DE60209970T2

DE60209970T2 - Metallsubstrat

Info

Publication number: DE60209970T2
Application number: DE60209970T
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Nakano-ku Tanabe
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 2001-09-14
Filing date: 2002-09-10
Publication date: 2006-08-17
Anticipated expiration: 2022-09-11
Also published as: US6660402B2; EP1293650A3; JP2003080083A; US20030068516A1; EP1293650A2; DE60209970D1; EP1293650B1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Struktur aus einem Metallsubstrat, die in einem Abgassystem eines Fahrzeuges installiert ist.
2. Stand der Technik
In dem Abgassystem eines Fahrzeuges ist ein Metallsubstrat zum Tragen eines Katalysators zum Oxidieren oder Reduzieren der Schadstoffkomponenten installiert (siehe zum Beispiel DE 197 04 129 A oder US 5068218A ). Zahlreiche Metallsubstrate sind bisher vorgeschlagen worden, bei denen eine große gewellte Folie, die relativ große Wellen aufweist, und eine kleine gewellte Folie, die kleine Wellen aufweist, aufeinander gelegt und abwechselt gewickelt werden.
Dieses Metallsubstrat weist eine Anzahl von Zellen auf, die zwischen den einzelnen gewellten Folien ausgebildet sind, um einen Kontaktbereich mit dem Abgas zu halten. Die gewellte Folie kann typischerweise aus einem Folienmaterial aus 20Cr-5Al-Fe mit einer Dicke von 30 bis 50 μm unter Berücksichtigung der Oxidationsbeständigkeit hergestellt werden. Die gewellten Folien werden durch Hartlöten von Nickel (Ni) so verbunden, dass die Zellendichte höchstens 93 Zellen/Quadratzentimeter (600 Zellen/Quadratzoll) beträgt.
Bei dem Metallsubstrat nach dem Stand der Technik werden, da die gewellten Folien durch Hartlöten von Nickel verbunden werden, die Substratmaterialien Al und Cr in eine Auskehlung aus Nickel-Hartlötmaterial eindiffundiert, während Hartlötmaterial Ni in die Substratmaterialien eingetaucht wird. Al und Cr in dem Folienmaterial auf gewellten Fo lien werden demzufolge verdünnt, was dahingehend zu einem Problem führt, dass die Oxidationsbeständigkeit abnimmt.
Neben der Forderung nach einer verbesserten Leistung der Abgasreinigung besteht ein Bedarf an der Erhöhung der Kontaktfläche mit dem Abgas auf einer Tragfläche von Katalysator durch Erhöhen der Zellendichte in dem Metallsubstrat, in dem die gewellten Folien wie oben beschrieben aufeinander gelegt und gewickelt werden. Wenn die Zellendichte jedoch unter Verwendung von Materialien nach dem Stand der Technik weiter erhöht wurde, wurde festgestellt, dass die erwartete Abgas-Reinigungswirkung bei niedrigen Temperaturen in einem frühen Stadium des Beginns des Betriebes nicht erzielt werden konnte.
Der Grund dafür liegt darin, dass der Temperaturanstieg über die gesamte Fläche des Metallsubstrats geringer ist als herkömmlicherweise. Das heißt bei höherer Zellendichte wird die Oberfläche erhöht, jedoch erhöht sich die Anzahl der Wicklungen der gewellten Folie ebenfalls, so dass das Gewicht und die Wärmekapazität derselben zunehmen, wodurch der Temperaturanstieg über die gesamte Fläche des Metallsubstrats verzögert wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Angesichts der oben genannten Probleme besteht ein Ziel der vorliegenden Erfindung darin, ein Metallsubstrat bereitzustellen, bei dem die Abgas-Reinigungsleistung weiter verbessert wird, indem die Zellendichte erhöht wird, während gleichzeitig die Wärmekapazität niedrig gehalten wird.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Metallsubstrat bereitgestellt, das ein äußeres Gehäuse und eine Wabenstruktur aufweist, die ausgebildet wird, indem eine große gewellte Folie und eine kleine gewellte Folie aufeinander gelegt und gewickelt werden, wobei die große gewellte Folie eine größere Wellenhöhe und eine größere Wellenlänge hat als die kleine gewellte Folie und die Wabenstruktur in dem äußeren Gehäuse gehalten wird. Die große gewellte Folie und die kleine gewellte Folie haben eine Dicke in einem Bereich von 18 μm bis 22 μm. Die Wabenstruktur hat eine Zellendichte in einem Bereich von 125,5 Zellen/Quadratzentimeter (810 Zellen/Quadratzoll) bis 153,5 Zellen/Quadratzentimeter (990 Zellen/Quadratzoll).
