DE69901861T2

DE69901861T2 - Verfahren zum Zusammenbau eines katalytischen Konverters mit einer keramischen Honigwabenstruktur und Stützelement hierfür

Info

Publication number: DE69901861T2
Application number: DE69901861T
Authority: DE
Inventors: Toshihiko Hijikata; Mikio Tanaka; Toshio Yamada
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 1998-03-30
Filing date: 1999-03-25
Publication date: 2003-01-30
Anticipated expiration: 2019-03-26
Also published as: EP0947673B1; JPH11280459A; JP3949265B2; EP0947673A3; EP0947673A2; DE69901861D1; US6242071B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines katalytischen Wandlers und Wärmetauschers, der in einem Abgas-Reinigungssystem für einen Verbrennungsmotor oder dergleichen verwendet wird, sowie einen durch das Verfahren erzeugten Aufbau, im Spezielleren ein Verfahren zum Einbauen einer Keramikwabenstruktur, die von einem reibungsarmen Stützelement umgeben ist, in eine Metallbüchse, während das Stützelement zusammengedrückt wird.
Die DE-A-196 18 656 veranschaulicht ein solches Verfahren, bei dem eine reibungsarme Schicht auf dem Stützelement vorgesehen ist.
Es sind verschiedene Verfahren vorgeschlagen worden, um eine Keramikwabenstruktur, die für mechanische Stöße anfällig ist, in eine Schutzstruktur aus Metall einzubauen. Eines der üblichen Verfahren ist das sogenannte Greifer-Verfahren, bei dem ein Paar symmetrischer Halbschalen, deren Gestalt zueinander symmetrisch ist, aneinander geschweißt werden, um eine Keramikstruktur zu umschließen. Ein weiteres Verfahren ist das Walzen, wobei eine Keramikwabenstruktur mit einem Stützelement und weiters mit einer Metallplatte, die einen Zylinder bildet, umwickelt wird, und die überlappenden Enden der Platten aneinander geschweißt werden, um eine Schutzstruktur zu bilden. Wieder ein anderes Verfahren ist Intrusionsverfahren, bei dem eine Wabenstruktur gemeinsam mit einem Stützelement in eine zylindrische Schutzstruktur aus Metall eingefügt wird.
Jedes dieser Verfahren weist jedoch gewisse Nachteile auf. Beim Greifer-Verfahren tritt beispielsweise ein mit der Haltbarkeit in Zusammenhang stehendes Problem auf. Die Dichte des Stützelements nimmt in der Nähe der Schweißlinie der Greiferschale aufgrund der durch das Schweißen bewirkten Begrenzung tendenziell ab. Dieser Abschnitt mit geringerer Dichte wird von den Abgasen stärker angegriffen als die anderen Abschnitte des Stützelements, und somit stärker beeinträchtigt, was dazu führt, dass er möglicherweise mechanische Stöße nicht ausreichend absorbieren kann, was zu Beschädigungen der Wabenstruktur während der Verwendung, einschließlich plötzlicher Zerstörung, führen kann, wodurch sie ihre beabsichtigten Funktionen nicht mehr erfüllen kann. Winderosion, die vom geschweißten Abschnitt ausgeht, stellt ein weiteres Problem dar, das bei diesem Verfahren auftritt.
Walzen eignet sich für industrielle Zwecke möglicherweise nicht sehr gut, da mehr Schweißarbeit erforderlich ist als beim Greifer-Verfahren.
Intrusion ist den beiden obigen Verfahren insofern überlegen, als dabei kein Schweißen erforderlich ist. Eine Matte aus Keramikfasern als Stützelement wird aufgrund der hohen Reibung zwischen der Matte und der Büchse mit Hilfe einer eigens dafür vorgesehenen Vorrichtung in eine Metallbüchse eingebracht. Bisher war es jedoch bei diesem Verfahren schwierig, das Stützelement mit einer ausreichend gleichmäßigen Dichte in die Büchse einzubringen, damit die Wabenstruktur, die es stützt, gegen wiederholte Angriffe durch die Abgase beständig wird, wenn sie in einem katalytischen Wandler auftreten.
