DE4410974A1

DE4410974A1 - Wabenstrukturkörper

Info

Publication number: DE4410974A1
Application number: DE4410974A
Authority: DE
Inventors: Minoru Machida; Masaomi Kamiya; Toshio Yamada
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 1993-03-31
Filing date: 1994-03-29
Publication date: 1994-10-06
Anticipated expiration: 2014-03-30
Also published as: JPH06277524A; DE4410974C2; FR2703297B1; US5455097A; FR2703297A1; JP3073854B2

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf gekrümmte Wabenstrukturkörper.

Vom Stand der Technik sind Wabenstrukturkörper bekannt, die durch Extrudieren, durch Riffeln eines Blattes und Zusammenwickeln desselben mit einer flachen Lage in eine Rollenform, oder durch Bildung einer Vielzahl von ver streuten kleinen Vorsprüngen an einem Metallblatt durch Pressen und anschließendes Zusammenrollen des Blattes in eine Rollenform hergestellt werden. Diese Wabenstruktur körper haben eine Vielzahl von geradlinigen Durchgangs löchern.

Wenn die herkömmlichen Wabenstrukturkörper als Katalysatorträger für die Reinigung der Abgase eines Ver brennungsmotors in Autos verwendet wird, entstehen folgende Probleme.

Weil es Einschränkungen hinsichtlich der Anschlußstelle gibt, ist es nicht möglich, den Katalysatorträger an einer solchen Stelle einzubauen, die optimale Temperatur bedingungen hinsichtlich einer hohen Temperaturbeständig keit und eines hohen Reinigungsgrades des Katalysators aufweist. Weil die Strömungsgeschwindigkeit des Abgases an der äußeren Peripherie des Wabenstrukturkörpers kleiner als die in seinem mittleren Abschnitt ist, wird die größte Menge des Abgases im Mittelbereich des Katalysators ge reinigt. Aus diesem Grund kann nicht gesagt werden, daß der äußere Umfangsbereich des Wabenstrukturkörpers gänzlich als Katalysator funktioniert, welches gleich bedeutend mit einer auf das Volumen des Katalysators bezogenen geringen Reinigungsleistung ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, den gegenwärtigen Anfor derungen an Wabenstrukturkörper zu genügen und Waben strukturkörper als Katalysatorträger zu schaffen, die eine ausgezeichnete Reinigungsleistung des Abgases gewähr leisten und an einer schmalen Stelle innerhalb des Motor raumes angeordnet werden können.

Zur Lösung der oben genannten Aufgabe ist der Waben strukturkörper gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß der Wabenstrukturkörper eine äußere Peripherieschale oder -wand sowie Trennwände aufweist, durch welche eine Vielzahl von sich in Axialrichtung des Wabenstrukturkörpers erstreckenden Durchgangslöchern innerhalb der äußersten Peripheriewand definiert sind. Der Wabenstrukturkörper ist zumindest um eine solche Linie herum gekrümmt, die sich in einer Richtung rechtwinklig zu der Erstreckungsrichtung der Durchgangslöcher befindet, welche senkrecht zu einer Ebene ist, die durch die Mittel linie des Wabenstrukturkörpers verläuft, wobei die Mittel linie durch eine Verbindung der Schwerpunkte der äußersten Peripheriewand des Wabenstrukturkörpers in entsprechenden Ebenen rechtwinklig zu der Erstreckungsrichtung der Durch gangslöcher definiert ist, und L1/L2 nicht weniger als 0,8 sowie R nicht weniger als 100 mm sind. L1 ist eine axiale Länge des längsten Durchgangslochs unter den im äußersten Bereich des Wabenstrukturkörpers befindlichen Durchgangs löchern, L2 ist eine axiale Länge eines kürzesten Durch gangsloches unter den in einem inneren Bereich des Waben strukturkörpers befindlichen Durchgangslöchern und R ist ein Krümmungsradius der Mittellinie des Wabenstruktur körpers, wobei sich der äußere und der innere Bereich des Wabenstrukturkörpers entsprechend außerhalb bzw. innerhalb einer Ebene befinden, die durch die Mittellinie des Waben strukturkörpers verläuft und sich stets parallel zu der oben genannten zumindest einen Linie erstreckt, um welche herum der Wabenstrukturkörper gebogen ist. Die axiale Länge eines Durchgangloches ist eine entlang einer mittleren Längsachse gemessene Länge des Durchgangsloches.

