DE4014444A1 - Abgasreinigungsvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Abgasreinigungsvorrichtung ge­ mäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Sie betrifft insbeson­ dere eine Abgasreinigungsvorrichtung mit einem metallischen Wabenkernkörper zur Belegung mit Abgasreinigungskatalysa­ tor. Die Abgasreinigungsvorrichtung wird im allgemeinen zur Reinigung der Autoabgase im Auspuffsystem eingebaut.

Die Erfindung betrifft insbesondere eine Abgasreinigungs­ vorrichtung, die für erschwerte Bedingungen geeignet ist. Ein Merkmal hierbei ist die Verwendung eines metallischen Wabenkernkörpers, der Belastung und temperaturexpansionsbe­ dingten Deformationen und Bruchbildungen besser widersteht.

Derartige Abgasreinigungsvorrichtungen werden üblicherweise wie folgt hergestellt: Zuerst werden ein flaches Band aus hitzebeständigem Stahlblech und ein gewelltes Band, erhält­ lich durch Formen eines ähnlichen Stahlblechs zu einer Wel­ len- oder Sinusform übereinandergelegt und dann zu einer mehrlagigen Spiralstruktur zusammengerollt oder in Lagen übereinandergelegt. Dadurch wird ein wabenförmiger mehrla­ giger Verbundkörper (nachstehend als Wabenkernkörper be­ zeichnet) erhalten, der zahlreiche axiale netzwerkartige Gasdurchlässe, durch die Abgase strömen können, besitzt. Der Wabenkernkörper wird dann in ein zylindrisches Metall­ gehäuse, das an beiden Enden offen ist, eingeführt.

Der Wabenkernkörper und das Metallgehäuse werden dann durch Löten oder Schweißen fest miteinander verbunden, so daß sie der Temperaturexpansion und der Belastung aufgrund der ho­ hen Abgastemperaturen, der durch den Katalysator induzier­ ten exothermen Abgasreaktion und dergleichen und den Vibra­ tionen bei Betrieb des damit verbundenen Kraftfahrzeugs wi­ derstehen können. Die flachen und gewellten Bänder des Wa­ benkernkörpers können selbstverständlich auch durch ein an­ deres geeignetes Verfahren miteinander fest verbunden wer­ den.

Aus Gründen der Preiskonkurrenz mit konventionellen Cordie­ rit-Keramikträgern besteht jedoch gegenwärtig ein Trend zu einer Abgasreinigungsvorrichtung ohne Metallgehäuse zur Aufnahme und festen Fixierung eines metallischen Wabenkör­ pers, d.h. zu einem metallischen Wabenkernkörper allein. Das Weglassen des Metallgehäuses führt natürlich zu einer Reduzierung der sogenannten Eindosungskosten für das Ein­ führen des Wabenkernkörpers in das Metallgehäuse und für das Zusammenfügen. Dies stellt einen beträchtlichen Kosten­ vorteil dar.

Es sind aber weder Abgasreinigungsvorrichtungen mit einem Wabenkernkörper allein noch konventionelle Abgasreinigungs­ vorrichtungen mit einem Wabenkernkörper und einem Metallge­ häuse für den Langzeit-Gebrauch geeignet. Die Gründe liegen hierfür in den Deformationskräften aufgrund der Temperatur­ expansion und der Temperaturbelastung in der heißen Umge­ bung. Die hohen Temperaturen beruhen auf den heißen Abgasen selbst und der Wärme, die bei der katalysierten Reaktion der unverbrannten Gase gebildet werden. Die Deformations­ kräfte treten hierbei vor allem senkrecht zur Längsachse des Wabenkernkörpers (nachstehend als "Radialrichtungen des Wabenkernkörpers" bezeichnet) auf und auch in dessen Axial­ richtung (d.h., in der Richtung, in der die Abgase strö­ men). Diese Deformationskräfte konzentrieren sich um den Außenbereich des Wabenkernkörpers oder auf die Kontaktstel­ len zwischen der außen gelegenen Wabenkernkörperumfangswand und der innen gelegenen damit verbundenen Metallgehäusewand über die Wabenkernkörperelemente - d.h. den flachen und ge­ wellten Bändern. Die durch die Temperaturexpansion und den Temperaturbelastung verursachten großen Deformationskräfte konzentrieren sich also insbesondere ab dem äußeren Peri­ phiebereich des Wabenkernkörpers und auf die Kontaktberei­ che zwischen der außen gelegenen Außenwand des Wabenkern­ körpers und der innen gelegenen Außenwand des damit verbun­ denen Metallgehäuses. Die flachen und/oder gewellten Bänder des Wabenkernkörpers können an solchen Stellen beträchtli­ che Risse bekommen und brechen. Die Kontaktstellen zwischen den jeweiligen Bändern und auch zwischen dem Wabenkernkör­ per und dem Metallgehäuse öffnen oder trennen sich.