Beispielsweise ist bei der Herstellung eines katalytischen Wandlers bei einer eingefügten Wabenstruktur, wie in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 7- 77036 offenbart, ein Rückhaltering erforderlich, um Fehlausrichtung der Wabenachsen zu verringern, weil es mit einer Matte als Stützelement allein schwierig ist, die Wabenstruktur gleichmäßig auf einem hohen Oberflächendruck zu halten, der sich entwickelt, wenn die Matte stark zusammengedrückt wird, um den Reibungswiderstand zu erhöhen.
Durch die Verwendung eines Rückhalterings, um axiale Fehlausrichtung zu verhindern, werden die Wabenenden jedoch teilweise verschlossen, was zu einem teilweisen Verlust der Leistungsfähigkeit des Abgasreinigungssystems führt. Die dadurch hervorgerufene Beeinträchtigung ist der ähnlich, die durch das Herausragen der Matte aus einem Wabenende verursacht wird.
Es besteht daher großer Bedarf an der Entwicklung eines Intrusionsverfahrens, das es ermöglicht, eine Wabenstruktur von einer Matte allein mit einem ausreichenden Oberflächendruck zu halten, um sie zu stützen, ohne dass eine Vorrichtung, wie ein Rückhaltering, erforderlich ist, um axiale Fehlausrichtung der Waben zu verhindern.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Einbauen einer Keramikwabenstruktur in eine Metallbüchse als Schutzstruktur bereitzustellen, ohne die oben genannten, nach dem Stand der Technik auftretenden Probleme zu verursachen, und außerdem ein Stützelement zur Verwendung für die Wabenstruktur bereitzustellen. Mit anderen Worten, es ist ein Ziel, ein Verfahren zum Einbauen der Wabenstruktur bereitzustellen, die ausreichend haltbar abgestützt wird, damit es zu keinen Problemen wie beispielsweise Gaskanalbildung kommt, wenn es in einem Abgassystem oder Wärmetauscher für einen Verbrennungsmotor oder dergleichen eingesetzt wird.
Es wird angenommen, dass Einfügen (Intrusion) ein Einbauverfahren darstellt, das gegenüber anderen in Hinblick auf die Haltbarkeit der Wabenstruktur vorzuziehen ist. Die Anmelder der vorliegenden Erfindung haben einen katalytischen Wandler vorgeschlagen, der aus einer Keramikwabenstruktur besteht, die von einer Matte aus Keramikfasern mit spezifischen Eigenschaften abgestützt und durch Einfügen eingebaut wird (offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 7-77036). Dieses Einfügungsverfahren muss jedoch weiterentwickelt werden, damit die kommerzielle Produktion der katalytischen Wandler rascher und besser erreicht werden kann, weil bei diesem Verfahren mehrere praktische Probleme auftreten, wie zeitaufwendige Einfüge-Vorgänge und Schwierigkeiten durch Fehlausrichtung der Matte, die um so stärker auftreten, je höher die Einfügungsgeschwindigkeit ist. Dieser Einfüge-Vorgang kann in der vorliegenden Beschreibung als Eindosen bezeichnet werden.
Wenn eine Wabenstruktur von einem relativ dicken Stützelement gehalten oder mit einem hohen Oberflächendruck in eine Metallbüchse eingebaut wird, der durch das Zusammendrücken des Stützelements erzeugt wird, um ihre Haltbarkeit zu verbessern, kann es zu übermäßiger Reibung zwischen der Einfügungsvorrichtung und der Büchsenstruktur kommen, was zu Fehlausrichtung zwischen der Wabenstruktur und dem Stützelement führt und es schwierig macht, die Wabenstruktur gleichmäßig in die Büchse einzubringen. Wenn die falsch ausgerichtete Anordnung aus der Wabenstruktur und dem Stützelement mit Zwang in die Büchse eingebracht wird, kann es sein, dass ein Teil der Struktur nicht gleichmäßig abgestützt wird oder das Element die Wabenstruktur nicht ausreichend bedeckt. Das kann zu verschiedenen Schwierigkeiten führen. Gaskanalbildung tritt an einem Wabenabschnitt auf, der nicht ausreichend gestützt wird. Darüber hinaus ist ein solcher Abschnitt wiederholten mechanischen Stößen ausgesetzt und kann die Wabenstruktur nicht mehr tragen. Ungleichmäßiger Druck kann die Wabenstruktur beschädigen. Wenn sich das Stützelement über die Wabenstruktur hinaus erstreckt, wird das Strömen von Abgasen in die Keramikwabenstruktur durch das Stützelement teilweise verhindert, was dazu führt, dass ein Druckabfall über die Strukturen zunimmt. Verstärkter Druckabfall führt zu verschiedenen Motorproblemen, wenn die Struktur für ein Abgasreinigungssystem verwendet wird, wie etwa erhöhte Motorbelastung, im Extremfall Abwürgen des Motors, verringerte Treibstoff-Wirtschaftlichkeit und Fahrbarkeit des Motors und erhöhte Schadstoffemissionen.