Weil der Wabenstrukturkörper der vorliegenden Erfindung gekrümmt bzw. gebogen ist, kann er an einem engen Platz zum Anschließen eingebaut werden, wodurch der Anschluß spielraum vergrößert wird. Weil die Strömungsgeschwindig keit des Abgases an einer Stelle des Wabenstrukturkörpers an der äußeren Peripherie bzw. Umfangsseite, in Krümmungs richtung gesehen, sich erhöht, wird der Katalysator durch das Abgas vollständig kontaktiert, um dadurch die Leistungsfähigkeit der Reinigung des Abgases im äußeren Umfangsbereich des Wabenstrukturkörpers - in Krümmungs richtung gesehen - zu erhöhen.

Wenn das Verhältnis L1/L2, wie oben dargelegt, nicht weniger als 0,8 ist, so wird die Reinigungsleistung des Abgases verbessert. Es wurde festgestellt, daß wenn das Verhältnis L1/L2 nicht weniger als 1,2 ist, die Leistungs fähigkeit der Abgasreinigung noch weiter verbessert wird.

Wenn der Krümmungsradius R des Wabenstrukturkörpers, wie oben dargelegt, nicht weniger als 100 mm ist, so erhöhen sich die Druckverluste des Wabenstrukturkörpers fast nicht, verglichen mit den Druckverlusten bei einem her kömmlichen Wabenstrukturkörper, so daß es nicht zu einer Verschlechterung der Motorleistung wie z. B. der Ausgangs leistung des Motors führt. Unter den Wabenstrukturkörpern der vorliegenden Erfindung sind folgende bevorzugt:

Die Mittellinie hat zumindest zwei unterschiedliche Radien R der Krümmung. Die Mittelpunkte der mit diesen mindestens zwei Krümmungsradien gebogenen Krümmungen können auf ein und derselben Seite - relativ zu der durch die Mittellinie des Wabenstrukturkörpers verlaufenden Ebene gesehen - liegen oder sich auf unterschiedlichen Seiten befinden.

Der Wabenstrukturkörper hat einen gradlinigen Abschnitt, in dem die Durchgangslöcher nicht gebogen sind und der an mindestens einer Stelle an einem Endabschnitt des Waben strukturkörpers oder an einem Abschnitt, der von dem End abschnitt unterschiedlich ist, vorgesehen ist.

Der Wabenstrukturkörper ist aus einem keramischen Material gefertigt.

Der Katalysator wird an den inneren Wänden, die die Durch gangslöcher begrenzen, getragen.

Im Querschnitt gesehen erstrecken sich die Trennwände senkrecht in rechten Winkeln zu der Erstreckungsrichtung der Durchgangslöcher und definieren dadurch zwei im Quer schnitt gesehene rechtwinklige Achsen, wobei die genannte zumindest eine Linie parallel zu einer dieser zwei senkrechten Achsen ist.

Gesehen in einem Querschnitt rechtwinklig zu der Erstreckungsrichtung der Durchgangslöcher ist die Quer schnittsform des Wabenstrukturkörpers rund, elliptisch, oval, quadratisch, rechteckig oder dreieckig.

Diese und andere Gegenstände, Merkmale und Vorteile der Erfindung sind unter anderem aus den beigefügen Zeichnungen zu entnehmen. Zum besseren Verständnis der Erfindung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht zur Darstellung des Zustandes, indem ein Wabenstrukturkörper gemäß der vorliegenden Erfindung in einer Katalysatoreinheit im Motorraum innerhalb eines Fahrzeuges eingebaut ist; in dieser Ansicht zeigt ein Pfeil die Richtung nach außen, gesehen in Krümmungsrichtung;

Fig. 2 eine Ansicht in Perspektive zur Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels des Wabenstrukturkörpers entsprechend der vorliegenden Erfindung;
in dieser Ansicht zeigt ein Pfeil die Richtung von außen gesehen in Krümmungsrichtung;

