge genüberliegenden offenen Enden benachbarten Randteile) des Gehäuses 6, 6′ ausgebildet. Die Nuten 7 zur Aufnahme von Lötmaterial dienen dazu, das Lötmaterial festzuhalten.

Die Nuten 7 zur Aufnahme von Lötmaterial können in der Innenwand des rohrförmigen Gehäuses 6, 6′ in einer Viel zahl von in den Fig. 3 bis 15 dargestellten Arten ausge bildet sein. Jedoch ist die Erfindung nicht auf die darge stellten und erläuterten Ausführungsformen beschränkt. Bei linearer Ausbildung kann die einzelne Aussparung 7 bspw. eine Breite von 0,2 bis 1,0 mm und eine Tiefe von 0,2 bis 0,5 mm aufweisen, was zur Erzielung eines verbesserten Grades der Verbindungsfestigkeit ausreicht. Die Größe der Aussparung 7 ist nicht auf diese besonderen Werte be schränkt. Im Rahmen der Erfindung können die Nuten 7 zur Aufnahme von Lötmaterial im Wege des Fräsens, Pressens (plastische Deformation) o. dgl. ausgebildet sein.

Fig. 3 zeigt einen Längsschnitt durch ein rohrförmiges Metallgehäuses 6, bei dem die Nuten 7 zur Aufnahme von Lötmaterial in dessen Innenwand entlang zur Mittelachse des Gehäuses 6 rechtwinkliger Linien und in gewünschten Abständen voneinander gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung ausgebildet sind. In jeder der Nuten 7 zur Aufnahme von Lötmaterial ist ein Lötmaterial-Drahtab schnitt 8 aufgenommen bzw. festgehalten.

Fig. 4 zeigt einen Längsschnitt durch ein rohrförmiges Metallgehäuses 6, bei dem die Nuten 7 zur Aufnahme von Lötmaterial entsprechend einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ausgebildet sind. Fig. 5 zeigt eine Draufsicht auf das rohrförmige Metallgehäuse 6 der Fig. 4.

Gemäß Darstellung in den Fig. 4 und 5 sind die Nuten 7 zur Aufnahme von Lötmaterial in der Innenwand des rohrförmigen Metallgehäuses 6 entlang sich parallel zur Mittelachse des rohrförmigen Metallgehäuses 6 erstreckender Linien und zugleich entlang seiner gesamten Länge und in gewünschten Abständen voneinander ausgebildet.

Fig. 6 zeigt einen Längsschnitt durch ein rohrförmiges Metallgehäuses 6, bei dem die Nuten 7 zur Aufnahme von Lötmaterial entsprechend einer vierten Ausführungsform der Erfindung ausgebildet sind.

Gemäß Darstellung in Fig. 6 besitzen die Nuten 7 zur Auf nahme von Lötmaterial die Form von in der Innenwand des rohrförmigen Metallgehäuses 6 durch plastische Deforma tion, nämlich durch Pressen, ausgebildeter Aussparungen.

Fig. 7 zeigt eine Draufsicht auf das rohrförmige Metallge häuse 6, bei dem die Nuten 7 zur Aufnahme von Lötmaterial entsprechend einer vierten Ausführungsform der Erfindung ausgebildet sind. Die Nuten 7 zur Aufnahme von Lötmaterial gemäß Fig. 7 stellen eine Abwandlung derjenigen der Fig. 4 und 5 dar und erstrecken sich in Richtung der Mittelach se des rohrförmigen Metallgehäuses 6 entlang dessen gesam ter Länge.

Die Fig. 8 bis 11 zeigen ein rohrförmiges Metallgehäuse 6, bei dem die Nuten 7 zur Aufnahme von Lötmaterial ent sprechend einer fünften Ausführungsform der Erfindung ausgebildet sind. Fig. 8 zeigt einen Längsschnitt durch das Gehäuse 6, Fig. 9 eine Vorderansicht des Gehäuses 6, Fig. 10 einen Teil-Querschnitt nach der Linie A-A der Fig. 9 und Fig. 11 eine Teildraufsicht auf das Gehäuse 6. Bei dem Gehäuse 6 der Fig. 8 bis 11 sind in Abweichung von demjenigen der Fig. 4 und 5 die Nuten 7 zur Aufnahme von Lötmaterial nur am Mittelen Teil angeordnet, der kurz vor den einander gegenüberliegenden offenen Enden des Gehäuses 6 endet. Bei Vorsehung dieser Nuten 7 zur Aufnahme von Lötmaterial ist, nachdem das rohrförmige Gehäuse 6 und die Waben-Kernstruktur 2 miteinander verlötet worden sind, das aufgeschmolzene Lötmaterial am Herausfließen aus dem aus Metall hergestellten Trägerkörper 1 gehindert, wodurch ein verbesserter Grad der Verbindungsfestigkeit für eine lange Zeitspanne gewährleistet ist.