Die Erfinder des vorliegenden Anmeldungsgegenstandes haben durch umfassende Forschungen, um die obigen Probleme zu lösen, herausgefunden, dass eine Anordnung aus Keramikwabenstruktur und Stützelement in eine Metallbüchse eingebracht werden kann, ohne dass es zu den obigen Problemen kommt, beispielsweise zu ungleichmäßigem Bedecken der Wabenstruktur durch das Stützelement als Ergebnis teilweiser Fehlausrichtung der Anordnung, die auftritt, während sie in die Büchse eingebracht wird, und zum Hinausragen des Elements über die Wabenstruktur hinaus, wenn die mit dem zusammengedrückten Stützelement umwickelte Wabenstruktur mit einer reibungsarmen Schicht auf der Oberfläche des Stützelements, die mit der Metallbüchse in Kontakt steht, in die Büchse eingebracht wird, was zur vorliegenden Erfindung führt.
Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zum Einbauen einer Keramikwabenstruktur in eine Metallbüchse bereit, wie in Anspruch 1 dargelegt.
Die vorliegende Erfindung sieht auch die Verwendung einer Anordnung in Form eines auf die oben genannte Weise erzeugten katalytischen Wandlers oder Wärmetauschers vor, der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren in ein Abgasreinigungssystem für einen Verbrennungsmotor oder einen Kessel eingebaut ist.
Die vorliegende Erfindung stellt auch eine Anordnung bereit, die eine Keramikwabenstruktur nach Anspruch 7 umfasst.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine Schnittansicht, die schematisch das Eindosungsverfahren gemäß vorliegender Erfindung durch Einfügen (Intrusion) veranschaulicht.
Fig. 2 zeigt das Stützelement in Draufsicht.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

Das Verfahren zum Einbauen einer von einem Stützelement gehaltenen Keramikwabenstruktur in eine Metallbüchse als Schutzstruktur für die Wabenstrukturen durch Einfügen (Intrusion) ist durch die Verwendung eines Stützelements gekennzeichnet, das mit einer reibungsarmen Schicht auf der Oberfläche versehen ist, die mit der Metallbüchse in Kontakt steht. Die Oberfläche mit reibungsarmer Schicht weist einen statischen Reibungskoeffizienten von 0,15 oder darunter auf, bestimmt nach JIS K-7125, mehr bevorzugt von 0,1 oder darunter. Es versteht sich, dass der ideale statische Reibungskoeffizient gleich 0 ist, aber aufgrund von materialbedingten Einschränkungen ist es im Allgemeinen schwierig, einen Koeffizienten von 0,01 oder darunter zu erreichen.
Die reibungsarme Schicht mit dem obigen statischen Reibungskoeffizienten ist auf einer Matte aus Keramikfasern ausgebildet, im Allgemeinen aus Keramikmaterialien, die üblicherweise als Stützelement für Wabenstrukturen verwendet werden. Die Matte kann mit der reibungsarmen Schicht mit oder ohne einer Klebschicht dazwischen versehen sein. Die reibungsarme Schicht kann Papier oder synthetisches Papier sein, das gegebenenfalls durch Beschichten oder Eintauchen mit einem Kunstharz, Öl oder dergleichen mit Gleitfähigkeit behandelt wird. Die Matte aus Keramikfasern kann auch direkt oder indirekt über eine Klebschicht mit der reibungsarmen Schicht aus Kunstharz, z. B. Silikonharz, versehen sein, in der wahlweise ein Additiv, z. B. Silicamaterial enthalten ist, oder die in eine Lösung eingetaucht wird, die obige enthält. Für die Klebschicht können verschiedene Typen synthetischer Kleber verwendet werden. Ein Kleber in Form einer Flüssigkeit oder eines Gels wird über die reibungsarme Schicht und/oder Matte aus Keramikfasern verteilt, bevor diese durch Aneinanderpressen verklebt werden. Ein Kleber in Form eines Films wird zwischen der reibungsarmen Schicht und der Matte aus Keramikfasern angeordnet, bevor sie durch Aneinanderpressen fest verklebt werden.