Fig. 3 eine Ansicht in Perspektive zur Darstellung einer Vielzahl von Ausführungsbeispielen des Wabenstrukturkörpers nach der vorliegenden Erfindung, gesehen in einem Schnitt durch eine Ebene, die senkrecht zur einer Linie ist, um welche herum der Wabenstruktur körper gebogen ist;

Fig. 4 eine Ansicht in Perspektive zur Darstellung eines Wabenstrukturkörpers mit einer Endfläche entlang der Linie B-B in Fig. 3;

Fig. 5 eine Ansicht in Perspektive zur Darstellung eines Wabenstrukturkörpers mit einer Endfläche entlang der Linie C-C in Fig. 3;

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht zur Darstellung eines Wabenstrukturkörpers mit einer Endfläche entlang der Linie D-D in Fig. 3;

Fig. 7a bis 7f Schnittansichten zur schematischen Darstellung verschiedener Modifikationen der äußersten Peripheriewände der erfindungsgemäßen Wabenstrukturkörper;

Fig. 8a bis 8d schematische Ansichten zur Darstellung von Modifikationen der Formen der erfindungsgemäßen Waben strukturkörper;

Fig. 9a bis 9d schematische Ansichten zur Darstellung weiterer Modifikationen für die Gestaltungen der erfin dungsgemäßen Wabenstrukturkörper;

Fig. 10 ein Fahrschema eines Autos, welches einen Motor mit einem Hubraum von 2000 cc gemäß Versuch 1 hat;

Fig. 11 eine graphische Darstellung des charakte ristischen Verhältnisses zwischen den Emissionsmengen an CO, HC und NO_x bei der vorliegenden Erfindung gemäß Versuch 1 und dem Verhältnis L1/L2 der Länge des längsten Durchgangsloches zu der Länge des kürzesten Durchgangsloches; und

Fig. 12 eine graphische Darstellung des charakte ristischen Verhältnisses zwischen dem Druckverlust und dem Krümmungsradius des gebogenen Wabenstrukturkörpers.

Die vorliegende Erfindung wird im folgenden unter Bezug nahme auf die in den beigefügten Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt ein Beispiel, in dem ein gekrümmter Wabenstrukturkörper bei einem Personenkraftfahrzeug mit Hinterradantrieb und einem an der Vorderseite eingebauten Motor Anwendung findet. Innerhalb eines Motorraumes 1 ist ein Motorkörper 2 eingebaut. In einer Sammelleitung 3 des Abgassystems des Motorkörpers 2 ist ein Abgasrohr 4 ange schlossen, welches mittels einer Katalysatoreinheit 5, eines biegsamen Verbindungsstückes 8 und eines Auspufftopf es 10 unterhalb des Bodens der Karosserie mit einem Abgasanschluß 13 verbunden ist. Der obere Teil der Karosserie 2 innerhalb des Motorraumes 1 ist mit einer Motorhaube 18 bedeckt, wobei an der Vorderseite unter der Motorhaube 18 ein Gitter 15 gebildet ist. Ein Lüfter 16 und ein Kühler 17 sind an der hinteren Seite des Gitters 15 eingebaut. Zwischen der Sammelleitung 3 für die Abgase und der Katalysatoreinheit 5 sind ein Luftzufuhr-Anschluß 20 zur Zuführung von Zusatzluft in den Abgasraum 4 als auch ein Abgas-Temperaturmeßfühler 21 eingebaut.

Die oben genannte Katalysatoreinheit 5 besteht aus einem Katalysatorträger 6 und einem metallischen Gehäuse 7, das den Katalysatorträger 6 elastisch hält. Wie die Fig. 1 zeigt, hat der Katalysatorträger 6 eine gekrümmte Form. Wie in der Fig. 2 gezeigt ist, umfaßt der Katalysator träger 6 einen Wabenstrukturkörper 30 zum Tragen eines Katalysators sowie einen Katalysator (nicht gezeigt), der an der Oberfläche des Wabenstrukturkörpers getragen wird.

