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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren eines metallischen
Trägers
für einen katalytischen
Wandler.
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Herkömmlich ist
ein katalytischer Wandler zum Reinigen von Abgasen in einem Abgasreinigungssystem
einer Brennkraftmaschine installiert. Als ein katalytischer Wandler
wird hierfür
ein metallischer Träger,
der aus Metallblechen, z. B. aus Fe-Cr-Al-Eisen-basierten, rostfreien
Folien (20Cr-5Al-La-Fe) oder dergleichen gebildet wird, allgemein
verwendet.
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Ein
Herstellungsverfahren des metallischen Trägers ist in der JP-A-5-131143
oder in den 4 bis 7 gezeigt.
Es ist ein Herstellungsverfahren bekannt, in dem ein riemenförmiges,
gewelltes Blech 1 und ein flaches Blech 3, die
aus Metallblech gebildet sind, alternierend übereinander gelegt werden, und
in einen Kern (einen wabenförmigen
Körper) 5 mit
einer kreisförmigen
Querschnittsform oder einer kreisförmigen Form einer Laufspur
gerollt und gebildet werden, und ein Ni-Hartlot-Folienmaterial 7 um einen
Außenumfang
der hinteren Seite (der Seite vom Abgasauslass) des Kerns 5 oder
einem zentralen Abschnitt desselben geschlungen wird. Diese Anordnung
wird in einen Metallzylinder 9 press-eingesetzt und in
einem Vakuum-Zustand erwärmt
(einer Wärmebehandlung
unterworfen), um das gewellte Blech 1 und das flache Blech 3 miteinander
Diffusions- zu verbinden und den Außenzylinder 9 und
den Kern 5 miteinander hart zu verlöten, um dadurch den metallischen
Träger 11 oder 13 herzustellen.
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Die
zuvor erwähnte
Form der Laufspur bezieht sich auf eine im Wesentlichen elliptische
Form, die der Form einer Spur und eines Bereiches entspricht und
die aus zwei gegenüberliegenden
Abschnitten und zwei gegenüberliegenden
halbkreisförmigen
Abschnitten, die sie verbinden, besteht.
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Bei
dem zuvor beschriebenen herkömmlichen
Verbindungsverfahren hat es jedoch Fälle gegeben, wo, wie in der 8 gezeigt,
ein Hartlotmaterial 7-1, das während der Wärmebehandlung schmilzt, zu
der vorderen Seite (der Gas-Einlassseite) des Kerns 5 ansteigt,
um mit dem Außenzylinder 9 haftverbunden
zu werden, oder, wie in der 9 gezeigt,
das geschmolzene Material 7-1 fließt aus der vorderen Seite oder
aus der hin teren Seite des Kerns 5 heraus, um die vordere
Seite oder die hintere Seite des Kerns 5 zu veranlassen,
mit dem Außenzylinder 9 teilweise
haftverbunden zu werden.
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Da
es jedoch eine Differenz in der thermischen Ausdehnung zwischen
dem Kern 5 und dem Außenzylinder 9 gibt,
hat es eine Möglichkeit
gegebenen, dass, wenn der Kern 5 mit dem Außenzylinder 9 teilweise
haftverbunden ist, der Abschnitt des Kerns 5, der mit dem
Außenzylinder 9 verbunden
ist, abbrechen kann, ohne in der Lage zu sein, seinem eigenen thermischen
Schrumpfen zu folgen, oder Teile des Kerns 5 können in
die Zellenformen abfallen, verbunden mit der Tatsache, dass die
Konzentration der Spannung in den Verbindungsabschnitten des Kerns 5 und
des Außenzylinders 9 auftritt.
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Das
Stand der Technik-Dokument
JP
8 141 413 A lehrt ein Verfahren zum Herstellen eines metallischen
Trägers
für einen
katalytischen Wandler sowie für
einen metallischen Träger
für einen
katalytischen Wandler. Entsprechend des Verfahrens ist der metallische
Träger
durch einen Wabenkörper
aufgebaut, gebildet durch Übereinanderlegen
eines gewellten Metallbleches über
ein flaches Metallblech und spiraliges Verdrehen von ihnen. Der
Wabenkörper
wird in einen Außenzylinder
eingesetzt und demselben Diffusionsverbinden mit einem Hartlotmaterial,
das auf dem Wabenkörper
vorgesehen ist, unterworfen.