Die Matte aus Keramikfasern als Basis für das Stützelement besteht aus den Fasern mit einem Durchmesser von 2 um oder mehr, aber unter 6 um, wobei das Keramikmaterial aus zumindest einem aus der aus Aluminiumoxid, Silcamaterial, Mullit, Siliziumcarbid, Siliciumnitrid und Zirkondioxid bestehenden Gruppe ausgewählt ist. Die Matte hat vorzugsweise eine nominale Dicke von 5 bis 30 mm, bevor sie zusammengepresst wird, eine Schüttdichte von 0,05 bis 0,5 g/cm³, und Kompressionseigenschaften, die es ermöglichen, dass die Matte einen Oberflächendruck von 1 kgf/cm² erzeugt, wenn sie mit dem anfänglichen Oberflächendruck von 2 kgf/cm² bei Raumtemperatur zusammengedrückt und dann auf 1.000ºC erhitzt wird, gemäß dem Verfahren, das in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 7-77036 beschrieben wird.
Beispiele für diese Art von Matte aus Keramikfasern sind Mufftec (hergestellt von Mitsubishi Chemical) und Interum (hergestellt von 3M).
Die reibungsarme Schicht, die auf der Matte aus Keramikfasern auszubilden ist, weist vorzugsweise einen statischen Reibungskoeffizienten von 0,15 oder darunter, ermittelt nach JIS K-7125, mehr bevorzugt 0,1 oder darunter auf. Jedes Material, das im ersten Absatz auf Seite 7 (der Urschrift) beschrieben wird, kann geeigneterweise für die reibungsarme Schicht verwendet werden. Das Material für die reibungsarme Schicht wird heißen Abgasen mit 500ºC oder darüber ausgesetzt, während es für die in der vorliegenden Beschreibung beschriebenen Zwecke zum Einsatz kommt, und wird durch Verbrennung abgereichert. Daher muss sorgfältig darauf geachtet werden, dass zwischen dem Stützelement und der Metallbüchse kein Spalt entsteht, nachdem die reibungsarme Schicht abgereichert wurde. Wenn die reibungsarme Schicht auf der Matte aus Keramikfasern indirekt über eine Klebschicht auszubilden ist, beträgt die Dicke der reibungsarmen Schicht (einschließlich jener der Klebschicht) vorzugsweise 0,3 mm oder weniger. Mehr bevorzugt beträgt sie 0,2 mm oder weniger, noch mehr bevorzugt 0,1 mm oder weniger, am meisten bevorzugt 0,05 mm oder weniger, so lange die Einfügungsvorgänge nicht durch unzureichende Dicke der reibungsarmen Beschichtung behindert werden.
Beispiele für die reibungsarme Schicht sind Doppelklebebänder und reibungsarme Folien, z. B. handelsübliche abziehbare Papierträger, die als Etiketten für verschiedene Zwecke verwendet werden. Eine Folie für ein Doppelklebeband und der abziehbare Papierträger darauf können für die vorliegende Erfindung direkt als Kleb- bzw. reibungsarme Schichten des Stützelements verwendet werden. Beispiele für diese Art von Klebeband beinhalten Nicetack (hergestellt von Nichiban).
So wird das mit einer reibungsarmen Schicht versehene Stützelement für das Eindosungsverfahren gemäß vorliegender Erfindung für eine Keramikwabenstruktur bereitgestellt.