Zur Verbesserung der Festigkeit der Kontaktstellenverbin­ dung zwischen dem flachen und dem gewellten Band ist es aus der JP-OS 30 651/1989 bekannt, ein flaches Band mit konkav gebogenen Abschnitten mit dem gleichen Krümmungsradius wie die gekrümmten konvexen Abschnitte (i.e. Rücken) eines ent­ sprechenden planaren Bandes einzusetzen, also mit anderen Worten, ein gewelltes Band mit gleichem Krümmungsradius. Mit dieser Technik soll vor allem die Verbindung an den Kontaktstellen des flachen und des gewellten Bandes verbes­ sert werden. Ein weiterer Vorteil dieses Verfahrens liegt in einer Reduktion der Temperaturbelastung, da der Unter­ schied in der Temperaturexpansion zwischen dem flachen und dem gewellten Band dadurch vermindert wird. Dieser Effekt reicht aber noch nicht aus.

Damit eine derartige Abgasreinigungsvorrichtung, insbeson­ dere ein Wabenkernkörper, den oben genannten Temperaturde­ formationen widerstehen kann, müssen am bisherigen Konzept Korrekturen angebracht werden. Es reicht eben nicht aus, einfach ein flaches und ein zugehöriges gewelltes Wabenkör­ perband fest miteinander zu verbinden oder zu vereinigen. Ähnliches gilt auch für die äußere Wabenkernkörperumfangs­ wand und für die innere Umfangswand des dazugehörigen Me­ tallgehäuses.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Ab­ gasreinigungsvorrichtung zur Verfügung zu stellen, die die oben genannten Nachteile nicht besitzt.

Diese Aufgabe wird durch eine Abgasreinigungsvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere Merkmale und bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Die Erfindung beruht darauf, daß die durch die Temperatur­ expansion und die thermische Belastung hervorgerufenen großen Deformationskräfte im Wabenkernkörper radial über­ tragen werden. Diese Kräfte können daher durch eine beson­ dere Form des flachen Bandes der Wabenkernkörperelemente (flachen und gewellten Bändern) - wirksam absorbiert und reduziert werden.

In einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform wird eine Abgasreinigungsvorrichtung zur Verfügung gestellt, bei der der Wabenkernkörper durch Übereinanderlegen eines flachen Metallblechbandes und eines gewellten weiteren Metallblech­ bandes erhalten wurde. Der Wabenkernkörper besitzt viele netzwerkartige axiale Gasdurchlässe und kann mit Abgasrei­ nigungskatalysator belegt werden. Das "flache Band" des Wa­ benkernkörpers besitzt alternierend unebene und flache Ab­ schnitte in gewünschter Länge.

Das Hauptelement der Abgasreinigungsvorrichtung, der metal­ lische Wabenkernkörper, ist erhältlich durch Übereinander­ legen eines flachen Bandes und eines gewellten Bandes. Das flache Band besitzt dabei flache Abschnitte (a) und dazu benachbart unebene Abschnitte (b), die jeweils die Länge (1) einer Wicklung besitzen. Dies bringt folgende erfin­ dungsgemäße Vorteile mit sich:

(1) Die hitzebedingten großen radialen Deformationskräfte im Wabenkernkörper können im unebenen Abschnitt (b) mit der Länge (1) der jeweiligen Wicklung absorbiert und reduziert werden. Dadurch wird einer Bruch- und Rißbildung an den einzelnen Wabenkernkörperelementen vorgebeugt. Es tritt auch keine Trennung von Wabenkernkörper und Metallgehäuse auf. Die besagte Riß- oder Bruchbildung sowie die Trennung werden hauptsächlich durch die temperaturbedingten Deforma­ tionskräfte, die sich auf den Bereich der äußeren Waben­ kernkörperumfangswand konzentrieren, hervorgerufen. Diese Deformationskräfte verursachen auch, daß die Waschbeschich­ tungen und die teueren Katalysatorschichten ablösen bzw. sich abschälen.