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung sind die große gewellte Folie und die kleine gewellte Folie in der Wabenstruktur durch Diffusionsübergang verbunden.
Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung hat die große gewellte Folie eine Wellenhöhe in einem Bereich von 0,76 mm bis 0,86 mm und eine Wellenlänge in einem Bereich von 1,66 mm bis 1,76 mm. Die kleine gewellte Folie hat eine Wellenhöhe in einem Bereich von 0,05 mm bis 0,18 mm und eine Wellenlänge in einem Bereich von 1,29 mm bis 1,39 mm.
Gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung wird die kleine gewellte Folie auf einen äußersten Umfang der Wabenstruktur aufgelegt und mehrmals um ihn herumgewickelt.
Gemäß einem fünften Aspekt der Erfindung wird die Wabenstruktur mit einer Innenumfangsfläche des äußeren Gehäuses durch eine Hartlötfolie hartverlötet, die in einem Bereich angeordnet ist, der um eine vorgegebene Strecke von einer hinteren Abschlussfläche der Wabenstruktur auf einer Seite der hinteren Hälfte in einer Strömungsrichtung von Abgas beabstandet ist.
Gemäß einem sechsten Aspekt der Erfindung ist das äußere Gehäuse mit einer radial nach außen geschwollenen Wulst um den gesamten Umfang des äußeren Gehäuses an einer der hinteren Abschlussfläche gegenüberliegenden Seite der Wabenstruktur versehen, wobei die Hartlötfolie vor dem Hartlöten eingeschlossen ist.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Ansicht zur Veranschaulichung des Metallsubstrats gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine grafische Darstellung und zeigt Kombinationsformen einer großen gewellten Folie und einer kleinen gewellten Folie in diesem Ausführungsbeispiel.
3 ist eine Ansicht zur Veranschaulichung eines Wärmeverformungszustandes und einer erzeugten Beanspruchung in der Kombination von gewellten Folien wie in 2 gezeigt.
4 ist eine Ansicht zur Veranschaulichung von Kombinationsformen anderer gewellter Folien.
5 ist eine Ansicht zur Veranschaulichung eines Wärmeverformungszustandes und einer erzeugten Beanspruchung in der Kombination von gewellten Folien wie in 4 gezeigt.
6 ist eine grafische Darstellung und zeigt eine Abwandlung der durchschnittlichen erzeugten Beanspruchung, wenn die Wellenhöhe der kleinen gewellten Folie geändert wird.
7 ist eine Ansicht zur Veranschaulichung eines Wärmeverformungszustandes und einer erzeugten Beanspruchung in der Kombination einer großen gewellten Folie und einer flachen Platte wie in 4 gezeigt.
8 ist eine Tabelle und zeigt Abwandlungen der Oberfläche und der Wärmekapazität in Bezug auf die Plattenstärke der gewellten Folie und der Zellendichte selbst.
9 ist eine grafische Funktion und zeigt Bewertungen für ein tatsächliches Fahrzeug in der Reinigung von Abgas.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Die bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden untenstehend beschrieben.
1 ist eine Strukturansicht eines Metallsubstrats gemäß eines Ausführungsbeispieles der vorliegenden Erfindung, bei dem eine obere Hälfte oberhalb einer axialen Mittel linie wie durch eine Strichlinie angedeutet ein Längsschnitt ist und eine untere Hälfte eine Außenfläche ist.
