DE4016276C1 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Metallträger für ei­ nen Katalysator zur Abgasreinigung, insbeson­ dere für Brennkraftmaschinen, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Es ist aus der EP-A1 2 45 737 bekannt, einen Metallträger für einen Katalysator dadurch herzustellen, daß mehrere glatte und gewellte Metallbänder abwech­ selnd zu einem Stapel aufeinander geschichtet und daß die Enden dieses Stapels um zwei Fixpunkte verschlungen werden. Dieser Metallträger wird in einen rohrför­ migen Mantel eingesetzt und mit diesem fügetechnisch verbunden.

Die vorgenannte Methode weist den Nachteil auf, daß ein Verschlingen dickerer Blechstapel, die zur Herstellung größerer Katalysatordurchmesser erforderlich sind, au­ ßerordentlich hohe Kräfte erfordert.

Aus der DE-U1 89 08 671 ist es bekannt, Metallträger aus drei Stapeln herzustellen, wobei die einzelnen Stapel um eine Knicklinie gefaltet und anschließend gemeinsam gleichsinnig verschlungen werden. Nachteilig ist hierbei, daß jeder einzelne Stapel in einem zusätz­ lichen Arbeitsgang gefaltet werden muß. Außerdem ver­ bleiben bei dieser Art der Herstellung eines Metallträgers im Inneren des Trägers größere Bereiche, die nicht durch den Wabenkörper ausgefüllt werden, ins­ besondere im Zentrum des Trägers.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Metallträger der eingangs genannten Art so auszu­ bilden, daß ein homogener, einfach zu fertigender Wa­ benkörper aus einer Vielzahl von Blechlagen entsteht und möglichst jede Blechlage mit dem umhüllenden Mantel in Berührung kommt.

Zur Lösung der Aufgabe wird ein Wabenkörper mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschla­ gen. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen eines solchen Metallträgers sind in den Unteransprüchen 2 bis 4 aufgezeigt.

Die vorgeschlagene Ausgestaltung erlaubt die einfache Herstellung eines Metallträgers aus einer Vielzahl von Blechlagen. Insbesondere die Anpassung an unter­ schiedliche Formen des Mantels ist leicht möglich. Durch eine Variierung der Länge und/oder der Dicke der einzelnen Stapel kann eine Vielzahl von Formen erzeugt werden. So ist zur Herstellung von Sonderformen, z. B. von elliptischen Trägern ein Einlegen von Füll­ stücken, wie es in der ET 2 45 737 beschrieben wird, nicht erforderlich, wodurch eine wesentliche Verminderung der Produktionskosten erreicht wird.

Besonders vorteilhaft ist auch die Ausgestaltung des Metallträgers aus vier Stapeln, da diese Ausge­ staltung eine sehr gleichmäßige Verteilung der Berüh­ rungslinien der Blechlagen mit dem Mantel auf der inne­ ren Mantelfläche ergibt.

Die Ausführung nach Anspruch 4 ermöglicht die vorteil­ hafte Ausgestaltung einer elliptischen oder ellipsen­ ähnlichen Katalysatorform. Die gleichmäßige Verteilung der Berührungslinien auf der inneren Mantelfläche bei elliptischen oder ellipsenähnlichen Katalysatorformen ist zweckmäßigerweise dadurch zu erhalten, daß ein runder Metallträger, der einen größeren Hohlraum im Inneren aufweist, zu der gewünschten elliptischen oder ellipsenähnlichen Form gepreßt wird.

Die Form der Stapel, aus denen der Metallträger gefertigt wird, weist in der Seitenansicht immer zwei parallele Kanten auf. Die Enden der Stapel können in verschiedenen Winkeln auslaufen, so daß sich die im Kennzeichen des Anspruchs 1 beschriebenen geometrischen Formen ergeben.

Die Erfindung ist in der Zeichnung anhand von Ausfüh­ rungsbeispielen dargestellt.

Es zeigen:

Fig. 1a eine runde Katalysatorform und

Fig. 1b die zugehörige Anordnung der Stapel vor dem Verschlingen,

Fig. 2a eine quadratische Katalysatorform und

Fig. 2b die zugehörige Anordnung der Stapel vor dem Verschlingen,

Fig. 3a eine längliche Katalysatorform und

Fig. 3b die zugehörige Anordnung der Stapel vor dem Verschlingen,

Fig. 4a eine elliptische Katalysatorform und

Fig. 4b die zugehörige Anordnung der Stapel vor dem Verschlingen,

Fig. 5a eine längliche elliptische Katalysa­ torform und

Fig. 5b die zugehörige Anordnung der Stapel vor dem Verschlingen,

Fig. 6a eine elliptische Katalysatorform,

Fig. 6b die zugehörige Anordnung der Stapel mit zentralem viereckigem Hohlraum vor dem Verschlingen und

Fig. 6c die zugehörige Anordnung der Stapel mit viereckigem Hohlraum nach dem Ver­ schlingen.