Wie die Fig. 2 zeigt, hat der Wabenstrukturkörper im Quer schnitt gesehen insbesondere eine elliptische Form, wobei eine querschnittselliptische und verlängerte äußerste Wand 33 sich entlang des äußeren Umfanges des Wabenstruktur körpers mit der elliptischen Querschnittsform erstreckt. Innerhalb der äußersten Wand 33 sind eine Vielzahl von Durchgangslöchern 35 durch innere Wände bzw. durch Trenn wände gebildet, die sich zwischen einer Endfläche 37(A) und einer anderen Endfläche 39(E) im wesentlichen parallel zu der Längsrichtung der Erstreckung der äußersten Wand erstrecken und diese Flächen miteinander verbinden. Durch die Durchgangslöcher 35 werden entlang der gekrümmten Form des Wabenstrukturkörpers gekrümmte Durchgänge gebildet, wobei die Querschnittsfläche eines jeden Durchgangsloches 35 im wesentlichen konstant ist, mit Ausnahme des neben der äußersten Wand 33 befindlichen Durchgangsloches 35(A).

Eine Vielzahl von Durchgangslöchern (gekrümmte Durchgänge) 35 sind durch die inneren Wände 40 und 42 gebildet, die sich entlang den Richtungen der großen und kleinen Achse der Ellipse (radial) erstrecken und gitterartig kreuzen. Wie die Fig. 2 zeigt, sind die inneren Wände 40 und die inneren Wände 42 in einer Richtung gegen eine Mittellinie der Krümmung gebogen, wobei die durch die sich kreuzenden inneren Wände 40 und 42 gebildeten gekrümmten Durchgänge 35 sich parallel entlang der Krümmungsrichtung erstrecken und den Wabenstrukturkörper von der einen Endfläche 37(A) zu der anderen Endfläche 39(E) durchdringen. Die Dicke einer jeden sich in Radialrichtung erstreckenden inneren Wand 42 ist konstant (tx), wobei auch die Dicke einer jeden der sich in Richtung der großen Achse bzw. Haupt achse der Ellipse erstreckenden inneren Wände 40 konstant ist (ty).

Wenn der Krümmungsradius R des der sich an der innersten Seite des Wabenstrukturkörpers befindlichen Durchgangs loch/Durchgangslöcher, gesehen in Richtung der Krümmung, zu groß ist, dann entfällt der angestrebte Vorteil, den Wabenstrukturkörper an einer engen Stelle einbauen zu können. Aus diesem Grund ist es in der Praxis vorzuziehen, daß der Krümmungsradius R des Wabenstrukturkörpers nicht mehr als 500 mm beträgt.

Fig. 3 zeigt schematisch eine Vielzahl von Wabenstruktur körpern nach der vorliegenden Erfindung, in welcher die Anordnungen der gegenüberliegenden Endflächen des Waben strukturkörpers 30 dargestellt sind. Nach einem ersten Ausführungsbeispiel befindet sich eine Endfläche 37 an einem Schnitt A-A und eine andere Endfläche 39 befindet sich am Schnitt E-E. Im folgenden werden Ausführungs beispiele mit einer A-A Endfläche, einer B-B Endfläche, einer C-C Endfläche oder einer D-D Endfläche erläutert.

(1) A-A Endfläche

Entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel hat der Waben strukturkörper 30 einen runden Querschnitt und ist um eine Krümmungsmittellinie (O) herum ausgebildet, wobei die Ebenen der Endflächen 37 und 39 durch den Mittelpunkt (O) (eine Mittellinie) der Krümmungsmittellinie verlaufen und die Durchgangslöcher des Wabenstrukturkörpers unter rechtem Winkel durchqueren. Wenn die gegenüberliegenden Enden der Durchgangslöcher 35 des Wabenstrukturkörpers 30 mit anderen Durchgangs löchern von Wabenstrukturkörpern zu verbinden sind, so kann der Anschluß der anderen Durch gangslöcher am Wabenstrukturkörper oder an der Rohrleitung in vorteilhafter Weise deswegen erleichtert werden, weil die Endflächen 37 und 39 rechtwinklig zu der Krümmungsmittellinie sind.

(2) B-B Endfläche

Nach einem zweiten Ausführungsbeispiel ist eine B-B Endfläche und eine E-E Endfläche des Wabenstrukturkörpers parallel zu einer Bodenfläche, wie in der Fig. 3 gezeigt ist. Weil bei diesem in Fig. 4 näher gezeigten Ausführungsbeispiel eine von einem Schwerpunkt G des Wabenstrukturkörpers 301 senkrecht nach unten gezeichnete Linie in den Bereich der EHE Endfläche fällt (vgl. Fig. 3), ist der Wabenstrukturkörper 301 im aufgerichteten Zustand an der Bodenfläche stabil gehalten. Weil die B-B Endfläche parallel zu der Bodenfläche ist, kann außerdem ein anderer Wabenstrukturkörper mit derselben Form wie der Wabenstrukturkörper 301 auf seine B-B Endfläche unmittelbar oder mittelbar auf eine zwischenliegende Unterlage aufgestapelt werden.