Fig. 12 zeigt einen Längsschnitt durch ein rohrförmiges Metallgehäuse 6, bei dem die Nuten 7 zur Aufnahme von Lötmaterial entsprechend einer sechsten Ausführungsform der Erfindung ausgebildet sind. Bei dieser Ausführungsform sind die Nuten 7 zur Aufnahme von Lötmaterial entlang diskreter gebogener Linien ausgebildet, die sich unter einem gewünschten Winkel zur Mittelachse des rohrförmigen Metallgehäuses 6 erstrecken.

Fig. 13 zeigt einen Längsschnitt durch ein rohrförmiges Metallgehäuses 6, bei dem die Nuten 7 zur Aufnahme von Lötmaterial entsprechend einer siebten Ausführungsform der Erfindung ausgebildet sind. Bei dieser Ausführungsform sind die Nuten 7 zur Aufnahme von Lötmaterial entlang durchgehender gebogener Linien ausgebildet, die sich unter einem gewünschten Winkel zur Mittelachse des rohrförmigen Metallgehäuses 6 erstrecken.

Fig. 14 zeigt einen Längsschnitt durch ein rohrförmiges Metallgehäuses 6, bei dem die Nuten 7 zur Aufnahme von Lötmaterial entsprechend einer achten Ausführungsform der Erfindung ausgebildet sind. Bei dieser Ausführungsform sind die Nuten 7 zur Aufnahme von Lötmaterial entlang einander kreuzender, gebogener Linien ausgebildet.

Fig. 15 zeigt einen Teil-Längsschnitt durch ein rohrförmi ges Metallgehäuses 6, bei dem die Nuten 7 zur Aufnahme von Lötmaterial entsprechend einer neunten Ausführungsform der Erfindung ausgebildet sind. Die Nuten 7 zur Aufnahme von Lötmaterial gemäß Fig. 15 sind in Blöcken ausgebildet.

Bei der Herstellung des aus Metall hergestellten Träger körpers zur Aufnahme eines Abgas-Reinigungskatalysators, wie oben beschrieben, sind die in der Innenwand des rohr förmigen Metallgehäuses 6 ausgebildeten Nuten 7 zur Auf nahme von Lötmaterial mit Lötmaterial in Drahtabschnitten 8, wie bspw. in Fig. 3 dargestellt ist, ausgefüllt. Alter nativ kann geschmolzenes Lötmaterial durch Abkühlen in den Nuten 7 zur Aufnahme von Lötmaterial verfestigt sein. In weiterer alternativer Form kann eine Lötmaterial enthal tene Paste durch Trocknen in die Nuten 7 zur Aufnahme von Lötmaterial verfestigt sein. Das im Rahmen der vorliegen den Erfindung zu verwendende Lötmaterial ist vorzugsweise ein Hochtemperatur-Lötmaterial wie bspw. Ni in Hinblick auf die Bedingungen der Verwendung dieser Art eines aus Metall hergestellten Trägerkörpers.

Anschließend wird die Waben-Kernstruktur 2 in dem rohrför migen Metallgehäuse 6 zur Ausbildung eines Mehrschicht- Verbundkörpers untergebracht, wonach der Verbundkörper auf eine Temperatur in Höhe mindestens derjenigen des Schmelz punktes des Lötmaterials aufgeheizt wird. Als Folge hier von werden das rohrförmige Metallgehäuse 6 und die Waben- Kernstruktur 2 miteinander in adäquater Festigkeit mittels des Lötmaterials verbunden. Somit ist es in erfindungsge mäßer Weise möglich, diese beiden Bauteile insbesondere am zentralen Teil des rohrförmigen Metallgehäuses 6 in zuver lässiger Weise mit verbesserter Festigkeit miteinander zu verbinden.

Im Rahmen der Erfindung sind das flache Metallband 3, 3′ und das gewellte Metallband 4, 4′, die die Waben-Kern struktur 2, 2′ bilden, an den Berührungsbereichen (das flache Band steht mit den Rücken oder Mulden des gewellten Bandes in Berührung) mit Hilfe bekannter Mittel miteinan der verbunden. Beispielsweise ist die Waben-Kernstruktur 2, die durch Zusammenrollen des flachen Metallbandes 3 und des gewellten Metallbandes 4 zu einer Spiralform gebildet ist, in dem rohrförmigen Metallgehäuse 6 aufgenommen, in dem die Drahtabschnitte des Lötmaterials in den Nuten 7 zur Aufnahme von Lötmaterial aufgenommen sind. Anschlie ßend wird das Lötmaterial auf die einander gegenüberlie genden offenen Enden des rohrförmigen Metallgehäuses 6 durch Aufpinseln oder Aufsprühen aufgebracht, und wird überschüssiges Lötmaterial entfernt, wonach der sich erge bende Mehrschicht-Verbundkörper einer Wärmebehandlung ausgesetzt wird. Folglich können die wesentlichen Bauteile (das flache Metallband und das gewellte Metallband) der Waben-Kernstruktur 2 gleichzeitig mit der Ausbildung der Verbindung zwischen der Umfangsfläche der Waben-Kernstruk tur 2 und des Metallgehäuses 6 miteinander verbunden wer den, wodurch eine verbesserte Produktivität erreicht wird. In diesem Fall wird die Verwendung eines rohrförmigen Metallgehäuses 6 bevorzugt, bei dem feine Aussparungen 7 an der Innenwand des rohrförmigen Metallgehäuses 6 ausge nommen an den einander gegenüberliegenden offenen Enden des Gehäuses 6 benachbarten Randbereichen ausgebildet sind.