Ein äußeres Gehäuse 2 wird aus Edelstahl (SUS) mit einer Dicke von 2 mm gefertigt und in einer zylindrischen Form mit einer Länge von etwa 115 mm und einem Außendurchmesser von 106 mm ausgebildet. An einer Mittelposition des äußeren Gehäuses 2 in axialer Richtung (Längsrichtung) wird um den gesamten Umfang herum eine Wulst 3 ausgebildet, die radial nach außen geschwollen ist und eine Breite von etwa 10 mm hat.
Eine Wabenstruktur 5 mit einer Länge von 110 m wird in die Innenseite des äußeren Gehäuses 2 eingeführt. Beide Enden der Wabenstruktur 5 werden in die Abschlussflächen des äußeren Gehäuses 2 zurückgezogen. Um Beschädigung an beiden Abschlussflächen der Wabenstruktur 5 zu vermeiden.
Die äußere Umfangsfläche der Wabenstruktur 5 wird mit der Innenumfangsfläche des äußeren Gehäuses 2 an der hinteren Hälfte des äußeren Gehäuses 2 in einer Richtung von Abgasströmung hartverlötet. Das Hartverlöten wird durchgeführt, wobei ein Hartlötfolienmaterial 10 mit einer Breite von etwa 25 mm um den gesamten Umfang näher an der Wulst 3, die zentral angeordnet ist, platziert wird. Ein Abstand D von 17 mm wird zwischen einer hinteren Abschlussfläche der Wabenstruktur 5 und dem Hartlötfolienmaterial 10 bereitgestellt. Dadurch wird der Abfluss von Hartlot aufgrund der Erwärmung zum Zeitpunkt des Hartlötens durch den Wulstabschnitt 3 abgesperrt, und es wird verhindert, dass das Hartlot zu der Abschlussfläche ausfließt.
Die Wabenstruktur 5 wird wie ein Zylinder ausgebildet, indem eine große gewellte Folie 7 mit großen Wellen und eine kleine gewellte Folie 8 mit kleinen Wellen abwechselnd aufeinander gelegt und gewickelt werden. Die große gewellte Folie 7 und die kleine gewellte Folie 8 werden aus einem Folienmaterial ausgebildet, das eine Plattenstärke von 20 μm hat. Die große gewellte Folie 7 und die kleine gewellte Folie 8 werden durch Diffusionsübergang an Kontaktpunkten verbunden, nachdem diese aufeinander gelegt und gewickelt worden sind. Wenngleich dies nicht ausdrücklich veranschaulicht wird, wird die kleine gewellte Folie 8 zum Beispiel um den äußersten Umfang ausgelegt und drei Mal um ihn herumgewickelt. Der Katalysator wird auf einer Oberfläche einer jeden gewellten Folie 7, 8 getragen. Im Übrigen können die große gewellte Folie 7 und die kleine gewellte Folie 8 von einem Folienmaterial ausgebildet werden, das eine Plattenstärke in einem Bereich von 18 μm bis 22 μm (Toleranz) aufweist.
Die große gewellte Folie 7 und die kleine gewellte Folie 8 werden aus Cr von 19,0 bis 21,0 (Gew.-%), Al von 5,0 bis 6,0 (Gew.-%), Mn von 1,00 oder weniger (Gew.-%), Si von 1,00 oder weniger (Gew.-%), C von 0,01 oder weniger (Gew.-%), P von 0,04 oder weniger (Gew.-%), S von 0,03 oder weniger (Gew.-%), La von 0,06 bis 0,12 (Gew.-%) und Fe für den Rest gefertigt.
Um hierbei eine Zellendichte von 900 Zellen/Quadratzoll zu erreichen, hat eine Wellenform der großen gewellten Folie 7 eine Wellenhöhe von 0,81 mm und eine Wellenlänge von 1,71 mm, wie in 2A gezeigt wird, und die der kleinen gewellten Folie 8 hat eine Wellenhöhe von 0,11 mm und eine Wellenlänge von 1,34 mm, wie in 2B gezeigt wird. Im Übrigen kann die Zellendichte in einem Bereich von 125,5 Zellen/Quadratzentimeter (810 Zellen/Quadratzoll) bis 153,5 Zellen/Quadratzentimeter (990 Zellen/Quadratzoll) liegen.