Das Verfahren gemäß vorliegender Erfindung zum Einbauen einer Keramikwabenstruktur in eine Metallbüchse durch Einfügen wird durchgeführt, indem die Wabenstruktur, die von einem Stützelement gehalten wird, das mit einer reibungsarmen Schicht versehen ist, eingefügt wird, während auf die Metallbüchse an jedem Stützelement ein bestimmter Druck ausgeübt wird, und die Metallbüchse dann nach dem herkömmlichen Verfahren verschlossen wird. Die Wabenstruktur wird vom Stützelement, mit einem angemessenen Zwischenraum dazwischen, nahe an der Ober- und der Unterseite gehalten. Kanalbildung von Abgasen kann wirksam verhindert werden, wenn das Stützelement an einem Längsende annähernd in der Mitte der Endseite mit einem Vorsprung und am anderen Ende mit einem Hohlraum versehen ist (siehe Fig. 2), so dass der Vorsprung in den Hohlraum passen kann. Es ist notwendig, die vom Stützelement gehaltene Wabenstruktur so in die Metallbüchse einzubauen, dass das Stützelement mit einem angemessenen Druck zusammengedrückt wird, während es sich in Verwendung befindet, um Fehlausrichtung der Wabenstruktur zu verhindern. Daher sind die Metallbüchse und die Wabenstruktur vorzugsweise voneinander um einen Zwischenraum in einem Bereich von 30 bis 85% der üblichen Dicke des Stützelements getrennt. Dieser Zwischenraum ist jedoch nur ein Richtwert, da die Beziehung zwischen dem Zwischenraum und der Stützelementdicke in Abhängigkeit von verschiedenen Faktoren variiert, z. B. dem Mattenmaterial und dem Zweck des fertigen Elements. Es versteht sich, dass die obige Beziehung durch Testen bezüglich einer spezifischen Kombination dieser Faktoren angemessen bestimmt werden sollte.
Die Geschwindigkeit, mit der das Stützelement in die Metallbüchse eingefügt wird, liegt normalerweise in einem Bereich von 15 bis 50 mm/s. Unter 15 mm/s ist der Arbeitswirkungsgrad für das kommerzielle Produkt ausgesprochen schlecht. Andererseits ist es über 50 mm/s schwierig, das Stützelement in einer bestimmten Position zu halten, wodurch die Zahl der fehlerhaften Erzeugnisse zunimmt, und was auch unpraktisch ist. Die zulässige Fehlausrichtung des Stützelements in der Metallbüchse variiert in Abhängigkeit von der Größe der Büchse. Es ist jedoch vorzuziehen, die Fehlausrichtung gegenüber der vorgegebenen Position auf höchstens 10 mm zu halten. Eine Fehlausrichtung von bis zu 20 mm kann je nach der Struktur und den Abmessungen der Büchse zulässig sein. Das Einfügen der Anordnung aus Wabenstruktur und Stützelement wird durch eine Einfügungsvorrichtung erleichtert. Die Vorrichtung weist vorzugsweise einen Verjüngungswinkel (θ) von etwa 2 bis 10º auf, und die Rauigkeit der Oberfläche, die mit dem Stützelement in Kontakt steht, liegt im Bereich von 0,8 bis 12,5 um als durchschnittliche Mittellinienrauigkeit, wie durch die JIS B-0601 ermittelt, um den Einfügungsvorgang zu erleichtern.
Die Metallbüchse dient als Schutzstruktur für die Keramikwabenstruktur, die aus einem für einen spezifischen Zweck, beispielsweise für einen katalytischen Wandler oder Wärmetauscher, geeigneten Material besteht und eine entsprechende Gestalt und Größe aufweist. Ihre Elemente können durch entsprechende Mittel, beispielsweise Schweißen oder auf anderem Weg, wobei gegebenenfalls Schrauben/Muttern eingesetzt werden können, monolithisch verbunden sein.
Die Keramikwabenstruktur, die als Element für einen katalytischen Wandler, Wärmetauscher oder dergleichen in einem Abgasreinigungssystem für einen Verbrennungsmotor oder dergleichen verwendet werden kann, wird fest und gleichmäßig vom Stützelement gehalten, wenn sie durch das Keramikwaben-Einfügungsverfahren gemäß vorliegender Erfindung eingedost wird, und ist über lange Zeit nutzbar, auch wenn sie hohen Temperaturen, mechanischen Stößen, die durch kontinuierliche Vibration erzeugt werden, oder anderen schwierigen tatsächliche Bedingungen ausgesetzt ist.