Alternativ kann bei der Herstellung der Waben-Kernstruktur 2 ein gewelltes Metallband verwendet werden, bei dem das Lötmaterial bereits an den längs verlaufenden Rücken und/oder Mulden aufgebracht ist. In diesem Fall wird die sich ergebende Waben-Kernstruktur 2 fest in dem rohrförmi gen Metallgehäuse 6 aufgenommen bzw. umschlossen, das seinerseits die Drahtabschnitte des Lötmaterials enthält, wonach die Wärmebehandlung durchgeführt wird.

Mit dem in der oben angegebenen Weise ausgebildeten, aus Metall hergestellten Trägerkörper ist es, da die Waben- Kernstruktur und das rohrförmige Metallgehäuse durch Wär mebehandlung miteinander verlötet sind, nachdem die Waben- Kernstruktur in dem rohrförmigen Metallgehäuse aufgenommen ist, in dem das Lötmaterial bereits in den Nuten zur Auf nahme des Lötmaterials aufgenommen ist, die in der Innen wand des rohrförmigen Metallgehäuses ausgebildet sind, möglich, die nachfolgenden vorteilhaften Ergebnisse zu erreichen:

(I) Die Innenwand des Metallgehäuses und die Umfangsfläche der Waben-Kernstruktur können an ihren Berührungsbereichen miteinander verbunden werden, insbesondere in ihrem Mit telbereich mit merklich verbesserter Festigkeit, so daß der aus Metall hergestellte Trägerkörper eine außergewöhn liche Haltbarkeit erlangt.
(II) Da das Lötmaterial in der Form vön Drahtabschnitten in den zur Aufnahme des Lötmaterials vorgesehenen Nuten aufgenommen ist, kann eine gleichmäßige zuverlässige Löt arbeit erreicht werden.
(III) Es besteht die Möglichkeit der Köntrolle der Menge des zu verwendenden Lötmaterials; im allgemeinen wird ein teueres Hochtemperatur-Lötmaterial wie bspw. Ni für die Herstellung eines aus Metall hergestellten Trägerkörpers verwendet.
(IV) es besteht im Vergleich zu der herkömmlichen Art, bei der das Lötmaterial aufgepinselt oder zum Eindringen ge bracht wird, die Möglichkeit, den Trocknungsschritt wegzu lassen und damit eine verbesserte Produktivität zu errei chen.

Die Erfindung wird nachfolgend im Detail anhand eines Beispiels beschrieben. Es ist jedoch zu beachten, daß die Erfindung nicht auf dieses Erläuterungsbeispiel beschränkt ist.

(I) Herstellung der Waben-Kernstruktur

Ein hitzebeständiges, dünnes Stahlband hergestellt aus rostfreiem ferritischen Stahl (Cr-Gehalt: 20%, Al-Gehalt: 5%) und mit einer Dicke von 0.04 mm und einer Breite von 74,5 mm ist als flaches Metallband verwendet worden.

Das flache Metallband ist zwischen Förmgebungswalzen hindurchgeführt worden, um ein gewelltes Metallband in Wellenform zu erreichen, bei dem die in Längsrichtung verlaufenden Rücken in einem Scheitelabstand von 2,5 mm zueinander angeordnet sind.

Danach sind das flache Band und das gewellte Band überei nander gelegt worden, um zwischeneinander Berührungsberei che zu bilden, wonach diese beiden Bänder zu einer Spiral form zusammengeröllt und an gewünschten Stellen punktge schweißt worden sind. Demzufolge ist eine Waben-Kernstruk tur mit einem Außendurchmesser von 70 mm und unter Bildung vieler netzartig angeordneter Gasströmungskanäle entlang der Mittelachse der Struktur ausgebildet worden.