Die Maßtoleranz der Wellenhöhe und der Wellenlänge der großen gewellten Folie 7 beträgt ±0,05 mm, und die Maßtoleranz der Wellenlänge der kleinen gewellten Folie 8 beträgt ±0,05 mm. Das heißt, die große gewellte Folie 7 hat eine Wellenhöhe von 0,76 bis 0,86 mm und eine Wellenlänge von 1,66 bis 1,76 mm, und die kleine gewellte Folie 8 hat eine Wellenlänge von 1,29 bis 1,39 mm.
3 veranschaulicht einen Zustand, in dem die große gewellte Folie 7 und die kleine gewellte Folie 8 in der Volllinie aufeinander gelegt werden. Hierbei wird angenommen, dass die Wabenstruktur 5 einer Temperatur von 900° ausgesetzt wird, und ein Fall wird simuliert, bei dem Wärmeausdehnung in einer Richtung auftritt, in der wahrscheinlich die größte Beanspruchung durch diese Wärme erzeugt wird, das heißt die angrenzenden großen gewellten Folien 7, 7 sind gegenüberliegend, wie durch die gestrichelte Linie angedeutet wird. Die an dem Kontaktpunkt in der Simulation erzeugte Beanspruchung wird in Abhängigkeit von der Kontaktposition zwischen der großen gewellten Folie 7' und der kleinen gewellten Folie 8' nach Wärmeausdehnung variiert. Die an dem Kontaktpunkt erzeugte Beanspruchung beträgt 35,6 kg·f/mm², 35,2 kg·f/mm'', 13,4 kg·f/mm² und 52,5 kg·f/mm². Ein Durchschnittswert (durchschnittliche erzeugte Beanspruchung) hiervon beträgt, wir in 3 gezeigt wird, lediglich 34 kg·f/mm².
In dem Fall, in dem eine große gewellte Folie 7A, die einen etwas unterschiedlichen Querschnitt, jedoch die gleiche Wellenhöhe und die gleiche Wellenlänge wie die große gewellte Folie 7 hat, wie in 4A gezeigt wird, und eine kleine gewellte Folie 8A, die eine Wellenhöhe von 0,17 mm und eine Wellenlänge von 1,34 mm hat, wie in 4B gezeigt wird, aufeinander gelegt werden, wenn angrenzende große gewellte Folien 7, 7 in einer Richtung ausgedehnt werden, wo sie einander gegenüberliegen, wie in 5 gezeigt wird. Die erzeugten Beanspruchungen an den Kontaktpunkten zwischen der großen gewellten Folie 7' und der kleinen gewellten Folie 8A' nach Ausdehnung betragen 80,9 kg·f/mm², 65,5 kg·f/mm², 55,1 kg·f/mm² und 134,0 kg·f/mm², wobei der Durchschnittswert 84 kg·f/mm² beträgt.
6 ist eine grafische Darstellung und zeigt, wie die durchschnittliche erzeugte Beanspruchung verändert wird, wenn die Wellenhöhe verändert wird, während die Wellenlänge der kleinen gewellten Folie 8 auf 1,34 mm beibehalten wird.
Die Zugfestigkeit des Folienmaterials für eine jede gewellte Folie 7, 8 bei einer Temperatur von 900°C beträgt 2,2 kg·f/mm² (220 kg·f/cm²), welches als der Toleranzgrenzwert festgelegt wird. Die durchschnittliche erzeugte Beanspruchung wird auf einem Niveau des Toleranzgrenzwertes, multipliziert mit einem Sicherheitsfaktor von 0,5, festgelegt, wobei die Wellenhöhe der kleinen gewellten Folie 8 vorzugsweise von 0,05 mm bis 0,18 mm beträgt, wie in 6 gezeigt wird.