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Das
Stand der Technik-Dokument
US 4,948,774 ist
auf einen aus Metall hergestellten Körper gerichtet, der darauf
einen Abgasreinigungskatalysator trägt, der ein metallisches Gehäuse und
einen mehrschichtigen Zusammensetzungsaufbau oder einen Wabenaufbau
aufweist, der aus einem Blech-artigen Metallband und einem gewellten
Metallband besteht, die in dem metallischen Gehäuse enthalten und damit verbunden
sind. Der metallische Außenzylinder
ist mit einer Mehrzahl von so genannten Hartmetalllot-Haltenuten
versehen. Mit dem innerhalb der Nut untergebrachten Hartlotmaterial
und dem in dem metallischen Zylinder eingesetzten Wabenaufbau wird
die jeweilige Anordnung einer Wärmebehandlung
unterworfen, um die Bauteile durch Hartlöten, insbesondere an der Position
an der Nut, zu verbinden.
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Es
ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Herstellung
eines metallischen Trägers für einen
katalytischen Wandler zu schaffen, wobei das Zusammenbauen der Bauteile
des metallische Trägers
in einer sicheren Weise erreicht werden kann.
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Entsprechend
eines ersten Aspektes der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe
durch ein Verfahren zum Herstellen eines metallischen Trägers für einen
katalytischen Wandler mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs
1 gelöst.
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Überdies
wird entsprechend eines zweiten Verfahrensaspektes der vorliegenden
Erfindung die Aufgabe durch ein Verfahren zum herstellen eines metallischen
Trägers
für einen
katalytischen Wandler mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs
2 gelöst.
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In
Anbetracht der vorliegenden Lehre ist ein metallischer Träger für einen
katalytischen Wandler vorgesehen, in dem ein Hartlot-Folienmaterial
um einen Außenumfang
einer Abgas-Auslassseite eines Kerns geschlungen ist, der durch
Aufeinanderlegen, einer über
dem anderen, eines gewellten Bleches und eines flachen Bleches,
die aus einem Metallblech gebildet sind, und durch Rollen von ihnen,
gebildet werden, und ein Anordnung derselben in einen metallischen
Außenzylinder
press-eingesetzt und der Wärmebehandlung
unterworfen wird, um das gewellte Blech und das flache Blech zusammen
zu verbinden, und einen Verbindungsabschnitt des Außenzylinders
und einen Außenumfang
des Kerns durch ein Hartlotmaterial zusammen zu verbinden, der dadurch gekennzeichnet
ist, dass eine Lotanstiegs-Verhinderungsnut über einen gesamten Umfang des
Innenumfanges des Außenzylinders
an einer Position vorgesehen ist, die auf einer Abgas-Auslassseite
eines Bereichs zum Verbinden des Kerns vorgesehen ist.
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Zusätzlich ist
in Anbetracht der vorliegenden Lehre ein metallischer Träger für einen
katalytischen Wandler vorgesehen, in dem ein Hartlot-Folienmaterial
rund um einen Außenumfang
eines zentralen Abschnittes eines Kerns geschlungen ist, der durch
Aufeinanderlegen, eines über
dem anderen, eines gewellten Bleches und eines flachen Bleches,
die aus Metall gebildet sind, und durch Rollen von ihnen, gebildet
wird, und eine Anordnung desselben in einen metallischer Außenzylinder
eingesetzt und der Wärmebehandlung
unterworfen wird, um das gewellte Blech und das flache Blech Diffusions-
zu verbinden und einen Innenumfang des Außenzylinders des Kerns durch
ein Hartlotmaterial zu verbinden, der dadurch gekennzeichnet ist,
dass Lotanstiegs-Verhinderungsnuten über den gesamten Umfang des
Innenumfangs des Außenzylinders
an Positionen vorgesehen sind, die jeweils auf der Abgas-Auslassseite und
auf der Abgas-Einlassseite des Bereichs zum Verbinden des Kerns
vorgesehen sind.