(II) Herstellung des Metallgehäuses

Die Nuten zur Aufnahme des Lötmaterials mit einer Breite von 1 mm und einer Tiefe von 0,5 mm sind an einem Blech aus rostfreiem austenitischen Stahl (SUS 304) durch Fräsen ausgebildet worden. Ein rohrförmiges Metallgehäuse mit einem Innendurchmesser von 70 mm, einer Dicke von 1,2 mm und einer Länge von 80 mm ist aus dem sich ergebenden Stahlblech hergestellt worden, wobei sechs Nuten zur Auf nahme des Lötmaterials um den Mittelbereich in der Innen wand des Gehäuses angeordnet worden sind.

(III) Herstellung des aus Metall hergestellten Trägerkör pers

Drahtabschnitte des Lötmaterials (Nickel) mit einem Durchmesser von 0,4 mm sind in den Nuten zur Aufnahme des Lötmaterials in der Innenwand des Metallgehäuses einge setzt worden. Die Waben-Kernstruktur ist in dem Metallge häuse fest umschlossen worden, wonach das Metallgehäuse und die Waben-Kernstruktur unter Aufheizung im Vakuum bei einer Temperatur mindestens gleich derjenigen des Schmelz punktes des Lötmaterials miteinander verlötet worden sind. Als Ergebnis ist ein aus Metall hergestellter Trägerkörper mit dem Metallgehäuse und der Waben-Kernstruktur frei von jeglicher Trennung für eine lange Zeitspanne erreicht worden.

Claims

1. Aus Metall hergestellter Trägerkörper zur Aufnahme eines Abgas-Reinigungskatalysators, der durch Übereinan deranordnung eines flachen Metallbandes, hergestellt aus einem dünnen Metallblech, und eines gewellten Metallban des, hergestellt aus einem weiteren dünnen Metallblech, das eine über dem anderen in fortlaufender Weise zu einer Waben-Kernstruktur spiralförmiger oder laminierter Gestalt gebildet ist, die viele netzartig angeordnete Gasströ mungskanäle entlang der Mittelachse aufweist, und wobei die Waben-Kernstruktur innerhalb eines rohrförmigen Me tallgehäuses untergebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Waben-Kernstruktur (2) an dem röhrförmigen Metall gehäuse (6) mittels eines Lötmaterials befestigt ist, das in Nuten (7) zur Aufnahme von Lötmaterial aufgenommen ist, die ihrerseits in der Innenwand des rohrförmigen Metallge häuses (6) ausgebildet sind.

2. Trägerkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (7) zur Aufnahme von Lötmaterial auf geraden oder gebogenen Linien oder in Blöcken ausgebildet sind.

3. Trägerkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (7) zur Aufnahme von Lötmaterial auf Linien ausgebildet sind, die sich unter einem gewünschten Winkel zur Mittelachse des rohrförmigen Metallgehäuses (6) er strecken.

4. Trägerkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (7) zur Aufnahme von Lötmaterial in der In nenwand des rohrförmigen Metallgehäuses (6) auf zur Mittel achse desselben parallel verlaufenden und in gewünschten Abständen voneinander angeordneten Linien ausgebildet sind.

5. Trägerkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (7) zur Aufnahme von Lötmaterial in der Innenwand des rohrförmigen Metallgehäuses (6) auf zur Mit telachse desselben rechtwinklig verlaufenden und in ge wünschten Abständen voneinander angeordneten Linien ausge bildet sind.

6. Trägerkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (7) zur Aufnahme von Lötmaterial in der Innenwand des rohrförmigen Metallgehäuses (6) auf der ge samten Axiallänge desselben ausgebildet sind.

7. Trägerkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (7) zur Aufnahme von Lötmaterial in der Innenwand des rohrförmigen Metallgehäuses (6) auf einem Teil der Axiallänge desselben ausgebildet sind.

8. Trägerkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (7) zur Aufnahme von Lötmaterial an der Innenwand des rohrförmigen Metallgehäuses (6) ausgebildete Aussparungen sind.

9. Trägerkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (7) zur Aufnahme von Lötmaterial an der Innenwand des rohrförmigen Metallgehäuses (6) durch Pres sen ausgebildete Aussparungen sind.

10. Trägerkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das in den einzelnen Nuten (7) zur Aufnahme von Löt material aufgenommene Lötmaterial die Form eines Draht abschnittes (8) aufweist.

11. Trägerkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das in den einzelnen Nuten (7) zur Aufnahme vön Lötma terial aufgenommene Lötmaterial die Form eines Blocks aufweist.

12. Trägerkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das in den einzelnen Nuten (7) zur Aufnahme von Lötma terial aufgenommene Lötmaterial ein solches ist, das in geschmolzenem Zustand in den Nuten eingebracht und an schließend durch Abkühlen in den Nuten (7) verfestigt ist.

13. Trägerkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das in den Nuten (7) zur Aufnahme von Lötmaterial aufgenommene Lötmaterial ein solches ist, das in den Nuten (7) in pastenförmigem Zustand eingebracht und anschließend in den Nuten (7) getrocknet ist.