(2) Dadurch, daß das flache Band in der Einheitslänge (1) der jeweiligen Wicklung einen unebenen Abschnitt (b) er­ hält, kann der Wabenkernkörper mit einer größeren Menge Ab­ gasreinigungskatalysator belegt werden. Dadurch wird auch die Reinigung der Abgase verbessert.

(3) Der unebene Abschnitt (b) befindet sich erfindungsge­ mäß in der Längeneinheit (1) einer jeden Wicklung des fla­ chen Bandes. Dadurch kann erreicht werden, daß die ebenen Abschnitte nicht in Kontakt mit den Rücken der entsprechen­ den Maxima (oder den Minima der entsprechenden Vertiefun­ gen) des gewellten Bandes kommen, sondern daß sich dazwi­ schen Abstände (S) ergeben. Durch diese Abstandsbildung (S) kann die Menge an teurem Lötmaterial vermindert werden. Durch diese Abstandsbildung (S) wird ferner die kataly­ satortragende Oberfläche vergrößert sowie der Fluß der Ab­ gase turbulent (Turbulenzeffekte). Dies bewirkt einen bes­ seren Kontakt zwischen Abgas und Abgasreinigungskatalysator und somit auch eine verbesserte Abgasreinigungswirkung.

Es folgt nun eine kurze Beschreibung der Zeichnungen. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Teilansicht der Form des flachen Bandes für die Abgasreinigungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2 eine schematische Darstellung der Form des flachen Bandes für eine Abgasreinigungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 3 die Beziehung zwischen der Einheitslänge einer Wicklung des flachen Bandes für eine Vorrichtung gemäß der ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform und den Wellenab­ stand der Wellenform des zugehörigen gewellten Bandes;

Fig. 4 die Beziehung zwischen der Einheitslänge einer Wicklung des flachen Bandes in einer Vorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung und den Wellenabstand der Wellenform des zugehörigen gewellten Bandes;

Fig. 5 eine vergrößerte Ansicht der Kontaktstelle zwischen einem flachen und einem gewellten Band und dessen Nachba­ rabschnitt;

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsge­ mäßen mehrlagigen Abgasreinigungsvorrichtung vom gerollten Typ; und

Fig. 7 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsge­ mäßen mehrlagigen Abgasreinigungsvorrichtung in Schichtbau­ weise.

Bei einer Abgasreinigungsvorrichtung mit einem metallischen Wabenkernkörper ist es äußerst wichtig, daß diese ausrei­ chend haltbar gegenüber Temperaturexpansion und/oder Tempe­ raturbelastung (Temperaturspannungs-) bedingten Deformati­ onskräften haltbar ist.

Bei einer derartigen metallischen Abgasreinigungsvorrich­ tung ist insbesondere die Hitzebständigkeit außerordentlich wichtig, da die Vorrichtung bei Betrieb erschwerten Tempe­ raturbedingungen ausgesetzt ist. Die Reinigungsvorrichtung wird ferner beim Ingangsetzen und beim Beenden des Betriebs alternierenden Temperaturbelastungen, d.h. Erhitzungs- und Abkühlzyklen ausgesetzt.

Die verschiedenen Stadien beim Betrieb werden nachstehend näher erläutert. Der Wabenkernkörper der Abgasreinigungs­ vorrichtung ist in seinem Zentralbereich höheren Temperatu­ ren ausgesetzt als im Randabschnitt. Dies beruht auf der unterschiedlichen Verteilung der Flußrate der Abgase (z.B. im Unterschied zwischen der Flußrate im Zentralteil und der im Randabschnitt) und den durch den Abgasreinigungskataly­ sator wie Platin, Palladium oder Rhodium induzierten kata­ lytischen Reaktionen auf den Oberflächen des Wabenkernkör­ pers. Die Temperatur in einer derartigen Abgasreinigungs­ vorrichtung liegt im allgemeinen zwischen 700 und 800°C. Dort, wo ein hoher Anteil von Kohlenwasserstoffen (HC) aus­ gestoßen wird, kann jedoch auch eine Temperatur von ca. 1200°C erreicht werden.