In der Fig. 1a ist eine kreisrunde Katalysatorform und in der Fig. 1b die zugehörige Anordnung der Stapel (3) schematisch dargestellt. Die Stapel (3) sind in ihren Abmessungen identisch. Sie haben eine rechteckige Form, in der hier gezeigten Darstellung sind abwechselnd ge­ wellte (4) und glatte (5) Blechlagen aufeinanderge­ schichtet. Die Stapel (3) sind derartig angeordnet, daß die Berührungslinien in der Seitenansicht die Form ei­ nes rechtwinkligen Kreuzes (6) ergeben, welches in der Zeichnung durch stärkere Linien dargestellt ist. Die Stapel (3) werden im Uhrzeigersinn um einen Symmetrie­ punkt (8) geschlungen, der hier der Mittelpunkt des Kreuzes (6) ist. Der so erzeugte Metallträger (1) wird anschließend in einen Mantel (2) eingeschoben. Die Blechlagen (4, 5) des Metallträgers (1) und der Mantel (2) werden im nächsten Produktionsschritt durch ein fügetechnisches Verfahren, vorzugsweise durch Ver­ löten, verbunden.

In der Fig. 2 wird eine quadratische Katalysatorform (mit abgerundeten Ecken) gezeigt. Die Anordnung der Stapel (3) ist, wie bei der runden Katalysatorform, kreuzförmig. Die einzelnen Stapel (3) sind hierbei in der Seitenansicht aber nicht rechteckig, sondern am außenliegenden Ende spitz zulaufend, d. h. trapezförmig. Der Fertigungsprozeß verläuft wie in der Beschreibung zu Fig. 1 angegeben.

In der Fig. 3a wird eine längliche Katalysatorform und in der Fig. 3b die zugehörige Anordnung der Stapel (3) schematisch dargestellt. Die Anordnung der Stapel (3) ist ebenfalls kreuzförmig. Allerdings sind die Stapel (3) oberhalb und unterhalb einer Verschiebeebene E-E, die zur Zeichenebene senkrecht steht, relativ zueinan­ der verschoben, so daß sich ein verschobenes Kreuz (7) ergibt, welches in der Zeichnung durch stärkere Linien dargestellt ist. Der Abstand der senkrecht auf der Ver­ schiebeebene E-E stehenden Stapel (3) bestimmt die Breite des Katalysators. Die Stapel (3) werden, wie in der Beschreibung zu Fig. 1 bereits dargestellt, im Uhr­ zeigersinn um den Symmetriepunkt (8), der auf der Ver­ schiebeebene E-E und mittig zu beiden verschobenen Sta­ peln (3) angeordnet ist, geschlungen. Die weiteren Fer­ tigungsschritte erfolgen wie oben bereits angegeben.

In den Fig. 4a und 5a sind elliptische Katalysatorfor­ men und in den Fig. 4b und 5b die zugehörigen Anordnun­ gen der Stapel (3) schematisch dargestellt. Die Anord­ nung der Stapel (3) ist ähnlich der in Fig. 3b gezeig­ ten Anordnung. Die hier gezeigten Stapel (3) sind aber in der Dicke und in der Länge variiert. Daraus ergeben sich weitere unterschiedliche Formen für den Katalysa­ tor. Der Herstellungsprozeß verläuft wie in der Be­ schreibung zu Fig. 1 erläutert.

In der Fig. 6a ist eine weitere Ausgestaltung einer elliptischen Katalysatorform, in der Fig. 6b die zuge­ hörige Anordnung der Stapel vor dem Verschlingen und in der Fig. 6c die zugehörige Anordnung der Stapel nach dem Verschlingen dargestellt. Die Stapel (3) sind in der Seitenansicht parallelogrammförmig. Sie sind kreuz­ förmig so um den Symmetriepunkt (8) angeordnet, daß sich ein zentraler viereckiger Hohlraum (9) bildet. Die Stapel (3) werden im Uhrzeigersinn um den Symmetriepunkt (8), der den Mittelpunkt des Hohlraums (9) bildet, verschlungen. Nach dem Verschlin­ gen ergibt sich eine runde Form des Metallträgers (1), der in Fig. 6c schematisch dargestellt ist. Der Metallträger (1) wird, von dieser runden Form ausgehend, mit Hilfe von geeigneten Werkzeugen in die gewünschte elliptische Form gepreßt. Dabei wird der zentrale Hohlraum (9) geschlossen. Der Metallträger (1) wird in einen Mantel (2) eingesetzt und mit diesem fügetechnisch verbunden.

Claims (4)

1. Metallträger für einen Katalysator zur Abgasreinigung, insbesondere für Brennkraftmaschinen, bestehend aus ge­ wellten oder aus gewellten und glatten Metallbändern, die zu mehreren aneinandergrenzenden Schichten gestapelt und gleichsinnig verschlungen sind, wobei die freien Enden fügetechnisch mit einem umhüllenden Mantel verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens vier Stapel (3), deren Seitenansicht die Form eines Rechtecks, eines Trapezes oder eines Paral­ lelogrammes aufweist, mit jeweils einem Ende miteinander punktsymmetrisch zur Anlage gebracht und um einen Symme­ triepunkt (8) verschlungen sind.

2. Metallträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallträger (1) aus Stapeln (3) besteht, die sowohl in der Dicke als auch in der Länge unterschied­ liche Abmessungen haben.

3. Metallträger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlageflächen der vier aneinandergelegten Stapel (3) vor dem Verschlingen die Form eines Kreuzes (6) oder eines in der Verschiebeebene E-E verschobenen Kreuzes (7) bilden.

4. Metallträger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß vier parallelogrammförmige Stapel (3) kreuzförmig so aneinandergelegt werden, daß sich im Zentrum des Metall­ trägers (1) ein viereckiger Hohlraum (9) ergibt, der nach dem Verschlingen dadurch verschlossen wird, daß der Me­ tallträger (1) zu der gewünschten elliptischen oder ellipsenähnlichen Querschnittsform gepreßt wird.