(3) C-C Endfläche

Entsprechend einem in Fig. 3 gezeigten dritten Ausführungsbeispiel ist eingesehen C-C Endfläche recht winklig zu einer E-E Endfläche. Bei diesem in Fig. 5 im einzelnen gezeigten Ausführungsbeispiel können an den aneinander gegenüberliegenden Enden des mit den Durch gangslöchern 35 versehenen Wabenstrukturkörpers 302 Rohre angeschlossen werden, die sich in Richtungen rechtwinklig zueinander erstrecken. Dieser Wabenstrukturkörper 302 funktioniert als ein Verbindungsstück, das an Verbindungs stellen zwischen den rechtwinklig zueinander liegenden Rohren zur Einsparung von Installationsraum effektiv verwendet werden kann.

(4) D-D Endfläche

Entsprechend einem in Fig. 3 gezeigten vierten Ausführungsbeispiel ist der in Fig. 6 im einzelnen gezeigte Wabenstrukturkörper 303 im wesentlichen in Form eines Viertelkreises um die Krümmungsmittellinie (Achse 0) herum gebogen. Bei diesem Ausführungsbeispiel hat der Wabenstrukturkörper im Querschnitt die Form eines Einviertelkreises, so daß sowohl die im Fall der A-A Endfläche erzielte ausgezeichnete Rohranschlußfähigkeit als auch die im Fall der C-C Endfläche gewährleistete effektive Anwendbarkeit in einem eingeschränkten Raum erreicht werden können.

Die Konfiguration der äußeren Wand, die die äußerste Peripheriewand des erfindungsgemäßen Wabenstrukturkörpers ausmacht, kann jede Gestalt aufweisen. Die röhrenförmige äußerste Peripheriewand kann z. B. die Form eines Rohres 52 mit einem runden Querschnitt in Fig. 7a, eines Rohres 54 mit einem zusammengedrückten runden Querschnitt in Fig. 7b, eines Rohres 56 mit einem elliptischen Querschnitt in Fig. 7c, eines Rohres 58 mit einem quadratischen Quer schnitt in Fig. 7d, eines Rohres 60 mit einem rechteckigen Querschnitt in Fig. 7e oder eines Rohres 62 mit einem dreieckigen Querschnitt in Fig. 7f haben. Entsprechend dem Fall des in Fig. 2 gezeigten Wabenstrukturkörpers werden die aneinander gegenüberliegenden Endflächen der in Fig. 7a-7f gezeigten Wabenstrukturkörper durch eine Vielzahl von Durchgangslöchern miteinander verbunden. Die Quer schnittsform der Durchgangslöchern ist nicht notwendiger weise auf eine bestimmte Form beschränkt, sondern es kann z. B. eine quadratische, eine rechtwinklige, eine dreieckige oder eine runde Querschnittsform der Durch gangslöcher verwendet werden.

Die Gestaltung des gekrümmten Wabenstrukturkörpers kann in verschiedener Weise modifiziert werden. Wie die Fig. 8a zeigt, ist der Krümmungsradius R des Wabenstrukturkörpers 100 um den Mittelpunkt A konstant, wobei die Längen des längsten und des kürzesten Durchgangsloches mit L1 bzw. mit L2 gekennzeichnet sind. Wie die Fig. 8b zeigt, kann ein gekrümmter Wabenstrukturkörper 101 durch Verbindung von zwei gekrümmten Teilen gebildet werden, wobei das eine ein Krümmungsradius R₁ mit einem Mittelpunkt A₁ und das andere ein Krümmungsradius R₂ mit einem Mittelpunkt A₂ hat. Gemäß Fig. 8c kann ein geradliniger Wabenstruktur körper 102a mit einem gekrümmten Wabenstrukturkörper 102 mit einem Krümmungsradius R verbunden werden. Desweiteren sind in Fig. 8d Wabenstrukturkörper 103a und 103b mit unterschiedlichen Krümmungsradien R₁ und R₂ mit Mittel punkten A₁ bzw. A₂ gezeigt, die mittels eines geradlinigen Wabenstrukturkörpers 103c miteinander verbunden sind. Wie die Fig. 9a, 9b, 9c und 9d zeigen, können außerdem eine oder zwei der aneinander gegenüberliegenden Flächen des Wabenstrukturkörpers in Bezug auf die Erstreckungsrichtung der Durchgangslöcher (vgl. die Wabenstrukturkörper 104, 105,106 und 107 in den Fig. 9a-9d) geneigt sein. Im Zusammenhang mit dem Krümmungsradius und dem Krümmungs mittelpunkt in den Fig. 9a bis 9d wird auf die Fig. 8a bis 8d Bezug genommen.