Es folgt nun eine detailliertere Beschreibung des Tempera­ turgradienten im Wabenkernkörper. Der Temperaturgradient in dem Bereich zwischen Umfangswand des Wabenkernkörpers und dem unmittelbar darunterliegenden Abschnitt ist viel größer als bei einem Abschnitt in der Nähe des Zentralteils. Diese Tendenz wird noch verstärkt, weil die außen liegende Waben­ kernkörperumfangswand direkt mit der Umgebungsluft in Kon­ takt steht oder der Wabenkernkörper in einem zylindrischen Metallgehäuse, das mit der Umgebungsluft in Kontakt steht, befestigt ist.

Die erfindungsgemäße Abgasreinigungsvorrichtung besteht aus einem Wabenkernkörper allein (beispielsweise einem Typ ohne Metallgehäuse) oder aus einem Wabenkernkörper und einem Me­ tallgehäuse. Aufgrund der Temperaturexpansion und der Tem­ peraturbelastungen treten dann starke Deformationskräfte auf, die nachstehend als wärmeinduzierte Deformationskräfte bezeichnet werden. Diese konzentrieren sich auf Abschnitte mit niederen Temperaturen, die in der Nähe der äußeren Wa­ benkernkörperumfangswand liegen und Kontakt zum Hochtempe­ raturzentralbereich des Wabenkernkörpers besitzen, also insbesondere in Radialrichtung des Wabenkernkörpers. Dies beruht auf der Wärmeleitung durch die Wabenkernkörperele­ mente - den flachen und gewellten Bändern.

Die großen Deformationskräfte entstehen aufgrund der radia­ len Wärmeleitung im Wabenkernkörper. Sie verursachen ein Auflösen oder Trennen der Wabenkernkörperelemente (den fla­ chen und gewellten Bändern) und auch im Laufe der Zeit auf­ tretende eine Riß- und Bruchbildung der einzelnen Ele­ mente. Dieses insbesondere in dem Bereich, der zur äußeren Wabenkernkörperumfangswand benachbart ist.

Mit dieser Auflösung, Trennung, Riß- und Bruchbildung geht gleichzeitig eine Verminderung der Abgasreinigung einher, da sich die teueren Katalysatorschichten auf den Oberflä­ chen der jeweiligen Elemente ebenfalls ablösen. Das gleiche Problem tritt auch bei Abgasreinigungsvorrichtungen auf, bei denen der Wabenkernkörper in ein Metallgehäuse einge­ führt und mit seiner äußeren Außenwand auf der Innenwand des Metallgehäuses befestigt ist.

Um die oben genannten Nachteile, wie das Ablösen der Kata­ lysatorschicht zu vermeiden oder zu vermindern, war es da­ her notwendig, einen Wabenkernkörper mit Mitteln zur Ab­ sorption und Reduzierung der Deformationskräfte - die im wesentlichen in Radialrichtung des Wabenkernkörpers auf­ grund der Temperaturexpansion und der Temperaturbelastung auftreten - zur Verfügung zu stellen.

Ein technisches Merkmal der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß unter den flachen und gewellten hitzebeständigen Metallblechen des Wabenkernkörpers das flache Band so ge­ formt wird, daß es die oben genannten wärmeinduzierten De­ formationskräfte absorbieren und vermindern kann. Das fla­ che Band wird genauer gesagt so geformt, daß es alternie­ rend unebene Abschnitte b und flache Abschnitte a aufweist. In anderen Worten: zu einer Form, daß Längeneinheiten (1), die jeweils aus einem Zyklus mit einem unebenen Abschnitt b einer gewünschten Länge und einem flachen Abschnitt a der gewünschten Länge bestehen, kontinuierlich miteinander verbunden sind.

Weitere technische Merkmale und bevorzugte Ausführungsformen der Erfindungen werden unter Bezugnahme auf die Zeichnun­ gen beschrieben. Die Erfindung beschränkt sich dabei selbstverständlich nicht auf die in den Zeichnungen darge­ stellten Ausführungsformen.

Der erfindungsgemäße metallische Wabenkernkörper ist in den Fig. 6 oder 7 gezeigt; er wird in konventioneller Weise hergestellt.