Als ein vergleichendes Beispiel in dem Falle, in dem die große gewellte Folie 7A mit einer Plattenstärke von 20 μm und der in 4A gezeigten Form und eine flache Platte 9 mit einer Plattenstärke von 20 μm aufeinander gelegt werden, wenn angrenzende große gewellte Folien 7A, 7A thermisch in einer Richtung ausgedehnt werden, in der sie einander gegenüber liegen, wie in 7 gezeigt wird, war die an dem Kontaktpunkt zwischen der großen gewellten Folie 7A' und der flachen Platte 9' nach Wärmeausdehnung erzeugte Beanspruchung 283,0 kg·f/mm² groß.
8 zeigt die Veränderungen der Oberfläche und der Wärmekapazität in Bezug auf die Einstellungen der Plattenstärke und der Zellendichte der gewellten Folien (7, 8).
Wenn die Zellendichte bei der herkömmlichen nach dem Stand der Technik verwendeten Plattenstärke von 30 μm von 93 Zellen/Quadratzentimeter (600 Zellen/Quadratzoll) auf 139,5 Zellen/Quadratzentimeter (900 Zellen/Quadratzoll) erhöht wird, wird die Oberfläche von 47 cm²/cm³ auf 58 cm²/cm³ erhöht, und die Wärmekapazität wird von 67 Kal./°C auf 81 Kal./°C erhöht.
Wenn bei diesem Ausführungsbeispiel im Gegensatz dazu die Zellendichte bei einer Plattenstärke von 20 μm auf 139,5 Zellen/Quadratzentimeter (900 Zellen/Quadratzoll) erhöht wird, erhöht sich die Fläche um etwa 26% von 47 cm²/cm³ auf 59 cm²/cm³, und die Wärmekapazität verringert sich um 20% von 67 Kal./°C auf 54 Kal./°C.
Dabei wird die Reinigungsleistung von Emission (hier: Kohlenwasserstoffe) verbessert, wie aus den tatsächlichen Fahrzeugbewertungen aus 9 ersichtlich ist.
In diesem Ausführungsbeispiel in der wie oben beschriebenen Ausführung wird ein Metallsubstrat 1 bereitgestellt, in dem die Wabenstruktur 5, die die aufeinandergelegte und gewickelte große gewellte Folie 7 und kleine gewellte Folie 8 beinhaltet, in dem äußeren Gehäuse 2 gehalten wird. Die Plattenstärke der beiden gewellten Folien liegt in einem Bereich von 18 μm bis 22 μm, vorzugsweise bei 20 μm, und die Zellendichte der Wabenstruktur liegt in einem Bereich von 125,5 Zellen/Quadratzentimeter (810 Zellen/Quadratzoll) bis 153,5 Zellen/Quadratzentimeter (990 Zellen/Quadratzoll), vorzugsweise bei 139,5 Zellen/Quadratzentimeter (900 Zellen/Quadratzoll). Im Vergleich zu dem Metallsubstrat gemäß dem Stand der Technik mit einer Plattenstärke von 30 μm und einer Zellendichte von 93 Zellen/Quadratzentimeter (600 Zellen/Quadratzoll) wird die Oberfläche des Katalysatorkontaktes mit dem Abgas deutlich erhöht, und die Wärmekapazität wird verringert. Dementsprechend bewirken die vergrößerte Fläche und die verringerte Wärmekapazität, dass die Abgasemissions-Reinigungsleistung von einem frühen Stadium des Betriebes an beachtlich verbessert werden kann und dass der Träger leichter beschaffen sein kann.
Da die große gewellte Folie und die kleine gewellte Folie in der Wabenstruktur durch Diffusionsübergang verbunden sind, werden Al und Cr in dem Folienmaterial für eine jede gewellte Folie nicht verdünnt, und es wird keine Abnahme der Oxidationsbeständigkeit verursacht. Dementsprechend wird große Temperaturbeständigkeit bei einer Plattenstärke in einem Bereich von 18 μm bis 22 μm erzielt.