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Entsprechend
der vorliegenden Lehre tendiert das Hartlotmaterial, das durch die
Wärmebehandlung
während
der Herstellung geschmolzen wird, dazu, in die Richtung zu der Abgas-Auslassseite
des Kerns infolge des Kapillarphänomens
aufzusteigen, aber das Hartlotmaterial hält in der Lotanstiegs-Verhinderungsnut,
die in dem Innenumfang des Außenzylinders
vorgesehen ist, an, um dadurch das Ansteigen des Hartlots in die
Abgas-Einlassseite des Kerns zu verhindern.
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Entsprechend
der vorliegenden Lehr schmilzt das Hartlot-Folienmaterial und tendiert
dazu, in die Richtung zu der Abgas-Einlassseite und der Abgas-Auslassseite
des Kerns infolge des Kapillarphänomens
während
der Wärmebehandlung
in ihrem Herstellungsverfahren zu fließen, aber das Hartlotmaterial
hält in
der Lotanstiegs-Verhinderungsnut, die in dem Innenumfang des Außenzylinders
vorgesehen ist, an, um dadurch das weitere Ausfließen desselben
zu verhindern, d. h., um das geschmolzene Material am Ansteigen über die
Lotanstiegs-Verhinderungsnut zu hindern.
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Nachstehend
wird die vorliegende Erfindung mittels bevorzugter Ausführungsbeispiele
in Verbindung mit den beigefügten
Zeichnungen dargestellt und erläutert.
In den Zeichnungen, wobei:
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1A eine
perspektivische Ansicht eines Außenzylinders eines metallischen
Trägers
entsprechend eines Ausführungsbeispieles
ist.
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1B eine
vergrößerte Schnittdarstellung der 1a ist.
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2 eine
perspektivische Ansicht des metallischen Trägers entsprechend des Ausführungsbeispieles
ist.
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3 eine
perspektivische Ansicht des metallischen Trägers entsprechend eines weiteren
Ausführungsbeispieles
ist.
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4 eine
perspektivische Ansicht des Außenzylinders
und eines Kerns eines herkömmlichen metallischen
Trägers
ist.
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5 eine
perspektivische Ansicht des herkömmlichen
metallischen Trägers
ist.
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6 eine
perspektivische Ansicht des Außenzylinders
und des Kerns eines weiteren herkömmlichen metallischen Trägers ist.
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7 eine
perspektivische Ansicht des weiteren metallischen Trägers ist.
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8 eine
beispielhafte Darstellung ist, die den Anstieg des Hartlotmaterials
während
der Wärmebehandlung
des in der 5 gezeigten metallischen Trägers ist.
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9 eine
beispielhafte Darstellung ist, die den Anstieg des Hartlotmaterials
während
der Wärmebehandlung
des in der 7 gezeigten metallischen Trägers ist.
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10 eine
perspektivische Darstellung der Abgas-Einlassseite des Kerns ist,
in die das Abfallen der Kernteile in Zellenformen aufgetreten ist.
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Nunmehr
wird in Bezug auf die Zeichnungen eine Beschreibung eines Ausführungsbeispieles
entsprechend der vorliegenden Lehre gegeben. Es sollte beachtet
werden, dass diese Teile oder Abschnitte, die zu denen der in der 4 und
den Zeichnungen, die folgen, gezeigten herkömmlichen Beispiele identisch
sind, durch dieselben Bezugszahlen bezeichnet werden.
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Die 1A, 1B und 2 stellen
ein Ausführungsbeispiel
eines metallischen Trägers
entsprechend der vorliegenden Lehre dar. In den Zeichnungen bezeichnet
das Bezugszeichen 15 einen zylindrisch geformten Außenzylinder,
der aus einem ferritischen, rostfreien Stahl von SUS 430 gebildet
ist, und der Innendurchmesser m des Außenzylinders 15 ist
kleiner gemacht als der Außendurchmesser
n eines Kerns 5, der, in der 4, in ihn
press-eingesetzt wird.