Der in Fig. 6 gezeigte Wabenkernkörper 1 ist erhältlich durch Übereinanderlegen eines flachen Bandes 11 und eines gewellten Bandes 12 und Zusammenrollen dieser zu einer mehrlagigen Spiralstruktur, wobei die äußere Außenwand durch das flache Band gebildet wird. Das flache Band be­ steht aus einem 0,03 bis 0,1 mm dicken hitzebeständigen Stahlblech. Das gewellte Band 12 hingegen ist erhältlich durch Formen eines ähnlichen Stahlblechs zu einer speziel­ len Wellenform. Durch das Zusammenrollen zu einer mehrlagi­ gen Spiralstruktur werden automatisch viele netzwerkartige axiale Gasdurchlässe 13 gebildet, durch die dann Abgase strömen können. Der Wabenkernkörper 1 kann alternativ auch hergestellt werden, indem ein flaches Band 11 und ein ge­ welltes Band 12, das wie nachstehend beschrieben, geformt wurde, übereinandergelegt und dann wie in Fig. 7 gezeigt, in Lagen gestapelt.

Als flaches Band kann ein 0,04 bis 1 mm dickes Blech aus hitzebeständigem rostfreien Stahl, wie Chromstahl (Chromge­ halt: 13-25%) oder Fe-Cr20%-A15%-Stahl oder einem hitze­ beständigen rostfreien Stahl mit Zusatz seltener Erden zur Verbesserung von der Oxidationsbeständigkeit bestehen. Für das gewellte Band 12 wird ein ähnliches Stahlblech verwen­ det, nachdem es beispielsweise durch Formzahnräder geformt wurde. Die Verwendung von aluminiumhaltigen rostfreien Stahlblechen für die jeweiligen Bänder ist besonders bevor­ zugt, da bei der Hitzebehandlung auf den Oberflächen der Bänder Al₂O₃ in Form von Whiskern gebildet wird. Diese die­ nen dazu, die sogenannte Waschbeschichtung, die zur Befe­ stigung des Abgaskatalysators aufgebracht ist, festzuhal­ ten.

Als nächstes wird die Form des flachen Bandes 11, die ein Hauptmerkmal der vorliegenden Erfindung darstellt, näher beschrieben.

Die Fig. 1 zeigt ein flaches Band 11 für eine Abgasreini­ gungvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Er­ findung. Es ist dessen Form im Bereich der Kontaktstellen zwischen flachem Band 11 und zugehörigem gewellten Band 12 gezeigt.

Das in Fig. 1 gezeigte flache Band besitzt alternierend flache Abschnitte a und unebene Abschnitte b, die eine im wesentlichen sinusförmige Wellenform besitzen. Das flache Band besitzt mit anderen Worten aneinandergefügte Längen­ einheiten (1), die jeweils aus einem Zyklus mit einem un­ ebenen Abschnitt b und einen dazu benachbarten flachen Ab­ schnitt a bestehen. Beim jeweiligen Zyklus eines flachen Bandes 11 können innerhalb der Längeneinheit (1) die Längen für den flachen Abschnitt a und für den gewellten Abschnitt b gleich oder verschieden sein. Die Form des gewellten Ab­ schnitts b in der jeweiligen Zykluslänge (1) ist beliebig, solange nur ein oder mehrere Zyklen jeweils aus einer Erhe­ bung und einer Vertiefung enthalten sind.

Die unebenen Abschnitte b des flachen Bandes 11 können er­ findungsgemäß eine im wesentlichen trapezoidförmige Wellen­ struktur, wie in Fig. 2 gezeigt, oder jede andere ge­ eignete Wellenform besitzen.

In dem unebenen Abschnitt b des flachen Bandes 11 ergibt sich die Zackenhöhe (h) zwischen dem Minimum der Vertiefung und der Spitze des jeweiligen Maximums in Relation zur Wel­ lenhöhe (H) zwischen der Spitze der jeweiligen Erhebung und dem Minimum der Vertiefung im gewellten Band. Dabei werden selbstverständlich auch Faktoren berücksichtigt, wie die Adhäsion der aufzubringenden Waschbeschichtung auf der Oberfläche des flachen Bandes 11 (d.h. der Waschbeschich­ tung zur Belegung mit Abgasreinigungskatalysator), die Ver­ hinderung der Abtrennung und Ablösung der Waschbeschich­ tung, die Höhe der Absorption und Reduktion des wärmeindu­ zierten Deformationskräfte, die Steifigkeit des Wabenkern­ körpers und dergleichen. Die Höhe (h) des unebenen Ab­ schnitts b ergibt sich daher im allgemeinen aus der Formel:

Aus Gründen der Absorption und Verminderung der wärmeindu­ zierten Deformationskräfte ist insbesondere eine Beziehung zwischen der Zykluslänge (1 = a + b) des flachen Bandes 11

• - die flache Abschnitte a und unebene Abschnitte b enthält
• - und dem Wellenabstand des gewellten Bandes 12 eine Bezie­ hung, wie in den Fig. 3 und 4 gezeigt, vorteilhaft.