Der erfindungsgemäße Wabenstrukturkörper kann z. B. durch das nachfolgend beschriebene Verfahren hergestellt werden.

Bei diesem Verfahren wird der Wabenstrukturkörper bei Verwendung einer herkömmlichen Strangpreßform extrudiert und dann in einem Herd untergebracht, der eine gekrümmte Oberfläche mit einem vorbestimmten Krümmungsradius auf weist, wobei die gekrümmte Oberfläche eine Vielzahl von gekrümmten Abschnitten aufweisen kann. Dadurch kann der Wabenstrukturkörper mit einer gewünschten Krümmungsform durch herkömmliche, ein Hartbrennen umfassende Verfahren schritte erhalten werden.

Im folgenden werden Versuche im Zusammenhang mit Waben strukturkörpern erläutert.

Versuch 1

Ein Fahrzeug, in dem ein Motor mit einem Hubraum von 2000 cc und ein Wabenstrukturkörper als Katalysatorträger eingebaut wurden, wurde entsprechend dem in Fig. 10 gezeigten Schema betrieben und die Emissionsmengen an Kohlmonoxid CO, Kohlenwasserstoffe HC und Stickstoffoxide NO_x wurden gemessen. Die Ergebnisse sind in Fig. 11 aufgezeigt.

Als Katalysatorträger wurde aus keramischem Material hergestellte Wabenstrukturkörper mit einem Volumen von 1000 cc und einer in Fig. 8a gezeigten Querschnittsform verwendet, wobei als aufgetragenes Edelmetall mit einer gleichmäßigen Mengenverteilung von 1,4 × 10^-3 g/cm³ Platin Pt, Rhodium Rh oder Palladium Pd verwendet wurde. Die die äußerste Peripheriewand bildende äußere Wand hatte, rechtwinklig zu der Erstreckungsrichtung der Durchgangs löcher gesehen, eine elliptische Form mit einer kurzen Achse von 75 mm und einer Hauptachse von 100 mm, wobei die Durchgangslöcher eine quadratische Querschnittsform hatten. Die Anzahl der Durchgangslöcher war 60/cm² in einer Ebene rechtwinklig zur Erstreckungsrichtung der Durchgangslöcher. Die Wanddicke zwischen den benachbarten Durchgangslöchern war 0,15 mm.

Fig. 11 zeigt die Versuchsergebnisse, wobei die Emissions menge jeweils von CO, HC und NO_x im Fall eines herkömmlichen Wabenstrukturkörpers (d. h. L1/L2 = 1) auf 1 angesetzt ist. Bei L1/L2 von nicht weniger als 0,8 wurden die Emissionsmengen an CO, HC und NO_x nicht sichtbar gesenkt. Bei L1/L2 von nicht weniger als 1,2 sank die Emissionsmenge jeweils an CO, HC und NO_x um nicht weniger als 10% verglichen mit dem herkömmlichen Fall. Dementsprechend sollte L1/L2 nicht weniger als 0,8, vorzugsweise nicht weniger als 1,0 und noch besser, nicht weniger als 1,2 betragen.

Versuch 2

Zum Einsatz kam ein Automotor mit einem Hubraum von 2000 cc, wobei auf dem halben Weg des Abgasrohres ein Wabenstrukturkörper angeschlossen wurde. Es wurde der durch den Wabenstrukturkörper verursachte Kompressions verlust auf der Grundlage des Druckunterschiedes stromaufwärts und stromabwärts vom Wabenstrukturkörper bei einem Betrieb mit 40 km/h ermittelt. Die Ergebnisse sind in Fig. 12 gezeigt.