BEISPIELE

Die vorliegende Erfindung wird durch die nachstehenden Beispiele und Vergleichsbeispiele beschrieben, die die vorliegende Erfindung in keiner Weise einschränken.

(Beispiele)

Eine Keramikwabenstruktur mit einem Durchmesser von 93 mm und einer Länge von 118 mm, die einen Katalysator trägt, wurde von einer Matte aus Keramikfasern (Mufftec von Mitsubishi Chemical) gehalten, welche die in Fig. 2 dargestellte Gestalt, ein Einheitsgewicht von 1.200 g/m², Abmessungen von 340 mm Länge, 103 mm Breite und 7,0 mm Dicke und einen Vorsprung (40 mm lang und 35 mm breit) an einem Längsende annähernd in der Mitte der Endseite und einen Hohlraum (40 mm tief und 35 mm breit) am anderen Ende auf solche Weise aufweist, dass der Vorsprung in den Hohlraum passen kann. Jedes Stützelement war über eine Klebschicht mit einer reibungsarmen Schicht aus einer reibungsarmen Folie versehen, wie in Tabelle 1 gezeigt. Die Wabenstruktur wurde vom Stützelement nahe gehalten, so dass unbedeckte Bereiche mit einer Länge von 10 mm auf der Oberseite und einer Länge von 5 mm an der Unterseite verblieben, wo der Vorsprung an einem Längsende in den Hohlraum am anderen Ende eingepasst war, wobei die Fuge durch ein 0,01 mm dickes Klebeband unbeweglich gemacht wurde. Diese Anordnung aus der vom Stützelement gehaltenen Wabenstruktur wurde in eine Metallbüchse mit einem Innendurchmesser von 98,8 mm eingefügt, die für einen katalytischen Wandler ausgebildet war, wobei das Einfügen mit einer Einfügungsgeschwindigkeit von 28 mm/s unter Verwendung einer Einfügungsvorrichtung aus S35C erfolgte, mit einem in Fig. 1 gezeigten Querschnitt, einem Verjüngungswinkel von 5º, einer Rauigkeit von 1,6 um (durchschnittliche Mittelllinien-Rauigkeit, ermittelt durch die JIS B-0601) an der Oberfläche, die mit dem Stützelement in Kontakt steht, und einem Innendurchmesser von 98,0 mm am unteren Abschnitt, um einen katalytischen Wandler herzustellen.
Die Fehlausrichtung des Stützelements, d. h. der Abstand zwischen seiner tatsächlichen Position und der angegebenen Position, wurde für jeden so hergestellten katalytischen Wandler gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 angeführt. Der Wandler wurde zerlegt, um den Oberflächenzustand des Stützelements zu untersuchen. Die Bewertungsergebnisse sind ebenfalls in Tabelle 1 durch die Bewertungen "gut", "normal", "schlecht" und "fehlerhaft" angeführt, wobei "gut" bedeutet, dass an der Stützelement-Oberfläche keine Unregelmäßigkeiten zu beobachten sind, "normal" bedeutet, dass es allgemein keine Probleme gibt, auch wenn in Bereichen auf der reibungsarmen Schicht gewisse Unregelmäßigkeiten zu beobachten sind, "schlecht" bedeutet, dass erste Anzeichen für das Abblättern auf der reibungsarmen Schicht festzustellen sind, und "fehlerhaft" bedeutet, dass auf der reibungsarmen Schicht ein gewisses Ausmaß an Abblätterung festzustellen ist und auch übermäßige Fehlausrichtung der Schicht zu beobachten ist.
Jeder katalytische Wandler, der unter den gleichen Bedingungen hergestellt worden war, wurde auch bei hoher Temperatur einem Vibrationstest unter den nachstehenden Bedingungen unterzogen. Die Ergebnisse werden ebenfalls in Tabelle 1 mit den Gesamtbeurteilungen "gut", "normal" und "fehlerhaft" angeführt, wobei "gut" bedeutet, dass das Stützelement keine Anomalie aufweist, "normal" bedeutet, dass Element ein wenig beeinträchtigt ist, und "fehlerhaft" bedeutet, dass das Element teilweise oder vollständig beeinträchtigt ist und sich in einem solchen Ausmaß aufgelöst hat, dass es die Wabenstruktur nicht mehr halten kann.