Die Länge des flachen Abschnitts a in der Zykluslänge (1) des flachen Bandes 11 (ein Zyklus besteht aus einem flachen Abschnitt a und einem unebenen Abschnitt b) ist, wie in Fi­ gur 3 gezeigt, kürzer als drei Wellenabstände des gewellten Bandes 12. In diesem Fall wirken keine übermäßigen Deforma­ tionskräfte auf die flachen Abschnitte a. Wenn nämlich wär­ meinduzierte große Deformationskräfte am flachen Band 11 auftreten, werden diese durch die unebenen Abschnitte b, b wie bei den Enden in der Zeichnung gezeigt, absorbiert und vermindert.

Die Längeneinheit (1) eines Zyklus besteht, wie in Fig. 4 gezeigt, aus einem flachen Abschnitt a und einem dazu be­ nachbarten unebenen Abschnitt b des flachen Bandes. Sie be­ sitzt die gleiche Länge wie der Wellenabstand der Wellen des gewellten Bandes 12, so daß die wärmebedingten Deforma­ tionskräfte maximal absorbiert und vermindert werden.

Dadurch, daß das flache Band 11 des Wabenkernkörpers 1 in die obenbeschriebene besondere Form gebracht wird, werden erfindungsgemäß wärmebedingte Deformationskräfte wirksam absorbiert und vermindert. Durch die oben genannte Form des flachen Bandes 11 werden auch folgende, in Fig. 5 ge­ zeigte, Sekundärwirkungen erhalten.

Die Fig. 5 zeigt im vergrößerten Maßstab einige Kontakt­ stellen zwischen den flachen Band 11 und dem in Fig. 1 ge­ zeigten gewellten Band 12, sowie dem benachbarten Bereich. Durch die relative Anordnung der beiden Bänder wird ein, wie in der Zeichnung gezeigt, Abstand S erhalten. In der Figur steht ein Rücken (oder eine Vertiefung) der Wellen des gewellten Bandes nicht in Kontakt mit dem entsprechen­ den flachen Abschnitt a des flachen Bandes, so daß an die­ ser Stelle ein Abstand S besteht. Bei Wabenkernkörpern 1 aus derartigen flachen Bändern 11 und gewellten Bändern 12 wird gewöhnlich ein teueres Hochtemperaturlötmaterial, z.B. ein Lötmaterial auf Nickelbasis für diese Kontaktstel­ len zwischen dem flachen und dem gewellten Band verwendet. Durch derartige Abstände S kann daher die Menge an benötig­ tem Lötmaterial vermindert werden. Gleichzeitig wird dabei auch die katalysatortragende Oberfläche vergrößert und fer­ ner der Abgasfluß in Turbulenz gebracht (durch deren stö­ rende oder eingreifende Wirkung). Dies bedingt einen ver­ besserten Kontakt zwischen Abgas und Abgasreinigungskataly­ sator.

Der Wabenkernkörper aus dem oben genannten besonders ge­ formten flachen Band 11 und dem gewellten Band 12 kann selbst als Abgasreinigungsvorrichtung verwendet werden. In so einem Fall wird dann als Ersatz für das Metallgehäuse ein Endabschnitt des flachen Bandes, der keine unebenen Ab­ schnitte aufweist, mehrere Male um den Wabenkernkörper 1 herum gewickelt. Zur Herstellung der Abgasreinigungsvor­ richtung kann alternativ auch der Wabenkernkörper 1 in ein eigenes zylindrisches Metallgehäuse eingeführt und an die­ sem fixiert werden.