Die verwendeten Wabenstrukturkörper wurden aus keramischem Material (Kordierit) gefertigt und hatten die in Fig. 9a, 9b, 9c oder 9d gezeigten Gestaltungen. Das Volumen eines jeden Wabenstrukturkörpers war 1800 cc. Die die äußerste Periperiewand bildende Wand hatte, in einer Ebene recht winklig zu den Durchgangslöchern gesehen, eine runde Form mit einem Durchmesser von 100 mm. Die Durchgangslöcher hatten, in einer Ebene rechtwinklig zu den Durchgangs löchern gesehen, eine quadratische Querschnittsform und die Anzahl der Durchgangslöcher war 90/cm². Die Wanddicke zwischen den benachbarten Durchgangslöchern war 0,1 mm.

Fig. 12 zeigt die Ergebnisse der ermittelten Beziehung zwischen dem Krümmungsradius und dem Kompressionsverlust, wobei der Kompressionsverlust des herkömmlichen Waben strukturkörpers auf 1 angesetzt wurde. Es ist zu erkennen, daß der Kompressionsverlust sichtbar abnimmt, wenn der Krümmungsradius 100 mm überschreitet. Weil die Waben strukturkörper verglichen mit den herkömmlichen gerad linigen Wabenstrukturkörpern gemäß obiger Beschreibung gekrümmt sind, können diese in wirkungsvoller Weise in einem engen freien Abschnitt eines Raumes angeordnet werden.

Wenn der erfindungsgemäße Wabenstrukturkörper als Träger für einen Katalysator verwendet wird, kann außerdem die Katalysatoreinheit durch effektive Ausnutzung eines engen Bereiches an einem Eckabschnitt um den Motor herum innerhalb des Motorraumes in wirkungsvoller Weise angeordnet werden, wodurch die katalytische Funktion für den Motor erhöht, Installationsplatz innerhalb des Motor raumes eingespart, das Gewicht der Komponenten im Motor raum vermindert und der Raum im Kraftfahrzeug effektiv genutzt wird.

Weil die äußere Peripheriewand des Wabenstrukturkörpers gekrümmt ist, kann der Wabenstrukturkörper - wie bereits oben im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen gekrümmten Wabenstrukturkörper erläutert - innerhalb eines gekrümmten Raumes oder eines gekrümmten Abschnittes einwandfrei eingebaut werden, was durch die herkömmlichen geraden Wabenstrukturkörper nicht erreicht wurde.

Wenn der erfindungsgemäße Wabenstrukturkörper als Kataly satorträger verwendet wird, kann außerdem ein freier Platz innerhalb des Motorraumes soweit wie möglich effektiv ausgenutzt und der Einbau von weiteren Motorteilen inner halb des Motorraumes ermöglicht werden.

Ein Wabenstrukturkörper umfaßt eine äußerste Peripherie wand und Trennwände, die axial eine Vielzahl von Durchgangs löchern innerhalb der äußersten Peripheriewand definieren. Der Wabenstrukturkörper ist um eine Linie herum gekrümmt, die senkrecht zu einer Erstreckungsrichtung der Durchgangslöcher verläuft, wobei L1/L2 0,8 und R 100 mm ist, L1 eine axiale Länge eines unter den in einem äußeren Bereich des Waben strukturkörpers befindlichen Durchgangslöchern längsten Durchgangsloches ist und L2 eine axiale Länge eines unter den im inneren Bereich des Wabenstrukturkörpers befindlichen Durchgangslöchern kürzesten Durchgangsloches ist und R ein Krümmungsradius einer Mittellinie des Waben strukturkörpers ist, die durch die stetige Verbindung der Schwerpunkte der äußersten Peripheriewand des Wabenstrukturkörpers in entsprechenden Ebenen rechtwinklig zu der Erstreckungsrichtung der Durchgangslöcher definiert ist. Der äußere Bereich und der innere Bereich des Wabenstrukturkörpers befinden sich entsprechend außerhalb und innerhalb einer Ebene, die die Mittellinie des Waben strukturkörpers durchläuft und sich stets parallel zu der zumindest einen Linie erstreckt, um die herum der Wabenstrukturkörper gekrümmt ist.