Für den Vibrationstest wurde ein auf 900ºC gehaltenes heißes Gas unter Druck mit 2,6 Nm³/s 20 h lang durch jeden katalytischen Wandler zwangsgeführt, während er in der Gasströmungsrichtung Vibrationen mit 185 Hz und 60G ausgesetzt wurde. Die Vibrationstestergebnisse werden in Tabelle 1 ebenfalls durch die Bewertungen "gut", "normal" und "fehlerhaft" angeführt, wobei "gut" eine Fehlausrichtung des Stützelements unter 0,5 mm bedeutet, "normal" eine Fehlausrichtung von 0,5 mm oder mehr, aber unter 1,0 mm, bedeutet, und "fehlerhaft" eine Fehlausrichtung von 1,0 mm oder darüber bezeichnet. [Tabelle 1]
Das Eindosungsverfahren gemäß vorliegender Erfindung ermöglicht es, die vom Stützelement gehaltene Keramikwabenstruktur durch die Verwendung der reibungsarmen Schicht am Stützelement mit einer höheren Geschwindigkeit und problemloser in eine Metallbüchse einzubauen, als mit dem herkömmlichen Verfahren. Die Anordnung aus der vom Stützelement gehaltenen Wabenstruktur unterliegt geringerer Fehlausrichtung, wodurch eine lokale Beeinträchtigung des Stützelements, die aus der Fehlausrichtung resultiert, und Gaskanalbildung, die aus der ungleichmäßigen Dichte des Stützelements in der Büchse resultiert, verhindert werden, und verhindert wird, dass die Wabenstruktur durch äußerliche mechanische Stöße abgenutzt wird oder Risse bekommt, sowie Windkorrosion verhindert wird, die auftreten kann, wenn die Wabenstruktur nach dem Greifer-Verfahren zusammengebaut wird. Folglich ergibt die vorliegende Erfindung eine haltbarere, in eine Metallbüchse eingebaute Keramikwabenstruktur.

Claims

1. Verfahren zum Einbauen einer Keramikwabenstruktur (1) in eine Metallbüchse (5), bei dem ein Stützelement (2) für die Struktur zwischen die Struktur und die Metallbüchse gelegt wird, worin die Struktur (1) eng vom Stützelement (2) umgeben ist und in die Büchse gelegt wird, während das Stützelement, das mit einer reibungsarmen Schicht auf seiner mit der Büchse in Kontakt stehenden Oberfläche versehen ist, zusammengedrückt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die reibungsarme Schicht auf dem Stützelement einen statischen Reibungskoeffizienten von 0,15 oder darunter aufweist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, worin die reibungsarme Schicht Papier, synthetisches Papier, mit einem Kunstharz imprägniertes Papier, mit einem Kunstharz beschichtetes Papier, mit Öl imprägniertes Papier oder mit Öl imprägniertes synthetisches Papier ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, worin die reibungsarme Schicht direkt oder indirekt über eine Kleberschicht auf dem Stützelement ausgebildet ist.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, worin die reibungsarme Schicht eine Dicke von 0,3 mm oder weniger aufweist.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, worin das Stützelement (2) aus Fasern zumindest eines Typs von Keramikmaterial besteht, das aus Aluminiumoxid, Kieselsäure, Mullit, Siliziumcarbid, Siliziumnitrid und Zirkoniumdioxid ausgewählt ist.

6. Verwendung einer Wabenstruktur, die nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 in eine Büchse eingebaut ist, als Katalysatorträger in einem Abgas- Reinigungssystem für einen Verbrennungsmotor, Kessel oder dergleichen, oder als Partikelfilter für einen Dieselmotor.

7. Anordnung, die eine Keramikwabenstruktur (1), eine Metallbüchse (5), die die Struktur (1) enthält, und ein Stützelement (2) für die Struktur umfasst, das zusammengedrückt zwischen der Struktur und der Metallbüchse gehalten wird, worin das Stützelement (2) mit einer reibungsarmen Schicht auf seiner mit der Metallbüchse in Kontakt stehenden Oberfläche versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die reibungsarme Schicht einen statischen Reibungskoeffizienten von 0,15 oder darunter aufweist.