Darüber hinaus hat die große gewellte Folie 7 eine Wellenhöhe von 0,81 mm und eine Wellenlänge von 1,71 mm, und die kleine gewellte Folie hat eine vorgegebene Wellenhöhe (etwa 0,05 mm bis 0,18 mm, insbesondere 0,11 mm) und eine Wellenlänge von 1,34 mm, wobei die bei Wärmeausdehnung erzeugte Beanspruchung auf einem unteren Niveau liegt und hohe Temperaturbeständigkeit weiter verbessert werden kann.
Da weiterhin eine Vielzahl von kleinen gewellten Folien 8 aufeinander gelegt und drei Mal um den äußersten Umfang der Wabenstruktur 5 gewickelt werden, ist die Steifigkeit des äußeren Umfanges trotz der geringen Plattenstärke von 18 μm bis 22 μm (20 μm) groß, und die Festigkeit des mit dem äußeren Gehäuse 2 hartverlöteten Abschnittes wird erhöht.
Das Hartlöten zwischen dem äußeren Gehäuse 2 und der Wabenstruktur 5 erfolgt in der Nähe des Mittelpunktes mit dem Abstand D von dem hinteren Ende der Wabenstruktur 5 an der hinteren Hälfte des äußeren Gehäuses 2 in einer Strömungsrichtung von Abgas, und sowohl das äußere Gehäuse 2 als auch die Wabenstruktur 5 liegen bei im Wesentlichen gleichmäßiger Temperatur vor und sind in dem Bereich verbunden, der nicht der Wärmestrahlung der hinteren Abschlussfläche ausgesetzt ist. Daher kann die Wärmespannung zwischen dem äußeren Gehäuse 2 und der Wabenstruktur 5 entspannt werden.
In diesem Ausführungsbeispiel wurde vorstehend die runde Ausführung des Metallsubstrates beschrieben, das in der äußeren Form zylindrisch ist. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese runde Ausführung beschränkt, sondern kann ebenso auf Metallsubstrat der sogenannten Rennstreckenausführung angewendet werden.
Wie weiter oben beschrieben wurde, stellt die vorliegende Erfindung ein Metallsubstrat mit einem äußeren Gehäuse und einer Wabenstruktur bereit, die ausgebildet wird, in dem eine große gewellte Folie und eine kleine gewellte Folie aufeinander gelegt und gewickelt werden, wobei die Wabenstruktur in dem äußeren Gehäuse gehalten wird. Die große gewellte Folie und die kleine gewellte Folie haben eine Stärke in dem Bereich von 18 μm bis 22 μm, vorzugsweise von 20 μm. Die Wabenstruktur hat eine Zellendichte von 139,5 Zellen/Quadratzentimeter (900 Zellen/Quadratzoll). Dabei wird die Fläche des Katalysatorkontaktes mit dem Abgas deutlich erhöht, und die Wärmekapazität wird verringert. Demzufolge entsteht die Wirkung, dass die Abgasemissions-Reinigungsleistung ab dem frühen Stadium des Beginns des Betriebes deutlich verbessert wird.
Da weiterhin die große gewellte Folie und die kleine gewellte Folie in der Wabenstruktur durch Diffusionsübergang verbunden sind, wird die Oxidationsbeständigkeit nicht verringert, wodurch die hohe Temperaturbeständigkeit ungeachtet der geringen Plattenstärke von 18 μm bis 22 μm (20 μm) aufrechterhalten wird.
Insbesondere hat die große gewellte Folie eine Wellenhöhe in dem Bereich von 0,76 mm bis 0,86 mm und eine Wellenlänge in einem Bereich von 1,66 mm bis 1,76 mm. Die kleine gewellte Folie hat eine Wellenhöhe in einem Bereich von 0,05 mm bis 0,18 mm und eine Wellenlänge in einem Bereich von 1,29 mm bis 1,39 mm. Dabei wird die in einer jeden gewellten Folie bei Wärmedehnung erzeugte Beanspruchung auf das untere Niveau gedämpft und die hohe Temperaturbeständigkeit wird weiter verbessert.