Claims

1. Wabenstrukturkörper mit einer äußersten Periphe riewand und Trennwänden (40, 42), durch welche eine Vielzahl von sich in Axialrichtung des Wabenstruktur körpers erstreckenden Durchgangslöchern (35) innerhalb der äußersten Peripheriewand definiert sind, wobei der Waben strukturkörper zumindest um eine Linie (O, O₁, O₂) herum gebogen ist, die sich in einer Richtung rechtwinklig zu einer Erstreckungsrichtung der Durchgangslöcher, welche senkrecht zu einer eine Mittellinie des Wabenstruktur körpers durchlaufende Ebene ist, befindet, die Mittellinie durch eine stetige Verbindung der Schwerpunkte der äußersten Peripheriewand des Wabenstrukturkörpers in entsprechenden Ebenen rechtwinklig zu der Erstreckungs richtung seiner Durchgangslöcher definiert ist, wobei L1/L2 nicht weniger als 0,8 und R nicht weniger als 100 mm beträgt, L1 eine axiale Länge eines am äußeren Bereich des Wabenstrukturkörpers befindlichen, unter den Durchgangs löchern längsten Durchgangsloches ist, und L2 eine axiale Länge eines im inneren Bereich des Wabenstrukturkörpers befindlichen, unter den Durchgangslöchern kürzesten Durchgangsloches ist, wobei die axiale Länge des Durch gangsloches eine entlang seiner Längsmittellinie gemessene Länge ist, R ein Krümmungsradius einer Mittellinie des Wabenstrukturkörpers darstellt und der äußere und innere Bereich des Wabenstrukturkörpers sich entsprechen außerhalb und innerhalb einer Ebene befinden, die die Mittellinie des Wabenstrukturkörpers durchläuft und sich stets parallel zu der zumindest einen Linie erstreckt, um welche herum der Wabenstrukturkörper gekrümmt ist.

2. Wabenstrukturkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittellinie zumindest zwei unter schiedliche Krümmungsradien R (R₁, R₂) aufweist.

3. Ein Wabenstrukturkörper nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelpunkte (O₁, O₂) der mit den unterschiedlichen Krümmungsradien R (R₁, R₂) gebogenen Krümmungen sich auf der selben Seite des Wabenstruktur körpers befinden.

4. Wabenstrukturkörper nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen geradlinigen Abschnitt (102a, 103c), in dem die Durchgangslöcher nicht gekrümmt sind, wobei der geradlinige Abschnitt zumindest an einer Stelle an einem Endabschnitt des Wabenstrukturkörpers oder an einem von diesem Abschnitt unterschiedlichen Abschnitt vorgesehen ist.

5. Wabenstrukturkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß er aus keramischem Material gefertigt ist.

6. Ein Wabenstrukturkörper nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß er aus keramischem Material gefertigt ist.

7. Wabenstrukturkörper nach Anspruch 4, gekennzeich net durch einen Katalysator, der an die Durchgangslöcher bildende innere Wände getragen wird.

8. Wabenstrukturkörper nach Anspruch 4, gekennzeich net durch einen Katalysator, der an die Durchgangslöcher bildende innere Wände getragen wird.

9. Wabenstrukturkörper nach Anspruch 5, gekennzeich net durch einen Katalysator, der an die Durchgangslöcher bildende innere Wände getragen wird.

10. Ein Wabenstrukturkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwände (40, 42) sich in recht winkligen Richtungen gesehen in einem zu der Erstreckungs richtung der Durchgangslöcher (35) rechtwinkligen Quer schnitt erstrecken, und, in diesem Querschnitt gesehen, zwei rechtwinklige Achsen definieren, wobei die genannte zumindest eine Linie parallel zu einer der zwei rechtwinkligen Achsen ist.

11. Wabenstrukturkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Querschnittsform des Waben strukturkörpers, gesehen in einem Querschnitt rechtwinklig zu der Erstreckungsrichtung der Durchgangslöcher (35), eine runde, eine elliptische, eine ovale, eine quadratische, eine rechteckige oder eine dreieckige Form ist.