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In
derselben Weise wie der metallische Träger 11, der in der 5 gezeigt
ist, wird ein metallischer Träger 17 in Übereinstimmung
mit dem Ausführungsbeispiel
derart hergestellt, dass, nachdem der Kern 5 mit einem
Hartlot-Folienmaterial 7, das um den Außenumfang seiner hinteren Seite
geschlungenen ist, in den Außenzylinder 15 presseingesetzt
ist, diese Anordnung in einem Vakuumzustand erwärmt wird, um ein gewelltes
Blech und ein flaches Blech zusammen Diffusions- zu verbinden und
den Innenumfang des Außenzylinders 15 und
den Außenumfang
des Kerns 5 durch das Hartlotmaterial miteinander zu verbinden.
Jedoch ist das Ausführungsbeispiel,
wie in den Zeichnungen gezeigt, dadurch gekennzeichnet, dass eine
Lotanstiegs-Verhinderungsnut 19 über den gesamten Umfang des
Innenumfangs des Außenzylinders 15 an
einer Position vorgesehen ist, die an der vorderen Seite des Bereichs zum
Verbinden des Kerns 5 angeordnet ist.
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Es
sollte beachtet werden, dass die Breite und die Tiefe der Lotanstiegs-Verhinderungsnut 19, um
hergestellt zu werden, in Übereinstimmung
mit dem Volumen des metallischen Trägers und dem Volumen des Hartlot-Folienmaterials
angemessen ausgewählt
werden.
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Da
der metallische Träger 17 in Übereinstimmung
mit diesem Ausführungsbeispiel,
wie zuvor beschrieben, aufgebaut ist, wie in der 2 gezeigt, tendiert
ein Hartlotmaterial 7-1, das durch die Wärmebehandlung
während
seiner Herstellung geschmolzen wird, dazu, in die Richtung zu der
vorderen Seite des Kerns 5 infolge des Kapillar phänomens aufzusteigen,
aber das Hartlotmaterial 7-1 hält in der Lotanstiegs-Verhinderungsnut 16,
vorgesehen in dem Innenumfang des Außenzylinders 15, an,
um dabei das Aufsteigen des Lotmaterials an der vorderen Seite des
Kerns 5 zu verhindern.
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Demzufolge
wird in Übereinstimmung
mit dem Ausführungsbeispiel
das teilweise Verbinden des Außenzylinders 15 und
der vorderen Seite des Kerns 5 mit dem Ergebnis verhindert,
dass das Abfallen von Kernteilen in die Zellenformen verhindert
werden kann.
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3 stellt
ein weiteres Ausführungsbeispiel des
metallischen Trägers
dar. In der Zeichnung bezeichnet die Bezugszahl 21 einen
Außenzylinder,
der aus demselben Material wie der zuvor erwähnte Außenzylinder 15 gebildet
ist, und der Innendurchmesser m des Außenzylinders 21 ist
ebenfalls kleiner gemacht als der Außendurchmesser des Kerns 5,
der in ihn press-eingesetzt wird.
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In
derselben Weise wie der metallische Träger 13, der in der 7 gezeigt
ist, wird ein metallischer Träger 23 in Übereinstimmung
mit diesem Ausführungsbeispiel
derart hergestellt, dass, nachdem der Kern 5, bei dem das
Hartlot-Folienmaterial 7 rund um den Außenumfang von seinem zentralen
Abschnitt geschlungen ist, in den Außenzylinder 21 press-eingesetzt
wird, in einem Vakuum-Zustand erwärmt wird, um das gewellte Blech
und das flache Blech zusammen Diffusions- zu verbinden und den Innenumfang
des Außenzylinders 21 und
den Außenumfang
des Kerns 5 durch das Hartlotmaterial zusammen zu verbinden.
Dieses Ausführungsbeispiel
wird jedoch dadurch gekennzeichnet, dass die Lotanstiegs-Verhinderungsnuten 25 und 27 über den gesamten
Umfang des Innenumfanges des Außenzylinders 21 an
Positionen vorgesehen sind, die jeweils an der vorderen Seite und
an der hinteren Seite des Bereichs zum Verbinden des Kerns 5 angeordnet sind.