Für die Form des erfindungsgemäßen Metallgehäuses bestehen, solange dieses an beiden Enden offen ist, praktisch keine Begrenzungen. Die Metallgehäuse können einen kreisförmigen und einen ovalen Querschnitt, wie in den Fig. 6 und 7 gezeigt, besitzen. Die Erfindung ist jedoch nicht auf der­ artige Metallgehäuse beschränkt. Wenn z.B. die Abgasreini­ gungsvorrichtung an der Unterseite des Kraftfahrzeugs ange­ bracht werden soll, so kann das Metallgehäuse einen im we­ sentlichen dreieckigen Querschnitt besitzen. Als Material für das Metallgehäuse empfiehlt sich der gleiche hitzebe­ ständige Stahl wie für den Wabenkernkörper oder ein Metall mit hoher Hitze- und Korrosionsbeständigkeit. Es kann fer­ ner auch ein zweischichtiges Material verwendet werden, bei dem die äußere Metallschicht eine höhere Hitze- und Korro­ sionsbeständigkeit besitzt als das Metallmaterial auf der Innenschicht. Es kann insbesondere ein beschichteter Stahl verwendet werden, dessen Innenschicht aus rostfreiem ferri­ tischem Stahl und dessen Außenschicht aus rostfreiem auste­ nitischem Stahl besteht.

Claims (14)

1. Abgasreinigungsvorrichtung mit einem Wabenkernkörper (1), erhältlich durch Übereinanderlegen eines flachen Me­ tallblechbandes (11) und eines gewellten Metallblechbandes (12), so daß dieser viele netzwerkartige axiale Gasdurch­ lässe (13) besitzt und mit Abgasreinigungskatalysator be­ legt werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß das flache Band (11) des Wabenkernkörpers alternierend unebene Abschnitte (b) und flache Abschnitte (a) gewünschter Länge besitzt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die unebenen Abschnitte (b) des flachen Bandes (11) im we­ sentlichen sinusförmig sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die unebenen Abschnitte (b) des flachen Bandes (11) im wesentlichen trapezoidförmig sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das flache Band (11) und das gewellte Band (12) der folgenden Formel entsprechen: wobei gilt:
h = Höhe der unebenen Abschnitte (b) des flachen Bandes (11) und
H = Höhe des gewellten Bandes (12).

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Längeneinheit eines Zyklusses, der aus einem unebenen Abschnitt (b) des flachen Bandes (11) und einem dazu benachbarten flachen Abschnitt (a) des fla­ chen Bandes (11) besteht, einen unebenen Abschnitt (e) mit mindestens einem Zyklus aus Vertiefung und benachbarter Erhebung aufweist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Längeneinheit eines Zyklusses, der aus einem unebenen Abschnitt (b) und einem dazu benachbar­ ten flachen Abschnitt (a) des flachen Bandes (11) besteht, einen flachen Abschnitt (a) aufweist, der nicht länger als drei Wellenabstände der Wellenform des gewellten Bandes (12) ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Längeneinheit eines Zyklusses, der aus einem unebenen Abschnitt (b) und einem dazu benachbar­ ten flachen Abschnitt (a) des flachen Bandes (11) besteht, der einen flachen Abschnitt (a) aufweist, der nicht länger als ein Wellenabstand der Wellenform des gewellten Bandes (12) ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Längeneinheit eines Zyklus, der aus einem unebenen Abschnitt (b) und einem dazu benachbar­ ten flachen Abschnitt (a) des flachen Bandes (11) besteht, der unebene Abschnitt (b) und der flache Abschnitt (a) die gleiche Länge haben.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Längeneinheit eines Zyklus, der aus einem unebenen Abschnitt (b) und einem dazu benachbarten flachen Abschnitt (a) des flachen Bandes besteht, einen un­ ebenen Abschnitt (b) und einen flachen Abschnitt (a) unter­ schiedlicher Längen aufweist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Wabenkernkörper (1) erhältlich ist durch Übereinanderlegen eines flachen Bandes (11) und eines gewellten Bandes (12) und durch Zusammenrollen des flachen Bandes (11) und des gewellten Bandes (12) zu einer mehrlagigen Spiralstruktur.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Wabenkernkörper (1) erhältlich ist durch schichtweises Übereinanderlegen des flachen und des gewellten Bandes (11, 12).

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Wabenkernkörper (1) fest in ein Me­ tallgehäuse (2) eingeschlossen ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallgehäuse einen kreisförmigen Querschnitt besitzt.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallgehäuse einen ovalen Quer­ schnitt besitzt.