Weiterhin wird die kleine gewellte Folie auf einen äußersten Umfang der Wabenstruktur aufgelegt und mehrfach, wie zum Beispiel drei Mal, um diesen herum gewickelt. Hierdurch entstehen die Vorteile, dass die Steifigkeit des äußeren Umfanges verbessert und die Festigkeit des mit dem äußeren Gehäuse hartgelöteten Abschnittes erhöht werden.
Bei dem Hartlöten der Wabenstruktur und der Innenumfangsfläche des äußeren Gehäuses wird die Hartlötfolie in einem Bereich angeordnet, der um eine vorgegebene Strecke von der hinteren Abschlussfläche der Wabenstruktur auf einer Seite der hinteren Hälfte in einer Strömungsrichtung von Abgas beabstandet ist, wodurch die Wärmespannung zwischen dem äußeren Gehäuse und der Wabenstruktur entspannt wird.
Darüber hinaus wird das äußere Gehäuse mit einer radial nach außen geschwollenen Wulst um den gesamten Umfang auf der gegenüberliegenden Seite der hinteren Ab schlussfläche der Wabenstruktur ausgebildet, wobei die Hartlötfolie vor dem Hartlöten eingeschlossen wird, wodurch ansteigendes Hartlot aufgrund von Erwärmung zum Zeitpunkt des Hartlötens durch den oberen Abschnitt abgesperrt wird.

Claims

Metallsubstrat, das umfasst: ein äußeres Gehäuse (2); und eine Wabenstruktur (5), die ausgebildet wird, indem eine große gewellte Folie (7) und eine kleine gewellte Folie (8) aufeinander gelegt und gewickelt werden, wobei die große gewellte Folie (7) eine größere Wellenhöhe und eine größere Wellenlänge hat als die kleine gewellte Folie (8) und die Wabenstruktur (5) in dem äußeren Gehäuse (2) gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, dass die große gewellte Folie (7) und die kleine gewellte Folie (8) eine Dicke in einem Bereich von 18 μm bis 22 μm haben; und die Wabenstruktur eine Zellendichte in einem Bereich von 125,5 Zellen/cm² bis 153,5 Zellen/cm² hat.
Metallsubstrat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die große gewellte Folie (7) und die kleine gewellte Folie (8) in der Wabenstruktur (5) durch Diffusionsübergang verbunden sind.
Metallsubstrat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die große gewellte Folie (7) eine Wellenhöhe in einem Bereich von 0,76 mm bis 0,86 mm und eine Wellenlänge in einem Bereich von 1,66 mm bis 1,76 mm hat; und die kleine gewellte Folie (8) eine Wellenhöhe in einem Bereich von 0,05 mm bis 0,18 mm und eine Wellenlänge in einem Bereich von 1,29 mm bis 1,39 mm hat.
Metallsubstrat nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die kleine gewellte Folie (8) auf einen äußersten Umfang der Wabenstruktur (5) aufgelegt und mehrmals um ihn herumgewickelt wird.
Metallsubstrat nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Wabenstruktur (5) mit einer Innenumfangsfläche des äußeren Gehäuses (2) durch eine Hartlötfolie (10) hartverlötet ist, die in einem Bereich angeordnet ist, der um eine vorgegebene Strecke (D) von einer hinteren Abschlussfläche der Wabenstruktur (2) auf einer Seite der hinteren Hälfte in einer Strömungsrichtung von Abgas beabstandet ist.
Metallsubstrat nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das äußere Gehäuse (2) mit einer radial nach außen geschwollenen Wulst (3) um den gesamten Umfang des äußeren Gehäuses (2) herum an einer der hinteren Abschlussfläche gegenüberliegenden Seite der Wabenstruktur (5) versehen ist, wobei die Hartlötfolie (10) vor dem Hartlöten eingeschlossen ist.
Metallsubstrat nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die große gewellte Folie (7) und die kleine gewellte Folie (8) eine Dicke von 20 μm haben; und die Wabenstruktur (5) eine Zellendichte von 139,5 Zellen/cm² (900 Zellen/Quadrat-Inch) hat.