Die Breite und die Tiefe der Lotanstiegs-Verhinderungsnut 25 und
der Lotanstiegs-Verhinderungsnut 27 werden in Übereinstimmung
mit dem Volumen des herzustellenden metallischen Trägers und
dem Volumen des zu verwendenden Hartlot-Folienmaterials ausgewählt.
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Da
der metallische Träger 23,
wie zuvor beschrieben, in Übereinstimmung
mit dem Ausführungsbeispiel
aufgebaut ist, wie in der 3 gezeigt, schmilzt
das Hartlot-Folienmaterial 7-1 und
tendiert dazu, in die Richtung zu der vorderen Seite und in die Richtung
zu der hinteren Seite des Kerns 5 infolge des Kapillarphänomens während der
Wärmebehandlung
in seinem Herstellungsverfahren zu fließen, wobei aber das Hartlot-Folienmaterial 7-1 in
den Lotanstiegs-Verhinderungsnuten 25 und 27,
die in dem Innenumfang des Außenzylinders 21 vorgesehen
sind, anhält,
um dadurch ein weiteres Ausfließen
desselben zu verhindern.
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Demzufolge
wird in Übereinstimmung
mit dem Ausführungsbeispiel
das teilweise Verbinden des Außenzylinders 21 und
der vorderen und der hinteren Seite des Kerns 5 mit dem
Ergebnis verhindert, dass es möglich
wird, das abfallen von Kernteilen in die Zellenformen zu verhindern.
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Es
sollte beachtet werden, dass obwohl in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen
die ausgesparten Lotanstiegs-Verhinderungsnuten 19, 25 und 27 in
dem Innenumfang des Außenzylinders 15 oder 21 vorgesehen
sind, um das ansteigen des Hartlot-Folienmaterials 7-1 zu verhindern,
wobei eine alternierende Anordnung derart vorgesehen werden kann,
dass, nachdem der Kern mit dem Hartlot-Folienmaterial rund um den
Außenumfang
von seiner hinteren Seite geschlungen ist, in den Außenzylinder presseingesetzt
wird, wobei ein abschnitt des Außenzylinders, der an der vorderen
Seite des Bereiches zum Verbinden des Kerns geschaffen ist, um nach
innen über
den gesamten Umfang vorzuspringen, und eine äußerste Schicht des Kerns zerdrückt wird,
um dadurch das Ansteigen des Hartlotmaterials während der Wärmebehandlung zu verhindern.
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Zusätzlich kann,
obwohl in dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel flache Gurt-förmige Bleche
als das flache Blech 3 zum Bilden des Kerns 5 verwendet
werden, das flache Blech, das Wellen hat, deren Rückenhöhe ausreichend
kleiner als die des gewellten Bleches 1 ist, als das flache Blech 3 verwendet
werden.
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Wie
zuvor beschrieben tendiert in Übereinstimmung
mit dem metallischen Träger
entsprechend der vorliegenden Lehre das Hartlotmaterial, das durch
die Wärmebehandlung
geschmolzen wird, in die Richtung zu der Abgas-Einlassseite des
Kerns infolge des Kapillarphänomens
aufzusteigen, aber das Hartlotmaterial hält in der Lotanstiegs-Verhinderungsnut,
die in dem Innenumfang des Außenzylinders
vorgesehen ist, an. Demzufolge wird das teilweise Verbinden des
Außenzylinders
und der Abgas-Einlassseite des Kerns mit dem Ergebnis verhindert,
dass das Abfallen der Kernteile in die Zellenformen verhindert werden
kann.
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Zusätzlich tendiert
in Übereinstimmung
mit dem metallischen Träger
entsprechend der vorliegenden Lehre das Hartlotmaterial, das durch
die Wärmebehandlung
geschmolzen wird, in die Richtung zu der Abgas-Einlassseite und
in die Richtung zu der Abgas-Auslassseite des Kerns zu fließen, aber
das Hartlotmaterial hält
in der Lotanstiegs-Verhinderungsnut, die in dem Innenumfang des
Außenzylinders
vorgesehen ist, an, um dabei ein weiteres Fließen desselben zu verhindern.
Demzufolge wird es möglich,
das Abfallen von Kernteilen in die Zellenformen zu verhindern.